Механические свойства стали, влияние структуры и легирующих элементов

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ, ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ И ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ [c.364]

Были проведены исследования по влиянию содержания на механические свойства. Добавка Мп в количестве 1 % незначительно изменяет механические свойства стали. Увеличение же содержания Мп от 1 до 2% резко увеличивает предел прочности, не оказывая влияния на пластичность материала. При дальнейшем увеличении содержания Мп до 2,25% и выше прочность продолжает расти, но при этом ухудшается пластичность и ударная прочность. Важным преимуществом при использовании Мп как легирующего элемента является то, что он более эффективно, чем Ni задерживает переход к мартенситной структуре. Марганцовистая сталь не закаливается и поэтому обладает очень хорошей свариваемостью. [c.334]

Влияние легирующих элементов на механические свойства сталей с ОЦК-решеткой. Механические свойства и разрушение сталей зависят от структуры, которая в первую очередь определяется химическим составом, размером действительного зерна и состоянием его границ, видом и характером неметаллических включений. [c.598]

Растворение карбидов типа Ме Сц происходит в интервале 1000—1100° С, а карбидов Nb или Ti — ири более высокой температуре. Поэтому обычно применяемая для стали на основе Х13 без специальных легирующих добавок температура нагрева под закалку, соответствующая Ас + 50 град в данном случае недостаточна. Для 12%-ных хромистых нержавеющих сталей, содержащих указанные легирующие элементы, ири закалке используют более высокие температуры нагрева (1050—1100 С), превышающие температуру Ас на 150—200 град. Следует, однако, отметить, что при таких более высоких температурах в структуре остается значительное (соответствующее содержанию углерода) количество карбидов титана или ниобия. Карбиды титана, ниобия, ванадия, в меньшей степени молибдена и вольфрама, уменьшают склонность сталей к росту зерна, однако эти элементы способствуют образованию б-феррита, что может оказать отрицательное влияние на механические свойства стали. В табл. 13 приводятся некоторые данные о свойствах наиболее часто встречающихся в таких нержавеющих сталях карбидов, образующихся в связи с введением в сталь указанных легирующих элементов. [c.78]

Теоретическое значение таких диаграмм заключается в том, что они хотя и охватывают меньший опытный материал в сравнении с диаграммой сплавов железа с углеродом, так как для сталей с неодинаковым содержанием углерода и разных марок они различны, но зато содержат чрезвычайно важный фактор времени. Диаграммы изотермического превращения аустенита дают картину всех изменений аустенита (кинетику его превращения) при разных температурах, позволяют в наглядной форме объяснить происхождение и природу структур, получаемых при термической обработке. Они выявляют влияние температуры превращения на структуру и свойства стали. Эти диаграммы позволяют оценить действие величины зерна и легирующих элементов на превращение аустенита, глубину прокаливаемости, микроструктуру, механические и другие свойства стали. Наконец, они служат обоснованием теории термической обработки стали. [c.178]

Наиболее распространенными легирующими элементами при производстве низколегированных сталей являются 51, Мп, Сг, Мо. Анализ их влияния на кинетику превращения аустенита при охлаждении в условиях сварки можно провести по результатам работ [92—94 ]. Химический состав и механические свойства сталей представлены в табл. 6.9. Данные, характеризующие влияние легирующих элементов на характеристические длительности охлаждения и фазовый состав структуры, приведены на рис. 6.4. [c.117]

Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость сплавов. Легирующие элементы, изменяя структуру сплава, оказывают влияние на повышение его механических свойств и коррозионной стойкости. Хром вводят как основной элемент, способствующий пассивации стали, марганец [c.61]

Наибольшее влияние на свариваемость сталей оказывает углерод. Она ухудшается при увеличении содержания углерода, а также ряда других легирующих элементов. Для изготовления сварных изделий применяют в основном конструкционные низкоуглеродистые, низколегированные и легированные стали. Главными трудностями при сварке легированных сталей являются их склонность к образованию закалочных структур, горячих и холодных трещин, а также ухудшение механических свойств — в первую очередь снижение пластичности в зоне сварки. Чем выше содержание углерода в стали, тем сильнее проявляются эти недостатки и тем труднее обеспечить необходимые свойства сварного соединения. [c.54]

Легирующие элементы, оказывая влияние на полиморфизм железа и превращения в стали при термической обработке, а также вызывая изменения фазового состава и структуры, оказывают существенное влияние на механические и эксплуатационные свойства сталей. [c.80]

После закалки и высокого отпуска (улучшения) структура стали представляет собой сорбит — ферритно-карбидную смесь с зернистой формой карбидной фазы. Высокие механические свойства сорбита обусловлены влиянием легирующих элементов на прочность феррита, а также Дисперсность и количество карбидной фазы. [c.258]

Из производственной практики известно, что подготовка кромок листов из нержавеющих сталей в основном осуществляется механической резкой на станках и кислородно-флюсовой резкой. При этих способах не исключена возможность появления дефектов на подготовленных кромках, снижающих механическую прочность материала. При механической резке грубый рез может быть получен из-за вибрации резца. При кислородно-флюсовой резке имеет место изменение структуры металла кромки, а поверхностный слой металла у кромки реза, как было ранее установлено, обедняется легирующими элементами. Такие дефекты не имеют существенного значения, если кромка, полученная при резке нержавеющей стабилизированной хромоникелевой стали, предназначена под сварку. В этом случае предполагается, что во время сварки металл, примыкающий к поверхности реза, будет расплавлен, и, образованная резкой, зона термического влияния практически не повлияет на механические и коррозийные свойства сварного соединения. В случае обработки нестабилизированной стали, как показал опыт ряда заводов, резку следует сопровождать интенсивным охлаждением кромки водой, так как в этом случае уменьшается время нахождения металла при критической температуре, чем предотвращается выпадение карбидов хрома или, по крайней мере, уменьшается опасность образования межкристаллитной коррозии. Однако в обоих случаях для удаления слоя металла, обедненного легирующими элементами, кромка после резки должна быть зачищена абразивным кругом. [c.51]

Сварные соединения высокопрочных сталей, как правило, обладают пониженной конструктивной прочностью. Это вызвано более низкими прочностными свойствами металла шва и околошовной зоны в результате потерь некоторых легирующих элементов, литой структуры и образования структур перегрева. Технологически возможно путем легирования металла шва повысить его свойства до уровня основного. Значительно труднее повысить свойства металла в зоне термического влияния. Основной металл, примыкающий к зоне сплавления, нагревается до весьма высоких температур, близких к температуре плавления. Такой нагрев приводит к образованию структур перегрева. Высокопрочные стали, нагретые до температур, близких к ликвидусу, после охлаждения теряют свои механические свойства, в особенности по показателям пластичности. Последующая термическая обработка не восстанавливает полностью свойств металла в зоне перегрева. [c.15]

При кислородно-флюсовой резке не исключена возможность появления дефектов, снижающих механическую прочность материала. При кислородно-флюсовой резке изменяется структура металла кромки, а поверхностный слой металла у кромки реза обедняется легирующими элементами. Такие дефекты не имеют существенного значения, если кромка, полученная при резке нержавеющей стабилизированной хромоникелевой стали, предназначена для сварки. В этом случае предполагается, что во время сварки металл, примыкающий к поверхности реза, будет расплавлен, и образованная резкой зона термического влияния практически не повлияет на механические и коррозионные свойства сварного соединения. В случае обработки не-стабилизированной стали, как показал опыт ряда заводов, резку следует сопровождать интенсивным охлаждением кромки водой (расход воды при этом должен составлять около [c.65]

Повышение жаропрочности конструкционных материалов, применяемых в современном машиностроении, достигается в основном путем увеличения в них содержания легирующих элементов. При этом ухудшается обрабатываемость этих материалов резанием. Знание характера влияния химического состава, структуры, физико-механических свойств, термической обработки и истирающей способности жаропрочных сталей и сплавов на их обрабатываемость позволяет в производственных условиях, еще до запуска деталей в обработку, приближенно определить для них режимы резания и машинное время. [c.44]

Привести химический состав стали, отвечающей перечисленным требованиям, указать ее структуру и механические свойства и отметить влияние легирующего элемента на поведение стали при горячей механической обработке. [c.353]

Наибольшее влияние на свариваемость сталей оказывает углерод. С увеличением содержания углерода, а также ряда других легирующих элементов свариваемость сталей ухудшается. Для изготовления сварных конструкций в основном применяют конструкционные низкоуглеродистые, низколегированные, а также легированные стали. Главными трудностями при сварке легированных сталей являются склонность к образованию горячих трещин, закалочных структур и холодных трещин, а также обеспечение высоких механических свойств сварных соединений, особенно пластичности. Чем выше содержание углерода в стали, тем больше склонность к образованию трещин, тем труднее обеспечить необходимый уровень свойств в сварном соединении. Ориентировочным количественным показателем свариваемости стали извест- [c.97]

По мере увеличения содержания углерода и стали или легирующих элементов повышается чувствительность такой стали к температурному режиму сварки или наплавки. Углерод и почти все легирующие примеси при охлаждении стали замедляют процесс распада ауетенита. Первое место в этом отношении принадлежит углероду, а затем по убывающей степени располагаются хром, молибден, ванадий, марганец, медь, никель, кремний и др. В зависимости от количества этих элементов и скорости охлаждения стали в зоне термического влияния возможно образование смешанной структуры феррит—перлит— мартенсит или даже только структуры мартенсита. Таким образом, в зоне термического влияния появляются небольшие участки металла с различными механическими свойствами, разными коэффициентами линейного и объемного расширения. В результате металл этой зоны оказывается в условиях сложного напряженного состояния. Степень напряженности зависит от характера и объема структурных превращений в зоне термического влияния, от величины усадки металла шва, пластичности металла, жесткости изделия. [c.248]

Влияние легирующих элементов на свойства стали. В изделиях крупных сечений (диаметром свыше 15—20 мм) механические свойства легированных сталей (Ов, ао,а, б, ф, КСи) значительно выше, чем механические свойства углеродистых сталей. Особенно сильно повышаются предел текучести, относительное сужение и ударная вязкость. Это объясняется тем, что легированные стали обладают меньшей критической скоростью закалки, а следовательно, лучшей прокаливаемЬстью. Кроме того, после термической обработки они имеют более мелкое зерно и более дисперсные структуры. Благодаря большей прокаливаемости и меньшей критической скорости закалки замена углеродистой стали легированной позволяет проводить закалку деталей в менее резких охладителях (масле, воздухе), что уменьшает деформацию изделий и опасность образования трещин. Легированные стали применяют поэ- [c.259]

Предел прочности и другие механические и технологические свойства этих сталей определяются в основном содержанием в них углерода. Легирующие элементы увеличивают прокаливаемость стали т. е. максимальную толщину детали, при которой происходит закалка с образованием мартенситной структуры во всем сечении. В некоторой мере легирующие элементы способствуют увеличению вязкости и пластичности стали. Более существенное влияние на шзкость стали при той же прочности может оказать металлургическое качество металла, характеризующееся макроструктурой и плотностью слитка, а также величиной лнквацвонвой неоднородности, чистотой по неметаллическим включениям и содержанием вредных прнмёсей и газов. [c.215]

Отрицательное влияние таких грубых карбидных выделений на свойства крупных поковок не удается компенсировать положительным влиянием снижения температурного интервала бейнитного превращения аустенита, образовавшегося в межкритической области, по сравнению с аустенитом, полученным выше точки Ас при обычной схеме термической обработки. Поэтому считают [39, 252], что для крупных поковок технология термической обработки из межкритического интервала температур не является оптимальной. По-видимому, более благоприятными являются перспективы использования такой технологии для деталей, изготовленных из сталей, например, на марганцевоникелевой основе, структура и механические свойства которых регулируются в основном не карбидным упрочнением, а легирующими элементами в твердом растворе. [c.198]

Обладая повышенной прокаливаемостью, более тонким строением, включениями прочных фаз в структуре и рядом других преимуигеств, определяемых влиянием легирующих элементов, легированная сталь приобретает после двойной термообработки — закалки и отпуска — более высокие механические свойства, чем углеродистая сталь. Диаграммы на фиг. 24—27 [c.119]

Систематические исследования влияния отдельных легирующих элементов на структуру, свойства и технологичность 12%-ных хромистых сталей позволили определить оптимальные содержания С, Мо, W, V и ЫЬ, обеспечивающие высокую жаропрочность при оптимальных содержаниях свободного дельта-феррита. Было установлено, что, с одной стороны, сво дный дельта-феррит понижает технологичность сталей этого класса при горячей механической и термической обработке, приводит к резкой анизотропии свойств после горячей механической обработки, вызывает хрупкость и снижает жаропрочность. Одцако, с другой стороны, дельта-феррит препятствует образованию горячих трещин при сварке. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...