Структура и свойства легированного феррита

Структура и свойства легированного феррита и аустенита. [c.137]

Структура и свойства легированного феррита [c.45]

Перитектическое превращение не влияет на структуру и свойства углеродистых сталей, так как при С = 0,1...0,51 % все превращения заканчиваются образованием аустенита. В легированных сталях возможно сохранение метастабильной смеси двух фаз - б-феррита и аустенита. Такие смеси образуются в слитках, прокате, поковках и сварных соединениях аустенитных хромоникелевых сталей. Метастабильность характеризуется тем, что после высокотемпературного нагрева б-феррит или полностью исчезает, или его содержание уменьщается. Цементит является метастабильной фазой. При нагреве, не плавясь, он превращается в двухфазную смесь графита и аустенита или графита и феррита. [c.18]

Стали первой группы используют в термически обработанном состоянии. Оптимальная термическая обработка заключается в закалке или нормализации после нагрева до 950- 1100 °С (для растворения карбидов) и отпуске при 600 — 740 °С. Структура термически обработанной стали — смесь легированного феррита и мелких карбидов — обеспечивает необходимую жаропрочность, сопротивление коррозии и релаксационную стойкость. Благодаря высокому содержанию легируюш их элементов стали глубоко прокаливаются даже при нормализации (до 120 - 200 мм) и поэтому более пригодны для деталей крупных сечений, чем перлитные стали. При высоком содержании хрома (10 - 12 %) и других ферритообразующих элементов и низком содержании углерода стали становятся мартенситно-ферритными. Количество неупрочняемого при термической обработке феррита невелико, по жаропрочным свойствам мартенситные и мартенситно-ферритные стали близки. При длительной эксплуатации они могут применяться до 600 °С. Мартенситные стали данной группы имеют разнообразное применение в паровых турбинах из них изготовляют диски, лопатки, бандажи, диафрагмы, роторы, а также трубы и крепежные детали. [c.501]

В табл. 45—47 приведены физические и механические свойства жаростойких чугунов, а также сравнительные показатели их жаростойкости в воздушной среде и сормайт, структура которых состоит из легированного.феррита, сложных карбидов и карбидной эвтектики. Эти же чугуны отличаются наиболее высокой твердостью. Обрабатываемость их пониженная. Так, механическая обработка сормайта возможна только с помощью абразивов. [c.101]

Склонностью феррита к хрупкому разрушению в основном определяется это свойство и у стали. Поэтому влияние элементов на положение Тк для стали определяется теми же закономерностями, что и для феррита. Роль легированного феррита в упрочнении стали возрастает, если сталь имеет неравновесную структуру (после закалки и отпуска) и содержит малое количество углерода (например, строительная, судостроительная сталь и т. п.). [c.563]

Если сравнивать, например, легированные доэвтектоидные стали со структурой феррит перлит с углеродистыми сталями при том же количестве перлита, то можно заметить, что легированные стали будут обладать более высокой прочностью. Более высокая прочность этих сталей связана с тем, что феррит в легированных сталях является не чистым железом, а легированным ферритом, т. е. а-раствором, в котором растворено то или иное количество легирующих элементов, в результате чего, его механические свойства, как правило, изменяются в сторону повышения прочности, снижения вязкости и пластичности. Это положение сохраняет силу и для других структур, основой которых является легированный а-раствор, т. е. для структур типа тростита, мартенсита и т. п. [c.271]

Обрабатываемость резанием и давлением зависит прежде всего от структурных особенностей и механических свойств стали. Лучшую обрабатываемость резанием имеет сталь со структурой зернистого перлита. С увеличением дисперсности перлита или легированности феррита, а следовательно, с повышением твердости в отожженном состоянии обрабатываемость ухудшается. [c.320]

Промышленностью освоен выпуск свыше 25 марок ферритов с ППГ. Широкое распространение получили магний-марганцевые и литиевые ферриты со структурой шпинели. Для улучшения свойств используются легирование их ионами цинка, кальция, меди, натрия и др. Основные характеристики ферритов с ППГ следующие коэффициент прямоугольности йпу = 0,9 0,94 остаточная индукция Вг = 0,15 0,25 Тл, температура Кюри Гк = ПО ч--г- 250 °С (для магний-марганцевых ферритов) 550 630 С (для литиевых), коэрцитивная сила для ферритов, используемых в схемах автоматического управления, лежит в пределах 10—20 А/м, для материалов, используемых в вычислительной технике, — 100—1200 А/м. [c.105]

Мартенсит малоуглеродистых сталей (0,1—0,2% С), особенно легированных, отличается заметно более высокой прочностью и твердостью по сравнению с этими свойствами малоуглеродистой стали с обычной структурой, состоящей из феррита и малых количеств перлита — при достаточно высокой пластичности и ударной вязкости. Поэтому стали со структурой, содержащей малоуглеродистый -мартенсит, применяют в котлостроении, что будет более подробно освещено в разделах о легированных сталях. [c.39]

Свойства хромистых сталей при высоких температурах определяются кристаллической структурой менее жаропрочного феррита, являюш,егося основой твердого раствора, и легированием его различными элементами. Структурное состояние стали также влияет на жаропрочные свойства. [c.54]

Механические свойства, получаемые при испытании на статическое растяжение, являются основными характеристиками, используемыми в расчетах на прочность, а также для определения способности к формоизменению в холодном состоянии. Одна из основных целей применения низколегированных сталей является экономия металла в металлоконструкциях, поэтому очевидно, что такие стали должны обладать повышенными прочностными свойствами, в первую очередь пределом текучести. В настоящее время предел текучести горячекатаных или нормализованных сталей находится в диапазоне 30— 45 кГ(мм , что на 20—45% выше, чем у стали МСт.З. За счет дополнительного легирования и технологических усовершенствований возможно повышение гарантированного уровня предела текучести низколегированных сталей с феррито-перлитной структурой примерно до 50 кГ мм . Дальнейшее повышение этого показателя возможно путем термического упрочнения на базе сор- [c.7]

Влияние хрома, марганца и никеля на свойства феррита проявляется более значительно после термической обработки. Это объясняется тем, что они в отличие от других элементов оказывают влияние на скорость полиморфного у —> а-превращения железа, уменьшая ее (понижают температуру точки Лз). Поэтому при медленном охлаждении безуглеродистого легированного железа (С <3 <3 0,02%) образуется обычный феррит, имеющий равноосные зерна. При быстром же охлаждении превращение Ре.у — Ред происходит по мартенситному механизму безуглеродистый аустенит превращается в безуглеродистый мартенсит с типичным игольчатым строением. При этом имеет место фазовый наклеп, увеличивается плотность дислокаций, измельчается блочная структура. В результате твердость увеличивается до 350 НВ. [c.215]

Условиям работы фрикционных пар без смазывания наиболее полно отвечают легированные чугуны [59]. Лучшими фрикционными свойствами обладают легированные чугуны перлитного класса, имеющие перлитно-графитовую структуру. При наличии в чугуне более 10 % феррита снижается коэффициент трения и появляется склонность к схватыванию сопряженных поверхностей. Наличие в чугуне свободного цементита (более 2 %) при эксплуатации тормоза приводит к появлению глубоких термических трещин, обусловленных различием в коэффициенте линейного расширения перлита и цементита. Максимальную износостойкость имеют чугуны, содержащие углерода 2,8—3,1 фосфора 0,7—0,9 марганца 1,6—1,9 кремния 1,4—2,1 и серы не более 0,1 %. [c.297]

Для обеспечения достаточно высокой пластичности двухфазных сталей феррито-аустеиитного класса при горячей прокатке или ковке необходимо, чтобы при температуре нагрева под горячую обработку в их структуре оставалось не больше 8—10% аустенита, а при температуре конца пластической деформации количество этой фазы не превышало 25—30%. Это достигается при определенном содержании хрома, никеля и других элементов в стали, а также выбором соответствующего температурного режима деформации. Установленные в работе [49] некоторые закономерности влияния степени легирования и ферритной фазы на технологические свойства нержавеющих сталей, подтвердили данные, полученные нами для сталей феррито-аустеиитного класса. [c.176]

Дендритная ликвация у легированной стали получается вследствие широкого интервала температур ее затвердевания, а также из-за трудности диффузии легирующих элементов. При медленном охлаждении слитка происходит предпочтительное затвердевание более чистых железных дендритов и обогащение междендритных пространств примесями, в том числе и легирующими. После прокатки такая легированная сталь получает характерную строчечную (полосчатую) структуру — дендриты феррита вытягиваются в полосы (фиг. 188). Сталь приобретает различные свойства вдоль и поперек направления прокатки, ее прочность и обрабатываемость ухудшаются. В высокоуглеродистой легированной стали дендритная ликвация аналогичным образом вызывает строчечное расположение карбидов — карбидную полосчатость. [c.293]

С помощью легирования никелем или эквивалентными элементами можно подавить процессы образования мартенсита или феррита и добиться сохранения аустенитной структуры при комнатной температуре. Соотношение 18—8 — наиболее экономичная комбинация никеля и хрома, приводящая к аустенитной структуре (см. рис. 1.8) в присутствии допустимого количества других стабилизирующих аустенит элементов, главным образом углерода. Основные достоинства такой структуры—высокие механические свойства, но эта же структура отличается и повышенной коррозионной стойкостью. Все стали, приведенные в табл. 1,8, являются разновидностями стали 18—8, а изменения внесены для повышения механических свойств, улучшения обрабатываемости и общей коррозионной стойкости. Большинство добавок (например, добавка молибдена, повышающая коррозионную стойкость) вызывает необходимость дополнительного легирования, обеспечивающего чисто аусте-нитную структуру. Как и в случае мартенситной стали, присутствие 6-феррита приводит к уменьшению коррозионной стойкости (из-за сегрегации хрома или молибдена в феррите) и может влиять также на механические свойства и обрабатываемость в горячем состоянии. [c.25]

При изучении структуры и свойств сталей типа Fe25 r, легированных никелем (3 и 5 %), молибденом (3 и 5 %) и азотом (0,35—0,91 %) [173] было показано следующее. При введении азота в стали с 25 % Сг образуются феррито-аусте-нитная (>0,3 % N) или аустенитная ( 0,8 % N) структуры после закалки с 1100—1300 °С. Но при охлаждении на воздухе высокоазотистых сталей наблюдается выделение нитридов обычной формы и перлитоподобного нитрида — ложного перлита , представляющего собой чередующиеся участки тонких лепестков нитрида хрома СггЫ и аустенита. В высокохромистой стали с молибденом при легировании азотом аустенитная структура не образуется. [c.195]

Иногда в заэвтектоидной зоне цементованного слоя цементит собирается в крупные участки, окруженные ферритом. Сталь, способная образовывать такую структуру, называется анормальной (рис. 99). Грубые включения цементита термической обработкой устранить трудно, и часто на поверхности получаются мягкие пятна . Особая структура и свойства анормальной стали объясняются недостаточным раскислением стали при выплавке. Окислы железа растворяются в стали и мешают поглощению углерода. Мягкие пятна на поверхности цементованного слоя особенно опасны для углеродистых сталей для легированных сталей анормальность не столь опасна, в связи с влиянием легирующих элементов, повышающих прокаливаемость. При цементации деталей из легированных сталей легирующие элементы поверхностной зоны цементованного слоя окисляются, что снижает прочность цементованных деталей. [c.128]

Как отмечалось ранее, легирующие элементы определя ют размер зерна аустенита, его устойчивость при переохлаждении, структуру мартенсита, свойства феррита и кар бидной фазы и другие факторы Поэтому легирование ста [c.163]

Легирование может дать определенный эффект при получении мелкозернистой структуры и стабилизации ее при СП течении. В работе [344] исследовали влияние добавок хрома в стали, содержащей 1,6 % С. Обнаружено, что хром значительно усиливает СП свойства сталей. Это присходит потому, что хром входит в цементит и стабилизирует его. Это, в свою очередь, приводит к небольшому росту зерен феррита в ходе СПД. В стали, содержащей 1,6%С-1-1,5% Сг, при 650°С и 8=2-10 с 6 = 1200 %, однако при тех же условиях в стали, не легированной хромом, 6=470 %. [c.226]

Повышенное содержание марганца сообщает стали более высокие механические свойства, приближающие ее к легированным сталям. Марганец понижает температуру критических точек А, и А , увеличивает прокаливаемость стали. Это позволяет при.менять более низкие температуры термической обработки и получать после высокого отпуска мелкодисперсную структуру сорбитообразного перлита. Марганец входит в состав твердого раствора (феррита), упрочняет его, а также образует прочные двойные карбиды с углеродом и железом, поэтому стали, содержащие повышенный процент марганца, обладают повышенным пределом прочности и текучести, несколько большей твердостью и повышенной износоустойчивостью по сравнению с углеродистыми сталями с нормальным содержанием марганца. Характеристики вязкости и пластичности у этих сталей ниже, чем у углеродистых сталей. При содержании более 1% марганца усталей этой группы отмечается склонность к образованию полосчатой структуры и отпускной хрупкости. Склонность к отпускной хрупкости устраняется при быстром охлаждении после отпуска (охлаждение в воде или в масле). Стали с повышенным содержанием марганца подразделяются на стали, содержащие от 0,7 до 1,2% Мп (маркируются индексом Г, например, ЗОГ), и стали, содержащие от 1,4 до 1,8% Мп (маркируются индексом Г2, например, 30Г2). [c.144]

Чисто мартенситная прокаливаемость в конструкционных сталях невелика и с повышением размеров детали становится равной нулю, а потому не имеет практического смысла. Прокаливаемость при дан ном размере детали и при данной скорости охлаждения зависит от природы стали и наиболее полно определяется кинетикой распада переохлажденного аустенита. В сталях с малоустойчивым аустенитом (углеродистые, низколегированные) с повышением размеров детали 1лубина закалки уменьшается, и при достижении некоторых определенных размеров сечения детали вообще не могут быть закалены на мартенсит. Легированные конструкционные стали в большинстве случаев имеют аустенит, малоустойчивый во второй ступени распада, и поэтому после закалки в их структуре находится, кроме мартенсита, игольчатый троостит. Однако для наибольшего числа деталей из конструкционных сталей термическая обработка производится с отпуском на сорбит. Поэтому конструкционная сталь, закаленная на игольчатый троостит, при дальнейшем отпуске получает сорбит-ную структуру со свойствами, не отличающимися от свойств отпу-1ценного мартенсита. Присутствие в структуре перлита или даже продуктов распада верхней зоны игольчатого троостита уже вызывает заметное снижение механических свойств закаленной стали при высоком отпуске. Резко действует на снижение механических свойств закаленной стали выделение избыточного феррита, что объясняют [72] локализацией пластической деформации в этой мягкой структурной составляющей стали. [c.66]

Сплавы Fe—С— А1 со специальными свойствами имеют различные структуры вследствие разной склонности к графитизации и образования специфических фаз. На рис. 1.68 представлены характерные структуры этих чугунов. При содержании в чугуне 5—8% Л1 его структура представляет собой легированный алюминием Фе-j- FegAl Сх (v -фаза) и некоторое количество графита (рис. 1.68, а). В сплавах, содержащих 11— 17% А1, нет графита, и их структура состоит из Фе и 7 -фазы (рис. 1.68, б), отличающейся высокой твердостью HV 640—850 микротвердость феррита равна HV 360—400. Количество у -фазы зависит от содержания А1 и С. В сплавах, содержащих 11—17% А1, феррит парамагнитен, у -фаза ферромагнитна. При 19—25% А1 чугун имеет парамагнитную однофазлую ферритную матрицу (рис. 1.68, в). Модифицирование этого чугуна церием или его соединениями приводит к появлению ферромагнитной структурной составляющей 7 -фазы, располо- [c.117]

Чугун Z1A1 7 имеет низкие механические свойства, однако жаростоек в восстановительной атмосфере до 700 °С. Чугун ZiA16Si по химическому составу соответствует чугуну ЧЮ6С5, обладает жаростойкостью до 800 °С, стоек в среде, содержащей соединения серы, и в продуктах сгорания топлива, имеет высокую термостойкость, стоек в условиях трения и изнашивания. Структура чугуна состоит из легированного феррита (а-фазы), перлита и пластинчатого графита. [c.649]

Влияние кремния проявляется более заметно, особенно на снижении ударной вязкости. При рассмотрении влияния леги-руюш их элементов на структуру металла шва следует учитывать, что марганец имеет атомный радиус весьма близкий железу и при растворении в металле не приводит к суш ествен-ному искажению кристаллической решетки. Легирование феррита кремнием приводит к искажению кристаллической решетки. В связи с этим уменьшается подвижность дислокаций и увеличивается их взаимодействие с атомами внедрения [57, 61, 78]. В таких условиях облегчаются зарождение и развитие треш ин у неметаллических включений, крупных частиц второй фазы, суш ественно снижаются вязкой л астические свойства металла и повышается его склонность к хрупкому разрушению. Из рис. 2.12 следует, что наиболее высокие механические свойства металла шва и, прежде всего, показатели ударной вязкости обеспечиваются при содержании 81 и Мп в пределах 1,0-1,4 % Мп и 0,2-0,45 % 81. При таком уровне легирования обеспечивается достаточное упрочнение ферритной матрицы за счет легирования твердого раствора и образования в ней дисперсных частиц второй фазы. [c.50]

Фельдгандлер Э. Г., Савкина Л. Влияние деформации и низкотемпературного старения на свойства аустенитных и феррито-аустенитных сталей/ Повышение характеристик качественных сталей за счет оптимизации легирования и структуры Сб. науч. тр. М. Металлургия, 1984. С. 37—40. [c.135]

Никелевые стали 0Н6 и 0Н9 содержат < 0,1 % С и по хладостойкости приближаются к аустенитным. Оптимальные свойства никелевых сталей обеспечивают термообработкой двойной нормализацией при 930 °С, а затем при 800 °С с последующим отпуском при 570 - 590 °С или закалкой от 830 °С и отпуском при 580 °С. Первал нормализация необходима для гомогенизации твердого раствора, вторая с последующим отпуском — для получения структуры мелкозернистого феррита. По сравнению с нормализацией закалка и отпуск увеличивают вязкость стали. Сталь 0Н6 используют до -150°С, а 0Н9 — до -196 °С. В структуре термически обработанной стали 0Н9 помимо феррита сохраняется 10 - 15 % остаточного аустенита в виде тонких прослоек. Задачей термической обработки, а также дополнительного легирования марганцем (1 - 2%), молибденом ( 0,4%), ниобием, хромом, медью в разных сочетаниях является обеспечение устойчивости остаточного аустенита он не должен превращаться в мартенсит ни при охлаждении, ни при деформировании сталей. Механические свойства термически обработанных листов толщиной 10 - 13 мм из низкоуглеродистых никелевых сталей при 25 °С (числитель) и -196°С (знаменатель) приведены ниже [c.513]

В последние годы все большее значение приобретают низколегированные и малоуглеродистые стали, модифицированные малыми присадками сильных карбидообразующих элементов (ниобий, ванадий и др.) или с нитридной (карбонптридной) фазой. Распространению таких сталей способствуют следуюш,ие их преимущества небольшой удельный расход легирующих элементов, существенное повышение прочностных показателей (преимущественно предела текучести до 30%) при небольшом снижении или при неизменяющихся значениях пластичности, вязкости и сопротивления хрупкому разрушению (в отдельных случаях с повышением хладостойкости) и улучшение свариваемости. Большинство модифицирующих элементов влияет на свойства стали через измельчение зерна и дисперсионное твердение, в меньшей мере— через упрочнение твердого раствора. Важным является и то, что модифицирование способствует сохранению и получению у низколегированных сталей феррито-пер-литной структуры (благодаря измельчению зерна и связыванию части углерода в труднорастворимый карбид). Образевание промежуточных структур в сталях повышенной легированности возможно в случае нагрева до высоких температур и перевода большой части второй фазы в твердый раствор. [c.125]

Для уменьшения коробления и получения меньшего количества остаточного аустенита детали после цементации подстуживают, т. е. охлаждают перед закалкой до более низких температур. При достижении температуры в точке Агз в сердцевине начинается распад аустенита с образованием феррита, что приводит к снижению механических свойств сердцевины. Поэтому для получения высоких механических свойств сердцевины температура подстуживания не должна быть ниже температуры в точке Arg. В зависимости от марки цементуемой стали температура подстуживания колеблется в пределах 780—840° С. После непосредственной закалки с подстуживанием проводится низкий отпуск (рис. 95, в). После такого режима обработки в цементованном слое легированной стали образуется структура мартенсита с карбидами и остаточного аустенита, а микроструктура сердцевины — низкоуглеродистый мартенсит, бейнит, троостит или сорбит (в зависимости от размера детали) с твердостью (в зависимости от марки стали) HR 30—45. [c.124]

Наличие феррита и перлита в отпущенной высоколегированной зтали резко снижает вязкость [120] и поэтому недопустимо для от ветственных изделий. Наилучшим сочетанием прочности и пластич ности обладает структура однородного сорбита, получаемая при отпуске мартенсита. Продукты распада нижней части второй ступени после высокого отпуска мало отличаются от отпущенного мартенсита [120], тогда как распад аустенита в верхней части второй ступени всегда таит в себе опасность ухудшения механических свойств и вида излома [123]. Поэтому необходимо предотвращать образование про-дуктов превращения первой ступени, добиваясь получения при за калке мартенсита или продуктов распада нижней части второй сту пени. В соответствии с этим поковки из стали марки 35ХН1М должнь. охлаждаться при закалке ускоренно до температуры ниже 400°. а бо лее легированные стали (типа 35ХНЗМ) ниже 350—300°. [c.201]

При сварке качественным электродом металл шва имеет более крупнозернистую сто1бчатую структуру, особенно резко выраженную у линии сплавления. В средней части шва благодаря замедленной скорости охлаждения образуются структуры с менее выраженной ориентировкой кристаллов и с более округлыми зернами феррита и перлита (рис. И). Надежная защита металла при сварке, а также легирование его через обмазку способствуют получению достаточно чистого, без включений, металла шва определенного химического состава с требуемыми свойствами. [c.23]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...