Свойства соединений железа с углеродом

Важным практическим применением низкочастотных электромагнитных приборов является определение количества углерода стали, оценка механических характеристик при термической обработке, контроль за правильным ее выполнением. Возможность разработки того или иного метода контроля во многом определяется свойствами соединений железа с углеродом. [c.107]

СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ [c.107]

Свойства соединений железа с углеродом (сталей и чугунов) зависят от содержания углерода. [c.107]

Углеродистая сталь представляет собой соединение железа с углеродом. Это такой же сплав, как и чугун, только в чугуне углерода больше, потому и его свойства иные, чем у стали. [c.140]

Цементит — химическое соединение железа с углеродом, т. е.. карбид железа Ре С содержит 6,67% углерода и до 210° С сохраняет магнитные свойства обладает высокой твердостью-(760—800 НВ) и повышенной хрупкостью. В структуре стали и [c.14]

Растворяющийся электрод называется анодом. Роль анодов в гальванических парах выполняют участки поверхности металла по своим химическим свойствам являющиеся более активными, а по своему электрохимическому потенциалу заряженные более отрицательно, чем соседние участки. Например, основными структурными составляющими углеродистой стали являются частицы технически чистого железа (феррит) и частицы химического соединения железа с углеродом (цементит), которые при попадании на них влаги образуют гальванические элементы. Роль анодов в них выполняет железо, вследствие растворения которого имеет место образование точечных углублений или раковин. [c.5]

Цементит — Ц — химическое соединение железа с углеродом, т. е. карбид железа. Цементит содержит 6,67% углерода и до 210° С сохраняет магнитные свойства. Цементит обладает высокой твердостью НВ 760—800) и повышенной хрупкостью. В структуре стали н чугуна под микроскопом цементит наблюдается в виде игл, отдельных включений и сетки по границам зерен. [c.64]

Поверхностный слой изделий после хромирования приобретает повышенную износостойкость, твердость, жаростойкость (до 850°С), устойчивость к влажной атмосфере, морской воде, кислотам, обладающим окислительными свойствами. Объясняется это тем, что выделившийся хром с компонентами стали образует твердые растворы и хромистые соединения, а с углеродом и железом — карбидный слой. [c.120]

Металлическими сплавами называют растворы в жидком состоянии двух или более металлов или металлов с неметаллами, образующие при затвердевании механическую смесь, твердые растворы или химические соединения. плавы распространены в технике гораздо шире, чем чистые металлы, благодаря разнообразию их физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств. Например, железо почти не применяется, но зато широко распространены сталь и чугун, являющиеся сплавами железа с углеродом и содержащие также то или иное количество других примесей. Сталь и чугун служат основными материалами для изготовления деталей машин и конструкций. Медь в чистом виде также находит ограниченное применение (главным образом, в электротехнической промышленности) значительно большее распространение получили ее сплавы с цинком (латуни) или с оловом, алюминием, кремнием и другими элементами (бронзы). В чистом виде алюминий применяется мало, гораздо чаще для изготовления деталей машин и конструкций используют его сплавы с кремнием (силумины) или с медью, марганцем, магнием и некоторыми другими элементами (дуралюмины). [c.45]

Железо с углеродом, в зависимости от содержания углерода, температуры нагрева и скорости охлаждения, способно образовывать механические смеси, твердые растворы и химическое соединение. В соответствии с получением той или иной структуры можно получать самые различные физико-механические свойства. [c.72]

Железо с углеродом образует твердые растворы и химические соединения. При образовании твердого раствора внедрения железа с углеродом даже незначительные количества углерода изменяют структуру и свойства железа. [c.30]

Из соединений железа с кислородом наибольшее влияние на свойства стали оказывает оксид железа РеО, так как только он растворяется в железе. Растворимость оксида железа в стали зависит главным образом от содержания углерода и температуры металла. С увеличением содержа- [c.101]

Легирующие элементы взаимодействуют со сталью по-разному. Они могут растворяться в феррите или аустените, образовывать карбиды и интерметаллические соединения и входить в состав включений, не взаимодействуя с ферритом или аустенитом, а также с углеродом. В зависимости от того, как взаимодействует легирующий элемент с железом и углеродом, он по-разному влияет на свойства стали. [c.49]

При образовании химического соединения на диаграмме состав - свойство появляется точка перелома (острого максимума или минимума свойств), абсцисса которой соответствует составу химического соединения. Поэтому сплавы-химические соединения обладают очень высокими твердостью, прочностью и электросопротивлением. Иногда твердость их в 10 раз выше твердости шс-тых компонентов. Так, медь и олово — мягкие металлы, кристаллы же химического соединения в сплаве меди с оловом имеют высокую твердость. Железо и углерод — мягкие материалы, а химическое соединение их обладают очень высокой твердостью. Сплавы химических соединений применяют для режущих инструментов, но из-за высокой хрупкости для Обработки давлением они непригодны. [c.63]

Чистые металлы относительно редко применяют в машиностроении, так как они не обеспечивают необходимого комплекса механических и технологических свойств изготовляемых из них деталей. Широко используют сплавы, состоящие из двух и более элементов (из двух металлов, например меди и цинка, или из металла и неметалла, например железа и углерода). Элементы, входящие в сплав, называются компонентами. Сплавы получают сплавлением компонентов, спеканием, электролизом и возгонкой. Компоненты, входящие в сплав, в жидком состоянии почти всегда растворяются друг в друге, образуя жидкий раствор. Атомы такого раствора равномерно перемешаны друг с другом (рис. 3.1). Свойства сплавов зависят главным образом от взаимодействия компонентов при затвердевании. При затвердевании сплавов образуются твердый раствор, химическое соединение или механическая смесь. [c.47]

Влияние легирующих компонентов на свойства стали зависит от количества вводимых элементов и их взаимодействия с железом и углеродом. Легирующие компоненты при взаимодействии с железом обычно находятся в виде твердого раствора или химического соединения, а при взаимодействии с углеродом — в связанном или свободном состоянии. [c.192]

Введение в сталь легирующих элементов меняет их свойства и в значительной мере влияет на условия сварки и свойства сварных соединений. Легирующие элементы по-разному взаимодействуют с железом и углеродом— основными компонентами стали. С железом легирующие элементы дают растворы замещения. Взаимодействие их с углеродом более сложно. С одной стороны многие лег -(рующие элементы или непосредствен-ао образовывают с углеродом карбид легирующего элемента или заменяют часть атомов железа в карбиде железа. С другой стороны, образуя растворы замещения и заменяя в кристаллической решетке часть атомов железа, легирующие элементы изменяют энергетические условия взаимодействия с решеткой внутренних атомов углерода. Следовательно, легируя феррит и меняя уровень энергетических связей, легирующие элементы меняют температуру полиморфных преврашений, что особенно важно при быстропротекающем нагреве стали при сварке, а при охлаждении влияют на процесс распада аустенита. [c.10]

Свариваемостью называют свойство металла пли сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединения, отвечающие требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. На свариваемость стали наибольшее влияние оказывает ее химический состав. Как известно, сталь в основном состоит из железа с неизменной примесью углерода. По содержанию углерода стали разделяются на низкоуглеродистые (до 0,25% С) среднеуглеродистые (0,25—0,4 % С) высокоуглеродистые (0,46—0,9 % С). Хорошо свариваются низкоуглеродистые стали, широко применяемые для строительных конструкций. Сварка среднеуглеродистых сталей возможна при условии соблюдения особой технологии, включающей, как правило, предварительный прогрев и последующую термообработку, устраняющие закалку соединения. Ручная дуговая сварка высокоуглеродистых сталей не рекомендуется. Она возможна только при соблюдении технологии, которая, однако, не всегда обеспечивает получение соединения, равнопрочного основному металлу. [c.125]

Графитовые детали, узлы, изделия входят в состав металлических конструкций, применяются в композиции с самыми различными металлами. Тщательный анализ известных механизмов удаления окислов при нагреве металла в вакууме и серия экспериментов показали, что испарение и диссоциация окислов железа в условиях высоких температур и степени разрежения, обычно применяемых при диффузионной сварке, — процессы малозначительные или не имеют места. Однако положение может изменить, если металл нагревать в присутствии графита. В этих условиях возможны процессы диссоциации окислов, поскольку углерод связывает кислород в СО и СОа, в результате чего парциальное давление кислорода становится намного ниже равновесного. Возможно, что данные процессы имеют место только на начальной стадии сварки графита со сталями, иначе протекание их сопровождалось бы увеличением толщины твердых продуктов на графите, чего не наблюдалось. Скорость процесса восстановления зависит от многих факторов. Кроме внешних условий (температуры, давления, характера восстановления), на скорость реакции оказывают влияние и физико-химические свойства самого восстанавливаемого вещества, его минералогический состав, структура, состояние поверхности и т. д. Учесть одновременно все эти факторы и дать единое математическое выражение скорости пока не удалось. При исследовании сварки графита с титаном применяли титан ВТ1 и графит с пористостью до 80%. Для получения равнопрочного соединения графита с титаном необходима степень разрежения 1-10 Па и давление не выше 4,9 МПа При этом давлении наблюдалась деформация со стороны титана. Для ее устранения давление снижено до 2,9 МПа. Наличие органического связующего материала в графита затрудняло процесс сварки его [c.239]

Цементит — химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Ре С). Весьма тверд НВ800) и хрупок. В отливках может встречаться при малоуглеродистых чугунах и в тонких сечениях. Снижает механические свойства чугуна, увеличивает твердость и хрупкость. [c.219]

Цементитом называется химическое соединение железа с углеродом. Химическая формула цементита РезС. Цементит содержит 6,67о/о углерода (по весу) и представляет собой очень твердое и хрупкое кристаллическое вещество, которое при нагревании до высоких температур распадается на феррит и свободный углерод (углерод отжига). В белом Л1угуне содержится большое количество цементита. Цементит оказывает значительное влияние на механические свойства стали. [c.37]

Железо с углеродом образует ряд химических соединений Fea , Fez , Fe , однако к устойчивым соединениям относят лишь цементит Fe.i . Углерод в цементите 6,67%, температура плавления 1 550"С. Цементит обладает свойствами металлов достаточно высокой электропроводностью, металлическим блеском. Он слабо ферромагнитен, магнитные свойства теряет при 217°С, имеет высокую твердость и чрезвычайно низкую пластичность. [c.108]

Титановые сплавы. Соединение титана с углеродом (до 20%) образует карбид титана, обладающего высокой температурой плавления (3140°) и твердостью, и поэтому широко применяемому в твердых сплавах. Соединения технического титана с железом, марганцем, хромом, молибденом, ванадием, оловом и другими легирующими компонентами образуют титановые сплавы, обладающие повышенными прочност ныьш свойствами и лучшей обрабатываемости резанием по сравнению с титаном Химический состав промышленных титановых сплавов приведен в табл. 51 а их свойства — в табл. 52. [c.149]

Применение чистых металлов в промышленности крайне ограничено. Они не всегда экономичны, не всегда отвечают требуемым свойствам. В металлах не всегда сочетаются одновременно несколько свойств, например твердость с пластичностью. Их электрические свойства зависят от изменения температуры, они имеют высокий коэффициент теплового расширения и т. д. Сплавы в отличие от чистых металлов можно получить почти с любыми заданными свойствами. Сплавы — кристаллические веихества, полученные соединением металлов с металлами или неметаллами. Например, чугун и сталь — это сплавы железа с углеродом, латунь — сплав меди с цинком. Составляющие части сплавов называются компонентами. Сплавы могут быть двух-, трех- и четырехкомпонентными. [c.28]

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, фосфором и серой, в котором содержание углерода колеблется от 1,7 до 6,67 /о. Углерод может находиться в чугуне в химически не связанном состоянии с железом, т. е. в виде свободного графита, располагающегося равномерно по всей массе чугуна блестящими черными чешуйками, либо в виде химического соединения с железом РезС, которое носит название цементита. Состояние углерода в чугуне оказывает большое влияние на его механические свойства. Выделению углерода в виде графита способствует кремний, а образованию цементита—марганец. Сера и фосфор являются вредными примесями, ухудшающими механические свойства чугуна. Сера придает чугуну красноломкость (хрупкость металла в нагретом состоянии) и ухудшает литейные качества. Фосфор придает ему хладноломкость (хрупкость металла в холодном состоянии). Сера вносится в чугун из кокса, а фосфор из руды при ее плавке. [c.14]

Кислород, азот и водород. Кислород содержится в сплаве в виде закиси железа, т. е. химического соединения железа с кислородом. Закись же.чеза растворяется в чистом расплавленном железе в количестве до 0,5%, что соответствует содержанию 0,22% кислорода. Растворимость в стали закиси железа уменьшается с повышением з ней содержания углерода. Кислород ухудшает свариваемость стали, снижая ее механические свойства прочность, пластичность, ударную вязкость. [c.19]

Из соединений железа с кислородом наибольшее влияние на свойства стали оказывает оксид РеО (II), так как только он растворяется в железе. Растворимость его зависит главным образом от содержания углерода в стали и температуры с увеличением содержания углерода в стали растворимость снижается с ростом температуры растворимость повышается. Поэтому при охлаждении стали происходит выпадение из раствора оксидов РеО (II). При высо- [c.40]

В специальных сортах стали и чугуна содержание добавляемых элементов может колебаться в очень широких пределах. Для того чтобы суметь правильно оценить свойства той или иной стали или чугуна, надо знать, в каких взаимоотношениях находятся железо и примеси или примеси друг с другом. Диаграммы состояния многокомпонентных сплавов железа не изучены. Поэтому в настоящее время приходится базироваться на диаграммах состояния двойных и отчасти тройных сплавов и по их виду судить на основе известных закономерностей о свойствах. Поскольку свойства чугуна и стали наиболее реако изменяются в аависимости от содержания углерода, постольку мы в качестве примера рассмотрим систему железо—углерод. Диаграмма состояния и структура сплавов Ре—С (железа с углеродом) изучена только частично. При обычных, относительно небольших скоростях охлаждения (от 1 до 10° в мин.) исследованная часть диаграммы состояния сплавов железа с углеродом имеет вид, показанный на фиг. 19 сплошными линиями. Иа диаграммы видно 1) что железо образует с углеродом химич. соединение — карбид железа РезС, [c.387]

Группа элементов (хром, молибден, вольфрам, ниобий, титан, алюминий и ванадий) наряду с растворением в а- или у-железе образует соединения с углеродом, железом и другими элементами. Эти соединения, имеющие малую скорость коагуляции и обладающие термической стойкостью, способны сохранять механические свойства сплавов при высоких температурах в течение продолжительного времени. Кроме того, обладая ограниченной рас1Воримо-стью в твердом растворе, они участвуют в процессах термической обработки, обеспечивая дисперсионное твердение сплавов. [c.50]

Сплав железа с кремнием (0,5-ь 5%) называют электротехнической сталью. В стали могут присутствовать примеси углерода и серы при их содержании свыше 0,01% заметно увеличиваются магнитные потери / ю/бо- Легирование кремнием имеет важное значение. При введении кремния происходит раскисление стали, а углерод переводится из ухудшающего магнитные свойства соединения цементита Feg в графит, выпадающий в виде мелких включений. При наличии кремния снижаются магнитострикция и анизотропия, а строение стали приобретает крупнозернистую структуру. Слегка искажая кристаллическую структуру, кремний вызывает повышение удельного сопротивления р до примерно 60-10 ом-см. Вместе с тем [c.233]

Барий, как и кальций, в железе нерастворим. При высоких температурах он образует с углеродом химическое соединение Ba j. До настоящего времени не были проведены основательные нссле-дования влияния бария на свойства и структуру чугуна. Некоторые исследователи считают, что по воздействию на чугун барий очень лохож на кальций. [c.79]

Химико-термическая обработка, при которой изменяются химический состав, структура и свойства поверхностного слоя. Как и поверхностная закалка, производится для придания поверхностному слою высокой твердости и износостойкости при сохранении цязкой сердцевины. Основные виды химико-термической обработки следующие а) цементация, заключающаяся в насыщении углеродом поверхности детали, изготовленной из малоуглеродистой стали, последующих закалке и отпуске б) азотирование, при котором поверхность детали насыщается азотом, образующим химические соединения (нитриды) с железом, хромом, молибденом, алюминием и другими элементами. Процесс эффективен при азотировании легированной стали, имеющей указанные прнмесн, например стали 38ХМЮА в) цианирование — одновременное насыш,ение поверхности углеродом и азотом. [c.33]

Силикаты железа, присутствующие в неофлюсованном агломерате в виде фаялита 2FeO-SiOa, являются наиболее трудновосстановимыми соединениями железа в шихтовых материалах и восстанавливаются преимущественно с участием твердого углерода. Будучи еще не восстановленными, они вследствие низкой температуры плавления способны к пленкообразованию, затрудняя проникновение газа-восстановителя к месту реакции. В этом отношении значительно лучшими свойствами обладает офлюсованный агломерат. Восстановление сложных соединений железа облегчается вследствие образования силикатов кальция, например по реакциям [c.92]

Наиболее часто обнаруживают такие дефекты сварки а) микропоры, шлаковые включения, непровары, микротрещииы б) окисные пленки по границам зерен неплавленного металла при его пережоге в) карбиды — соединения железа и других элементов с углеродом — в сталях аустенитного класса (выпадение карбидов хрома уменьшает сопротивляемость коррозии нержавеющей стали) г) укрупненные зерна феррита или наличие видманштеттовой структуры, которые свидетельствуют о перегреве металла и о его низких механических свойствах д) отбеливание при сварке чугуна е) структуры закалки (троостит и мартенсит) при сварке легированных и углеродистых сталей. [c.250]

При рассмотрении сварных соединений разнородных сталей интерес может представлять диффузия через зону раздела прежде всего хрома, никеля и железа, по содержанию которых чаще всего сильно отличаются находящиеся в сварном контакте стали, а также углерода, поскольку опыт показал, что именно перемещение атомов этого элемента определяет возможность изменения свойств сварных соединений. Затронув вопрос о диффузии хрома, никеля, железа и углерода, отметим, что как в v-Fe, так и в a-Fe скорость диффузии хрома, никеля, железа и других элементов, дающих растворы замещения, на несколько порядков ниже, чем скорость диффузии углерода. Так, по данным М. А. Криштала, коэффициент диффузии хрома в y-Fe при 1050 °С равен 58 X X 10 mV , а углерода при 1000 С — около 2,6-10" см с. Коэффициенты диффузии никеля, железа и других элементов дают растворы замещения либо одного порядка с коэффициентом [c.295]

Магнитные свойства ферромагнитных материалов. Совершенно чистое электролитическое железо, свободное от всяких примесей, при температуре до 80° С обладает высокими магнитными качествами. Примеси в железе изменяют магнитные свойства. Примеси, которые ие образуют химических соединений с железом, занимают лишний объём, вследствие чего магнитные свойства снижаются. Если примеси образуют с железом химические соединения, к тому же растворяются в железе, то это приводит к резким изменениям магнитных свойств железа. Сталь, содержащая более 0,9% углерода, при быстром охлаждении приобретает большую магнитную стойкость трудно намагничивается и трудно размагничивается. Примеси к стали марганца ухудшают магнитные свойства снижая остаточный магнетизм и увеличивая коэрцитивную силу. Присутствие в стали примесей кремния (в пределах 4— 5%) значительно увеличивает магнитную проницаемость и снижает коэоцитив-ную силу, При длительных нагревах стали отмечается явление старения, в результате которого для достижения той же самой магнитной индукции требуется большая намагничивающая сила, при этом весьма сильно увеличивается коэрцитивная сила. Примеси кремния к стали в значительной мере устраняют явление старения. В сплаве железа с никелем удаётся путём соответственного подбора соотношения железа и никеля (хотя никель и обладает более низкими магнитными свойствами, чем сталь) получить материал с необычайно высокими магнитными качествами. Сплав из 21,5% железа и 78,5% никеля, называемый пермалоем, обладает относительной магнитной проницаемостью (лг = 90000. [c.482]

С азотом, образуя нитриды, и этим вносят в сталь азот, снижающий механические свойства металла шва. Хорошо соединяется с азотом и алюминий. Азот адсорбируется (поглощается) при расплавлении железа электрической дугой. Концентрация азота может достичь в чистом железе 0,15—0,20% в зависимости от условий воздействия дуги на металл. Причина такого воздействия электрической дуги — расщепление молекулярного азота. Только одноатомный азот образует соединение Ре4М, а углерод, марганец, никель, хром в различной степени влияют на уменьшение поглощения азота железом при температуре электрической дуги. Марганец и кремний энергично соединяются с азотом даже при более низких температурах. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...