Железо Карбидная фаза

В ряде случаев упрочняющей фазой жаропрочных сплавов является карбидная фаза. Обычно это хромовые карбиды, железо-вольфрамовые и более сложные карбиды. [c.50]

Цементит и другие карбиды тяжелых металлов идентифицируют при окрашивании осадка в свободной щелочи, добавляя кислородсодержащие реактивы (перманганат калия, перекись водорода, пикрат натрия и т. д.). Эти травители не действуют на структуру основы. Их химическое действие еще не полностью ясно. Величина поверхности карбидных частичек влияет на результат травления внутри определенных размеров цементитные пластины перлита не взаимодействуют с травителем. Предполагают, что вследствие взаимодействия карбида и травителя на карбидной фазе образуется непрозрачный твердый осадок гидроокиси сложного состава. Этот осадок растворяется в слабокислом растворе карбид вновь приобретает вид нетравленого состояния. Некоторые карбиды отличают друг от друга только путем различной продолжительности травления. Карбид железа ведет себя по сравнению с другими карбидами в этих растворах наиболее пассивно. [c.36]

Как указывалось выше, в сталях феррито-перлитного класса основными факторами, ответственными за прочность, являются свойства ферритной матрицы, прочность которой определяется размером исходного аустенитного зерна, прочностью чистого железа, влиянием легирующих элементов и углерода, растворенных в феррите, и размером ферритного зерна. Вторым фактором, влияющим на предел прочности стали с ферритной матрицей, является упрочняющая карбидная фаза. [c.212]

Уравнение (8) может быть применено к гетерогенной системе, так как сопряженные фазы (раствор углерода в железе и карбидные фазы) находятся в равновесии. [c.135]

Легированность твёрдого раствора после закалки повышается и мартенсит (аустенит) содержит 0,5% С, 6% 1У, 4% Сг, 1,2% У. Избыточная карбидная фаза (после закалки) состоит из одного карбида ванадия (УС) с большим количеством растворенного в нём вольфрама и железа. [c.464]

Карбидообразующие элементы Fe — Мп — Сг — Мо — W — Nb — V — Zr — Ti (расположены по возрастающей степени сродства к углероду и устойчивости карбидных фаз) при малом их содержании растворяются в цементите, замещая в нем атомы железа. Состав карбида в этом случае может быть выражен формулой (Fe, М) С , где М — символ суммы легирующих элементов, т, п — коэффициенты, определяемые химической формулой карбида. При повыщении содержания карбидообразующих элементов могут образовываться самостоятельные карбиды. [c.162]

Таким образом, пластическая деформация мартенсита может приводить к устранению упорядоченного расположения атомов углерода в кристаллической решетке а-железа и, следовательно, к потере тетрагональности, к переходу атомов углерода на дефекты, что также вызывает потерю тетрагональности и распад мартенсита с образованием карбидной фазы. [c.277]

Возможность бездиффузионного а 7-превращения признается многими исследователями при быстром нагреве (несколько сотен градусов в секунду). Как принято считать, при таких условиях удается подавить развитие диффузионных процессов, в связи с чем становится возможным осуществление а -> 7-превращения непосредственной перестройкой решетки железа без участия карбидной фазы, в результате чего формируется малоуглеродистый аустенит. Однако в большинстве работ делается заключение, >гго и в этом случае состав образовавшегося аустенита сразу соответствует диаграмме состояния за счет смещения вверх интервала фазового перехода. Таким образом объединяются представления о бездиффузионном характере а -> 7-превращения с требованием обязательного формирования стабильного по составу аустенита, что якобы диктуется термодинамическими соображениями. [c.9]

Легирующие элементы в стали оказывают различное влияние на аллотропические превращения железа и фазовые превращения стали. ( Они могут находиться в стали в твердом растворе, в карбидной фазе или в виде интерметаллидных соединений. [c.79]

Известно, что растворимость углерода в аустените тем выше, чем менее он легирован. Так, например, в сплавах Fe- в у-железе растворяется до 1,7% С, а в сплаве 74% Fe — 18% Сг — 8% N1 только 0,5% С. В результате образования с-фазы прилегающие к ней участки аустенита содержат относительно меньше Сг, Si, Мо и других легирующих примесей, чем основной объем аустенитной матрицы. Вследствие этого растворимость углерода в менее легированных участках аустенита повышается, карбидная фаза растворяется в аустените и поэтому близ участков а-фазы не обнаруживается. [c.143]

Изучение свойств и фазового состава хромомарганцевоникелевой стали типа 13-10-10 с 0,34 и 0,59% С, закаленной с 1200° С в воде, позволило установить, что все легирующие элементы находятся в твердом растворе и только незначительная часть хрома и железа — в карбидной фазе [121. [c.430]

Зарождение в процессах выделения и подобных им превращениях часто начинается главным образом на границах зерен или дислокациях. О причинах этого мы говорили выше при рассмотрении гетерогенного зародышеобразования (разд. 2.2), однако Б данном случае имеются еще дополнительные причины, объясняющие, почему такие места особенно благоприятны для зарождения. В частности, это связано с тем, что растворенные атомы имеют тенденцию к сегрегации на границах зерен и дислокациях даже тогда, когда основной объем исходной фазы является устойчивым (см. ФМ-3, гл. I, разд. 6.1) если же исходная фаза становится мета-стабильной, эта тенденция заметно возрастает. Этот эффект особенно ярко выражен в случае примесей внедрения, которые сильно взаимодействуют с дислокациями. Так, например, электронномикроскопические и кинетические исследования выделения углерода в а-железе в интервале температур 0—170° С указывают, что часть избыточного углерода сегрегирует сначала к дислокациям и что зарождение дискретных частичек карбидной фазы происходит благодаря флуктуациям концентрации углерода вдоль дислокаций. Лишь впоследствии эти частицы растут за счет атомов углерода, поступающих непосредственно из объема матрицы (а-железа). [c.255]

Показано, что в твердом растворе при высоких температурах, когда карбидная фаза растворена, распределение компонентов стали не вполне равномерно [9]. Вокруг атомов углерода имеются комплексы с повышенной концентрацией сильных карбидообразующих элементов. При последующем охлаждении стали или же ее выдержке при более низких температурах происходит перемещение этих комплексов к растущим центрам карбидной фазы. Таким образом, вполне логично ожидать, что уже на начальных стадиях формирования карбидная фаза в определенной степени обогащена сильными карбидообразующими элементами. Образование карбидов, обогащенных железом, несмотря на его высокую концентрацию в сплаве, представляется менее вероятным. [c.23]

При обработке по первому режиму была получена структу-ра, в которой содержание углерода и азота в матрице (феррит) составляло 0,001%, так как при медленном охлаждении армко-железа углерод и азот выделяются в виде карбидной фазы. Во втором случае (охлаждение в воде), при таком же общем содержании углерода и азота, в феррите растворено большее количество атомов внедрения, чем в первом, хотя с течением времени наблюдается выделение части карбидов при комнатной температуре. Размер зерна после обоих режимов термообработки был одинаков (0,07 мм). После термообработки образцы статически деформировали на 4-19% и затем старили при температуре 250 °С в течение 1 ч. [c.158]

В связи с этим нами были проведены фазовый и микроскопический анализы. Состав карбидной фазы определяли химическим и рентгеноструктурным методами. Электролитически [5] выделяли осадок и определяли в нем, а также в отдельных карбидах содержание легирующих элементов и железа. [c.60]

При увеличении содержания легирующего элемента в стали увеличивается его количество в карбидной фазе, а содержание железа соответственно уменьшается (см. табл. 2). [c.64]

Содержание железа в карбидной фазе стали 18 примерно соответствует предельной растворимости в карбиде ванадия, и можно полагать, что цементит отсутствует. После испытаний стали 18 и 20 не обезуглероживаются. [c.64]

После насыщения поверхность образцов имела равномерный светло-серый цвет. Толщина диффузионного покрытия при 1000° С составила 0.014 мм, а при 1100° С — 0.020 мм. Микротвердость поверхности достигала Нр1оо=1350—1400 кг/мм . В соответствии с литературными данными [2] поверхностный слой состоит в этом случае из карбидной фазы СгззСе. Под этим слоем находится смесь твердого раствора хрома в железе и карбида СгазСд. Микротвердость этого слоя составляет 920 кг/мм . Затем следует перлитная полоса, образующаяся в результате встречной диффузии углерода к диффузионному слою. [c.162]

Исследование влияния легирующих элементов позволило установить связь между типом и составом карбидных фаз, находящихся в стали, и ее водородостойкостью, а также определить, какое количество того или иного легирующего элемента делает сталь при данных условиях водородостойкой. Можно отметить, что элементы, расположенные в IV периоде периодической системы правее железа, практически не оказывают влияния на водородостойкость стали. Элементы, расположенные левее железа, резко повышают стойкость стали против водородной коррозии. Качественно эта зависимость совпадает с порядком, в котором изменяется сродство металлов к углероду, оцениваемое по свободной энергии образования соответствующего карбида (табл. б). Известно, что связь в карбидах осуществляет- [c.159]

Изготовляются из чистого железного порошка, а также из сплавов на основе железа, никеля, алюминия, кобальта и других металлов Состоит из кристаллов карбидной фазы, сцементованных твердым раствором карбида в металлах железной группы (чаще всего кобальта) отличаются Высокими твердостью и износостойкостью [c.324]

В котельных сталях, являющихся многокомпонентными системами, легирующие элементы находятся в свободном состоянии, в форме интерметаллических соединений с железом илн между собой в виде оксидов, сульфидов и других неметаллических включений, в карбидной фазе, в виде раствора в цементите или самостоятельных соединений с углеродом. Молибден, хром, ванадий растворяются в основных фазах углеродистых сплавов - феррите, аустените, цементите или образуют специальные карбиды. При этом твердость и ударная вязкость феррита возрастают. В процессе эксплуатации происходит интенсивный переход молибдене и хрома из твердого раствора феррита в карбиды. Наибольшая интенсивность перехода молибдена наблюдается при наработках немногим более 2 10 ч. Далее процесс сглаживается. В исходном состоянии в малолегированных сталях содержится от 3 до 8 молибдена. После наработки около 1,5 10 ч его сод жание возрастает до 80%. Разброс значений содержания молибдена по отдельным трубам существенно увеличивается с наработкой времени. Соответственно происходит разупроч-ненне. [c.154]

Увеличение плотности связано с процессом деформационного старения в стали 12Х18Н10Т под действием термических циклических напряжений. Это положение подтверждается хорошим соответствием между увеличением относительной плотности для состаренного при 600° С металла и количеством хрома и железа в осадке при химическом анализе состава карбидной фазы (см. рис. 48). [c.108]

Легирующие элементы оказывают большое влияние на точку Л,, соответствующую температуре перехода перлита в аустенит (рис. 93, а). Никель и марганец снижают температуру А , а Т1, Мо, 31, У и другие элементы повышают температуру Л1 (см. рис, 93, а). Легирующие элементы уменьшают эвтектондную концентрацию углерода (рис. 93, б) к предельную растворимость углерода в аустените, сдвигая точки 5 к на диаграмме состояния Ре—С влево. Как видно из рис. 94, где приведены вертикальные разрезы тройной диаграммы состояния Ре—Мп—С и Ре—Сг—С, перитектическое, эвтектическое и эвтектоидное превращения протекают не при постоянной температуре, как в двойных системах, а в некотором интервале температур. В системе р е—Мп.—С у-фаза с увеличением содержания марганца существует и в области более низких температур. В системе Ре—Сг—С с возрастанием концентрации хрома область существования у-ф>ззь( сужается. Состав карбидной фазы (К) в марганцовистых сталях соответствует соединению (РеМп)8С, в котором часть атомов железа. замещена атомами марганца. В хромистых сталях образуются (Ре, Сг)зС и специальные хромистые карбиды, состав и структура которых зависят от содержания углерода и хро.ма. При низком содержании углерода и высоком содержании хрома образуются ферритные стали, не претерпевающие полиморфного превращения (рис. 94, б). [c.137]

Марганец MOHi T полностью заменить атомы железа в цементите (т. е. состав меняется от РезС до МпзС) в цементите растворяется до 25% (ат.) Сг—(Fe, Сг)зС, до 3% молибдена и вольфрама ванадий в цементите растворяется в ничтожных количествах. Легирующие элементы — карбидообразователи распределяются, как указывалось ранее, между матричной и карбидной фазами. При увеличении содержания элементов сверх определенного количества образуются карбиды не на базе це- [c.169]

Процессы старения металла сварных швов сопровождаются изменением их фазового состава. По данным [91], в металле шва типа Э-ХМФ после сварки основной составляющей карбидной фазы является сложный метастабильный карбид типа МвдС с преобладающим содержанием в его составе железа. После отпуска содержание легирующих элементов в карбиде этого типа увеличивается и наряду с ним появляется стабильный карбид УС. Увеличение длительности в условиях старения при температуре 480° С приводит к резкому снижению содержания в карбиде Ме,.,С железа и повышению в нем доли молибдена, хрома, марганца и ванадия. В целом наблюдаемые закономерности изменения фазового состава швов качественно подобны аналогичным закономерностям в сталях близкого состава после закалки и последующего старения. [c.182]

НИИ фазового состава аустенитных и том следует, что наличие в хромоникелевой 0,15% N ускоряет процесс выделения карбидной фазы. Эта фаза представляет собой соединение СгазСа, в котором при нагреве часть атомов хрома замещается железом. Наряду с карбидами в стали с 0,15% N имеются нитриды, в состав которых входит 0,02% N. [c.326]

Карбид железа РезС (цементит, или б-фа-за) имеет ромбическую кристаллическую решетку (см. табл. 5.5). Координация атомов железа в структуре цементита близка к гексагональной. этим, в частности, были связаны трудности выявления карбида низкоотпущен-ной стали (е-карбида), который действительно имеет гексагональную компактную упаковку атомов железа с неупорядоченным расположением атомов углерода (тип е-РезК ). До сих пор дискуссионными являются вопросы о содержании углерода в е-карбиде и об образовании при распаде мартенсита углеродистой стали других карбидных фаз. е-карбид образуется при низкотемпературном распаде мартенсита не только в углеродистых (при содержании углерода более 0,3—0,4 %), но и в легированных сталях, в которых стабильными могут быть специальные карбиды (хро.ма, молибдена и др.). [c.135]

Карбвдообразующими легирующими элементами называют элементы, обладающие большим, чем железо, сродством к углероду. По возрастанию сродства к углероду и устойчивости карбидных фаз карбидообразующие элементы располагаются в следующий ряд Fe — Мп — Сг — Мо — W — Nb — Zr — Ti. Чем устойчивее карбид, тем труднее он растворяется в аустените и вьщеляется при отпуске. [c.291]

Патент США, № 4117179, 1978 г. Карбидоупрочненные улучшенные сплавы широко используются в газотурбиннь1Х установках и авиационных двигателях. Предлагаемый процесс обеспечивает защиту от высокотемпературного окисления и повышенную коррозионную стойкость, во-первых, благодаря созданию подложки из улучшенного сплава, содержащего упрочняющую карбидную фазу и, во-вторых, за счет покрытия, состоящего из хрома, алюминия, углерода, по крайней мере, одного из таких элементов, как железо, кобальт, никель, и добавок иттрия или другого РЭМ. [c.219]

При травлении чугунов хорошо выявляется структура металлической основы фосфидная эвтектика не травится. Для кремнистых чугунов рекомендуется 2%-ный раствор кислоты в амиловом спирте. Для разделения цементита и фосфида в фосфидной эвтектике шлиф следует сначала слегка протравить 3%-ным раствором азотной кис-лоты в этиловом спирте в течение 10—15 сек, затем быстро (за 3—5 мин) нагреть до 250—350° С и быстро охладить в ртутной ванне. В результате фосфид окрашивается в более темный цвет по сравнению с цементитом. Для разделения карбидных фаз в сплавах железо — хром — углерод рекомендуется после травления 2%-ным раствором поместить шлиф в печь при 520° С и после 25-мин выдержки охладить на металлической плите. В результате продукты распада аустенита получаются голубовато-серыми, орторомбический карбид (Fe, Сг)зС окрашивается в кирпичный цвет, тригональный карбид (Fe, rjj s остается светлым. [c.6]

Такие данные получены [99, 165] при исследовании твердых растворов (о -Ре ) — Р — С, выплавленных (и разлитых) в вакууме на основе карбонильного, рафинированного в водороде, железа КР чистотой не менее 99,95 % Разная концентрация фосфора в растворе (0,008 0,005 и 0,075 % Р) задавалась при выплавке, а углерода - достигалась науглероживанием в атмосфере гептана или метана. После рекристаллиза-ционного отжига 825°С. 1 ч, образцы диаметром 0,5—0,8 мм с 0,008 %Р охлаждали за 4—6 мин с печью до более низких температур, отжигали при каждой температуре 2 ч для установления равновесного распределения примесей между объемом и границами зерен и фиксировали по лученное распределение примесей закалкой образцов в воде. Термическую обработку проводили с соблюдением специальных мер предосторожности по сохранению неизменнь1м Химического состава тонких образцов (особенно по С) в атмосфере очищенного и осушенного водорода. Науглероживание образцов сплава [=е + 0,008 % Р проводили в установке для термической обработки в течение 90 с в смеси сухого водорода с гептаном при бОО С. Затем для выравнивания возможных неоднородностей распределения углерода по сечению образцов проводили отжиг при 700°С, 1 ч. В серии опытов, проведенных со сплавами Ре + 0,005 % Р и Ре + 0,075 % Р, в которых содержание углерода систематически варьировали, отжиг образцов проводили в атмосфере Нг + + СН4. В этом случае вместо пропускания над сосудов с гептаном, водород перед входом в печь с образцами пропускали через дополнительную печь, заполненную активированным углем. Парциальное давление СН4 в смеси Нг + СН4, определяющее содержание С в Ре, варьировали изменением температуры печи с углем, что позволило "плавно" изме пять содержание углерода в широких пределах. Содержание углерода [С] в а-твердом растворе железа определяли по высоте углеродного пика внутреннего трения (пик Снука), пользуясь известным соотношением для поликристаллического а-железа 1,3 [С]. Для определения температурной зависимости предельной растворимости углерода в а-железе с 0,0СШ % Р отжигом в смеси водород — гептан науглеро-ДИЛИ этот сплав до насыщения в равновесии с карбидной фазой при температуре 720 С соответствующей максимальной растворимости углерода, о достижении которой судили по нась1щению зависимости длительности науглероживания вьюота пика Снука после закалки от 720°С. Обезуглероживания сплавов достигали длительными отжигами в сухом водороде. Контрольные опыты показали, что для достижения [c.124]

В связи с этим уместно напомнить об эволюции взглядов на роль карбидов в явлении отпускной хрупкости, В ранних гипотезах карбидные включения рассматривались как основной источник охрупчивания [21]. Затем образование на границах зерен легированных карбидов считали главным факт ом, определяющим термодинамический стимул неравновесной сегрегации опасных примесей, в частности фосфора, в приграничных зонах [1]. Впоследствии внимание исследователей привлекла равновесная и неравновесная сегрегация этих примесей и легирующих элементов на межфазных границах карбид - матрица [14, 105, 111, 118]. Недавно были получены прямые подтверждения того, что кoнцeнfpaция фосфора на таких границах в стали в состоянии отпускной хрупкости соизмерима с концентрацией на границах зерен и поэтому на них может происходить преимущественное зарождение трещин [121, 155]. Вместе с тем, появились данные о том (см. гл. Ill), что в определенных условиях мелкие и близко расположенные карбидные частицы на границах зерен могут ослаблять межкристаллитную адсорбцию фосфора и отпускную хрупкость. Кроме того, показано, что эффект низкотемпературной обратимости отпускной хрупкости, обнаруженный в низкоуглеродистых сплавах железа (в том числе легированных), не наблюдается при появлении карбидной фазы [165], Таким образом, влияние карбидных включений на развитие отпускной хрупкости неоднозначно природа такого сложного влияния в настоящее время остается в значительной степени неясной и заслуживает детального дальнейшего изучения. [c.209]

СО структурными составляющими следует отметить, что устойчивой является только сталь, содержащая кубический карбид хрома. На основании проведенного исследования мы пришли к выводу, что решающим фактором, обеспечивающим водородостойкость стали, является природа карбидной фазы. Кроме того, на водородную стойкость стали оказывает влияние абсолютное количество углерода и легирующего элемента, находящихся в стали, а также наличие других элементов в карбидной составляющей, например в карбидах хрома-железа, или наоборот, в цементите — растворенного хрома. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...