Связь легирующих элементов с углеродом

Связь легирующих элементов с углеродом [c.263]

СВЯЗЬ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ С УГЛЕРОДОМ [c.263]

Уменьшение низкотемпературной пластичности носит название отпускной хрупкости. Наиболее часто она наблюдается у Сг, Ni, Мо" сталей, используемых для роторов турбин, и Мп, Мо сталей, используемых для корпуса легководных реакторов. Проявляется она в уменьшении ударной вязкости или увеличении температуры хрупкого перехода. Это связано с миграцией определенных элементов, которые занимают соседствующее положение в периодической системе, к границам зерен и проявляется в виде интер-кристаллитного излома. Миграция наблюдается для большинства легирующих элементов, включая углерод, кремний, никель и марганец, но не отмечена для молибдена. Примесные элементы при температуре отпуска находятся в твердом растворе и выделяются по границам зерен при температуре 500° С. Поэтому хрупкости можно избежать при быстром охлаждении стали с температуры отпуска, но это может привести для массивных изделий к появлению высоких, превышающих предел текучести, внутренних напряжений, действие которых может быть более отрицательным, чем сама отпускная хрупкость. Технология ступенчатого охлаждения от температуры отпуска при удачно выбранной температуре ступенек позволяет избежать отпускной хрупкости и в то же время не привести к появлению больших внутренних напряжений. Отпускная хрупкость может быть сведена к минимуму при снижении содержания примесей от 0,01 до 0,001% за счет тщательного выбора скрапа и шлака, а также при использовании очень чистого, например электролитического, железа. Дальнейшее улучшение может быть достигнуто в результате удаления кремния, т. е. при использовании вакуумного раскисления. Трудно расположить элементы в порядке усиления их влияния на отпускную хрупкость, так как некоторые из них используются редко или в таких малых количествах, что их влияние трудно учесть. Проведенные в последние годы исследования позволили получить стали для больших роторов, температура хрупкого перехода которых снижена со 100° до 0°С. [c.53]

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]

После низкого отпуска легирующие элементы находятся практически целиком в твердом растворе. После высокого отпуска элементы, вступающие в связь с углеродом, распределяются между ферритом и карбидом. Обеднение а-раствора легирующими элементами тем больше, чем сильнее связь элементов с углеродом. Элементы, не соединяющиеся с углеродом (никель, кремний, кобальт), остаются почти целиком в твердом растворе. [c.714]

Следует иметь в виду, что по приведенным выше выражениям можно лишь ориентировочно определять температурные и кинетические параметры процесса превращения аусте-нита. Это связано с тем, что они не учитывают особенностей конкретной плавки стали заданного марочного состава, а вместе с этим и степени завершенности высокотемпературных процессов в аустените при сварочном нагреве. В зависимости от качества шихты, способа выплавки, качества раскисления, содержания неконтролируемых примесей, а также исходного структурного состояния стали эти параметры могут заметно изменяться. Недостаточно полная гомогенизация при сварочном нагреве, особенно связанная с замедленным растворением карбидов, приводит к повышению Т . и Т .к и увеличению вследствие уменьшения содержания углерода и легирующих элементов в аустените. Включения оксидов, нитридов, сульфидов увеличивают 41, укрупнение аустенитного зерна приводит к ее снижению. Более надежно в настоящее время определение упомянутых выше параметров экспериментальным способом путем построения и обработки диаграмм АРА. [c.527]

Влияние легирующих элементов на кинетику распада мартенсита при температурах до 150° С — слабое в легированной стали распад при этих температурах протекает почти с теми же скоростями, что и в углеродистой стали. Наличие легирующих элементов существенно сказывается при температурах, превышающих 150° С, что связано с процессом коагуляции карбидных частиц. Установлено, что карбидообразующие элементы (хром, титан, ванадий, молибден, вольфрам), резко замедляющие диффузию углерода, замедляют коагуляцию карбидной фазы и процесс распада при температурах выще 150° С. [c.16]

Изучение эрозионной стойкости сталей /170/ показало, что определяющими являются теплофизические характеристики металла, поэтому выбор легирующих элементов или их комбинации необходимо осуществлять с учетом этих свойств, а также исходя из условий абразивной и ударной прочности металлов. Легирующие элементы преимущественно растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов (феррит, аустенит, цементит), образуя сложные карбиды и другие соединения. Улучшение технических свойств сталей (прочность, износостойкость и т.д.) достигается также с помощью термической обработки, в результате которой происходит перераспределение химических элементов и соединений как внутри кристаллических зерен, так и между ними, что оказывает существенное влияние на энергию межатомных связей. Углерод является одним из основных легирующих элементов, и при увеличении содержания углерода эрозия возрастает по линейному закону, что может быть объяснено уменьшением [c.173]

Еще один легирующий элемент—азот — попадает в сталь из атмосферы. Хотя азот обычно присутствует в значительно меньшем количестве, чем углерод, действие их подобно. Азот оказывает более сильное влияние на стабилизацию аустенита и упрочнение, и определенное количество его может серьезно влиять на пластичность при низкой температуре из-за выпадения нитридов при нагреве до 200° С после холодной деформации. Это явление известно как деформационное старение. Когда азот вызывает какие-либо нежелательные эффекты, его можно связать добавками ванадия, который образует с ним нитриды. Если добавки азота улучшают важные для нас свойства, содержание его может быть увеличено. Азот можно вводить при плавлении под давлением. Кроме того, азотом можно насытить поверхностные слои стали, содержащие алюминий, в процессе азотирования в атмосфере, обогащенной азотом, такой, как атмосфера диссоциированного аммиака. Кроме того, вместе с углеродом, азот может насыщать сталь при нагреве в расплавленных цианистых солях. Эти два наиболее распространенных метода создают твердый, но тонкий поверхностный слой. Азот содержится в сталях, изготовленных с применением кислородного дутья, в небольшом количестве и может быть почти полностью удален вакуумной обработкой. [c.51]

Офаниченное применение марганца в качестве легирующего элемента в порошковой металлургии связано с большой трудностью восстановления его из оксидов. Спекание содержащих марганец порошковых композиций требуется проводить при температурах 1200. .. 1300 °С. Совместное легирование марганцем и хромом существенно изменяет механические характеристики детали. Сталь, содержащая 0,6 % углерода, 2 % марганца и [c.110]

Наряду с затруднениями, связанными с образованием холодных трещин в околошовной зоне, при механизированной сварке под флюсом швы имеют повышенную склонность к образованию горячих трещин. Это связано с тем, что при данном способе сварки доля основного металла в металле шва достаточно велика. В связи с этим в шов с расплавленным основным металлом поступают легирующие элементы, содержащиеся в свариваемой стали, в том числе и углерод, концентрация которого в сталях этой группы достаточно высока. [c.313]

Изменения размера карбидных частиц связаны главным образом с диффузией углерода в феррите. Диффузионное перераспределение легирующих элементов между фазами является вторичным процессом, следующим за перемещением атомов углерода. Введение легирующих элементов изменяет главным образом величину диффузионных констант углерода в феррите. [c.246]

Следует рассмотреть еще одно явление, которое происходит во время литья труб. Оно связано с изменением содержания легирующих элементов по сечению формы и, в особенности, содержания углерода Под влиянием циклического контакта внутренней поверх- [c.39]

Равнопрочность наплавленного металла с основным при сварке сталей рассматриваемой группы часто достигается за счет небольшого легирования шва элементами, переходящими из основного металла. Возможно также использование легированного присадочного металла. В связи с этим наблюдается некоторое снижение стойкости наплавленного металла к образованию кристаллизационных трещин по сравнению с низкоуглеродистыми сталями. Поэтому при сварке легированных сталей этой группы часто стремятся снизить содержание углерода и легирующих элементов в металле шва, применяя менее легированные сварочные материалы. [c.366]

На прокаливаемость оказывает влияние состав стали (содержание углерода и легирующих элементов) и характер закалочной среды. Легированные стали имеют значительно более высокую прокаливаемость по сравнению с углеродистыми, что связано с увеличением при легировании стали устойчивости переохлажденного аустенита. Прокаливаемость углеродистых сталей зависит от содержания углерода. С понижением углерода прокаливаемость падает. Уменьшение скорости охлаждения приводит к снижению прокаливаемо-сти. При закалке в масле сквозная прокаливаемость деталей из среднеуглеродистой стали составляет всего лишь 3 мм, при закалке в воде — до 10-15 мм. С увеличением размеров заготовки прокаливаемость резко уменьшается. Так, в заготовке диаметром до 40 мм из стали 45 при закалке в воде мартенситная структура достигается на глубине всего лишь 4 мм. [c.448]

Легирующие элементы влияют на механические свойства косвенно, увеличивая или уменьшая концентрацию углерода в мартенсите. Связано это с изменением термодинамической активности углерода ас, определяемой соотношением [c.257]

Развитие обратимой отпускной хрупкости обусловлено рядом сложных физико-химических процессов. В настоящее время достоверно установлено, что межзеренное разрушение стали в состоянии отпускной хрупкости связано с формированием очень больших концентрационных неоднородностей в тончайших (несколько межатомных расстояний) слоях у границ зерен. При этом, хотя непосредственной причиной охрупчивания является обогащение приграничных зон зерен примесными атомами, в процессе формирования зернограничной сегрегации вредных примесей участвуют и другие компоненты стали — углерод и легирующие элементы. К сожалению, в современном металловедении до сих пор не существует последовательной теории зернограничной сегрегации в многокомпонентных системах. Не разработана также и теория интер-кристалл ИТ ного хрупкого разрушения при воздействии многокомпонентной зернограничной сегрегации. Поэтому причины и механизмы совместного взаимосвязанного влияния примесей, легирующих элементов и углерода на развитие обратимой отпускной хрупкости все еще не выяснены до конца, и их подробное обсуждение рстается весьма актуальным. [c.4]

Отметим, что воздействие углерода на процесс и результаты охрупчивания определяется не только его возможным непосредственным воздействием с охрупчивающими примесями, но и в значительной степени зависит от характера и механизмов влияния легирующих элементов — как карбидообразующих, так и некарбидообразующих. По-видимому, в различных условиях могут быть реализованы различные механизмы (см. гл. II), и вследствие этого роль углерода представляется достаточно сложной и неоднозначной, зависящей от соотношения концентраций примесей, легирующих элементов и углерода. Поэтому к обсуждению такого взаимосвязанного влияния различных компонентов стали мы вернемся в гл. II в связи с рассмотрением основных моделей обратимой отпускной хрупкости. [c.54]

Классификация легированной стали по структуре, получаемой при охлаждении ее на воздухе, предложена в связи с влиянием легирующих элементов и углерода на закаливаемость стали. При небольшом содержании легирующих элементов получаются перлитообразные структуры (перлит, сорбит, троостит). По мере увеличения количества легирующих элементов получается сталь с мартенситной, а иногда с аустенитной или ферритной структурой. Все легирующие элементы способны растворяться как в а-, так и в у-железе. Многие из них образуют с углеродом прочные карбиды, например СгуСз, Т1С и др. Стали, легированные карбидообразующими элементами (Сг, Мп, Мо, V, И), относятся к карбидному классу. [c.196]

В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал по данным испытания различных легированных сталей, например марганцевых, кремниевомарганцевых, хромомолибденовых, с применением количественных (ИМЕТ-4, ЛТП МВТУ) и технологических проб (Рива, TS, крестовая). При этом для каждой из систем легирования изучено влияние содержания различных легирующих элементов (С, Мп, Si, Сг, Мо, В и др.) и вредных примесей (S, Р и др.) на сопротивляемость образованию холодных трещин, и определены эмпирические зависимости эквивалента углерода, устанавливающие допустимые соотношения между элементами, входящими в состав сталей. Эти соотношения не имеют универсального характера, так как зависят от ряда факторов, например конструкции сварного соединения и его жесткости, структурного класса присадочного или электродного материалов, способа и режимов сварки. Эти факторы изменяют не только уровень напряжений и характер их распределения в сварных соединениях, но и кинетику структурных изменений, степень развития химической неоднородности по границам зерен околошовной зоны вблизи линии сплавления со швом, содержание водорода и другие особенности, обусловливающие образование холодных трещин при сварке. Наиболее существенны при прочих равных условиях жесткость соединения и структурный класс металла шва. В связи с этим использование данных об эквивалентах углерода ограничивается обычно частными случаями, связанными с предварительными сравнительными оценками различных плавок стали или способов их выплавки в исследовательских целях. После этого, как правило, проводятся испытания стали с помощью технологических проб, в наибольшей степени соответствующих реальным условиям сварки конструкции соединений и технологическим факторам. [c.174]

Остаточный аустенит быстрорежущей стали, аналогично переохлажденному, очень устойчив и не распадается в процессе нагрева и выдержки при отпуске. Но в связи с выделением карбидов при выдержке на температурах 560—580° он меняет свой состав, обедняясь легирующими элементами и углеродом. Мартенситная точка его повышается, в результате чего при охлаждении после отпуска происходит уменьшение количества остаточного аустенита [151, 152]. Так как за одну операцию охлаждения не происходит полного распада остаточного аустенита, то применяются многократные отпуски. Для сталей марок Р18 и Р9, имеющих после закалки обычно 30—25% остаточного аустенита, достаточно двух отпусков, а для высокохромистых сталей, в которых количество остаточного аустенита достигает 60—80%, приходится давать 4—5 отпусков. Многократные отпуски производятся при тех же температурах 560—580° с часовой выдержкой. Эффективно осуществляется разложение остаточного аустенита применением сразу же после закалки обработки холодом при температурах минус 80 — минус 100°. Обработка холодом повышает твердость до 65—67 R и позволяет ограничиться одним отпуском при температуре 560 — 570° с часовой выдержкой [104]. Одновременно достигается и большая стабильность режущих свойств, и экономия элек троэнергии до 1500 квт-час на 1 т инструмента. [c.246]

Большинство карбидообразующих элементов (Сг, Мо, Ш, Т1 и др.) увеличивает содержание углерода в поверхностной зоне цементованного слоя в связи с интенсивным карбидообразованием (рис. 1) [2], В ряде случаев с повышением содержания в стали легирующих элементов концентрация углерода в слое повышается лишь до определенного предела, после чего снижается. Это объясняется различием в составе, количестве и свойства карбидов, образующихся в стали с различным содержанием легирующих элементов. [c.993]

В связи с этим в шов с расплавленным основным металлом поступают легирующие элементы, содержащиеся в свариваемой стали, в том числе и углерод, концентрация которого в сталях этой группы достаточно высока. Влияние содержания углерода, серы и марганца в шве на склонность к образованию горячих трещин схематически представлепо на рис. 124. Линия I служит границей раздела составов с низким содержанием углерода ( ] m. при которых образуются или не образуются горячие трещины. При повышенном содержании углерода [С] , ш такой границей будет линия 5, в этом случае даже при низком содержании серы и большой концентрации марганца в шве могут возникнуть горячие трещины. При механизированной сварке под флюсом необходимы подготовка кромок, техника и режимы сварки, при которых доля основного металла в шве будет минимальной. [c.252]

Нержавеющие стали. Основной легирующий элемент нержавеющих сталей — хром, который повышает механические свойства стали и способствует образованию на ее поверхности тонкого слоя окислов, облагораживающего электродный потенциал стали и повышающего ее коррозионную стойкость. Она повышается не монотонно, а скачкообразно. Первый порог коррозионной стойкости достигается при концентрации хрома, равной 12,8 %. При увеличении содержания хрома до 18 или до 25—28 % достигается второй порог коррозионной стойкости и наблюдается дальнейшее повышение коррозионной стойкости стали. Однако повышение содержания хрома приводит к понижению механических свойств стали, особенно ударной вязкости, а также затрудняет сварку, вызывая хрупкость сварного шва. Стали с высоким содержанием хрома после сварки требуют термической обработки. Повышение содержания углерода в нержавеющих сталях понижает их коррозионную стойкость, что связано с уменьшением содержания хрома в твердом растворе вследствие образования карбидов. Поэтому повышение содержания углерода в стали вызывает сдвиг порога коррозионной стойкости в область более высокой концентрации хрома. Понижение содержания углерода ниже 0,02% делает сталь стойкой против карбидообразо-вания. [c.31]

Одним из этапов процесса обезуглероживания является диффузия углерода в феррите. Известно, что легирование феррита хромом резко замедляет процессы диффузии в нем элементов внедрения, в частности, углерода. Поэтому можно предположить, что повышение водородостойкости хромистых сталей происходит не только за счет наличия в них стабильных карбидов, но и вследствие влияния хрома, растворенного в феррите, на скорость диффузии углерода. Для проверки этого предооложения были поставлены специальные исследования и определено влияние отдельных легирующих элементов (вольфрама, ванадия, ниобия и титана) на длительную водородную стойкость стали с 0,16 -0,18% С и связь между фазовым составом, механическими свойствами и водородостойкостью сталей под давлением водорода 800 атм при температуре 600. [c.157]

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]

Из рпс. 2 также следует, что скорости роста кристаллов впд-манштеттового феррита как на поверхности, так и в объеме образцов в стали 20С2 при всех температурах ниже, чем в углеродистой стали. В марганцовистой п никелевой сталях наблюдается дальнейшее понижение скоростей роста. Влияние. легирующих элементов па скорость роста кристаллов видманштеттового феррита может быть связано с различными факторами, в частности, с влиянием легирования па критические точки в стали и разность свободных энергий фаз, па скорость диффузии углерода, на степень разупрочнения аустенита в процессе роста кристаллов и др. [c.133]

В связи с тем, что как в состав сталей, так и в состав чугуна, кроме железа и углерода (и неизбежных примесей — Si, S, Р), могут входить и другие, специально добавленные, легирующие элементы, число всевозможных сталей и чугунов с различным химическим составом и различными свойствами огромно. Стали с содержанием легирующих элементов в количестве 3—5%, 5—10% и> 10% называются соответственно низко-, средне- и высоколегированными. Влияние важнейших легирующих элементов таково N1 повышает пластичность и вязкость, уменьшает склонность к росту зерна и к отпускной хрупкости (хрупкость после отпуска), при большом процентном содержании создает свойство пемагнитности Мп увеличивает прокали-ваемость, т. е. снижает критическую скорость закалки, что позволяет применять мягкие режимы закалки, в меньшей степени вызывающие начальные напряжения увеличивает износостойкость Сг упрочняег сталь, после цементации позволяет получать высокую твердость как недостаток отметим повышение отпускной хрупкости W увеличивает твердость, уменьшает склонность к росту зерна Мо повышает прочность, пластичность, а следовательно и вязкость, создает высокое сопротивление ползучести, уменьшает склонность к отпускной хрупкости [c.319]

Наибольшая насыщенность аустенита легирующими элементами (углеродом, хромом, вольфрамом) в случае резкого охлаждения с температуры цементации приводит к благоприятному изменению длины химической связи L,-, а вместе с этим и износостойкости цементироваипого слоя (эффект самосопряжсния кристаллической решетки). [c.13]

Влияние отпуска на механические свойства. Распад мартенсита при отпуске влияет на все свойства стали. При низких температурах отпуска (до 200—250 °С) уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. В случае низкотемпературного отпуска твердость закаленной и отпущенной стали мало зависит от содержания в ней легирующих элементов и определяется в основном содержанием углерода в а-растворе (мартенсите). В связи с этим высокоуглеродистые стали, имеющие высокую твердость после закалки, сохраняют ее (более высокое содержание углерода в мартенсите) и после отпуска при температурах до 200— 250 °С. Прочность и вязкость стали при низких температурах отпуска несколько возрастает вследствие уменьшения макро- и микронапряжений и изменения структурного состояния. Повышение температуры отпуска от 200—250 до 500—600 °С заметно снижает твердость, временное сопротивление, предел текучести и повышает относительное удлинение, сужение (рио. 128, а) и трещиностой-кость Кхс- [c.187]

Легирующие элементы по-разному влияют на энергию взаимодействия примесей внедрения с дислокациями. Так, введение в решетку а-железа 3% никеля приводит к снижению энергии связи углерода с дислокациями с 0,5 до 0,2 эВ легирование же железа кремнием вызывает противоположный эффект. Неравномерное распределение ионов вокруг дислокации проявляется также и в неравномерном распределении электронов уплотненные участки решетки вокруг дислокации приобретают положительный заряд вследствие недостатка электронов в то же время области растяжения в связи с избытком электронов заряжаются отрицательно. Между положительным зарядом примесного иона и отрицательно заряженной областью дислокации возникают кулойовские силы притяжения, приводящие к перераспределению примесей. Энергия электрического (кулоновского) взаимодействия в металлах невелика (для двухвалентных примесей она составляет 0,02 эВ). Электрическое взаимодействие значительно слабее упругого, но вклад первого может стать существенным в случае отсутствия в твердом растворе упругого взаимодействия (т. е. при равенстве радиусов основного и примесного атомов), а также при их большой разнице в валентностях. [c.148]

Улучшаемыми называют такие стали, которые используются после закалки с высоким отпуском (улучшения). Эти стали (40Х, 40ХФА, ЗОХГСА, 38ХНЗМФА и др.) содержат 0,3—0,5% углерода и 1—6% легирующих элементов. Стали закаливают с 820—880 С в масле (крупные детали — в воде) высокий отпуск производят при 500—650 °С с последующим охлаждением в воде, масле или на воздухе (в зависимости от состава стали). Структура стали после улучшения — сорбит. Данные стали применяют для изготовлеши валов, шатунов, штоков и других деталей, подверженных воздействию циклических или ударных нагрузок. В связи с этим улучшаемые стали должны обладать высоким пределом текучести, пластичностью, вязкостью, малой чувствительностью к надрезу. [c.161]

Автор кратко рассмотрел влияние на свойства жаропрочных сталей и сплавов осгшвных легирующих элементов — никеля и хрома, а также наиболее энергичных аустенитизаторов — азота, бора, углерода. Марганец, как уже отмечалось, в качестве аусте-нитизатора действует примерно вдвое слабее никеля. Поэтому при введении больших количеств марганца в состав жаропрочных сталей рекомендуется одновременно повышать содержание в них углерода или азота. По нашим данным весьма полезен в данном случае и бор. Сам по себе марганец, естественно, не повышает жаропрочности аустенитных сталей. Для максимального упрочнения твердого раствора Fe—Сг—Мп его легируют молибденом, вольфрамом, ниобием, ванадием, титаном [371 в присутствии углерода с азотом. В высокожаропрочных сплавах на никелевой основе содержание марганца обычно сильно ограничивают, например до 0,3—0,5%. Возможно, это связано с относительной легкоплавкостью (см. рис. 78, в) и малой жаропрочностью сплавов системы Ni—Мп. Правда, в последнее время в состав никелевых сплавов типа инконель вводят до 10% Мп [42]. [c.45]

Легирующие элементы по разному влияют на расшире яие или сужение у области на диаграмме железо — легиру ощий элемент Если для углерода и азота, образующих с железом твердый раствор внедрения, расширение области у фазы связано с наличием больших позиций внедрения (октаэдрических пор) в гранецентрированной кубической [c.10]

Коэффициент термодинамической активности компонен та характеризует силы связи его с атомами матрицы, т е его подвижность в твердом растворе, способность компонента оставаться растворенным или выделяться из раствора в другую фазу Многие процессы фазовых превращений, про текающие в стали, определяются термодинамической активностью углерода и легирующих элементов Так, в соот ветствии с первым законом Фика, диффузионный поток Л определяется градиентом концентрации (d i/dx) [c.53]

Легирующие элементы слабо влияют на кинетику распада мар тенсита до температур отпуска 150—200 °С и существенно изменяют ее при более высоких тем пературах Карбидообразующие элементы (Сг, Мо, W, V, Nb) силь но замедляют распад мартенси та — выделение из него углерода Если в углеродистой стали прак тически весь углерод выделяется из мартенсита при 250—300 °С, то в сталях с карбидообразующи ми элементами этот процесс сдви гается в сторону более высоких температур (до 400—500°С) Такое влияние этих элементов, очевидно, связано с уменьшением термодинамической активности углерода в растворе (см гл IV, п 6), т е с увеличением сил связи Между атомами углерода и карби дообразующего элемента в растворе [c.108]

Как уже отмечалось, влияние легирующих элементов на про-кал иваемость стали связано с содержанием в ней углерода. Так, все стали, независимо от легированности, содержащие около 0,20% С, имеют сравнительно малую прокаливаемость (стали [c.108]

Косвенное влияние связано с увеличением концентрации углерода в феррите отпущенной стали. Сильное упрочняющее действие оказывают кремний и карбидообразуюшле элементы, которые затрудняют распад мартенсита и выделение из него углерода в виде дисперсных частиц карбидов. При одинаковой температуре отпуска феррит легированной стали содержит больше углерода, чем феррит углеродистой стали. Чем сильнее выражена склонность легирующего элемента к карбидообразованию, тем позднее выделяется углерод из феррита и сильнее его упрочняющее действие. По степени увеличения косвенного влияния на прочность феррита легирующие элементы располагаются в следующей последовательности Сг, Мо, W, Nb, V, Ti. При совместном легировании упрочняющий эффект возрастает. [c.259]

Аустенитно-карбидная зона в цементованном слое практически возникает Лишь при легировании стали карбидообразующими элементами, и в первую очередь хромом. Карбиды начинают образовываться на поверхности по границам и стыкам зерен. С течением времени выделение карбидов происходит и внутри зерна, двухфазная область распространяется на некоторую глубину, а на поверхности при цементации высоколегированных сталей возможно образование сплошного карбидного слоя [44]. Избыточные карбиды имеют глобулярную форму. При образовании аустенитно-карбидной зоны средняя концентрация углерода на поверхности цементованного слоя значительно превышает предел растворимости углерода в аустените Сщах- Образование карбидов ведет к обеднению аустенита легирующими элементами. В пределах аустенитно-карбидной зоны концентрация легирующих элементов в аустените возрастает от поверхности вглубь, поэтому высокая концентрация углерода в слое ведет к уменьшению прокаливае-мости. Это связано с зародышевым действием карбидов на распад аустенита и понижением его устойчивости за счет перехода легирующих элементов в карбид. При насыщении азотом легированного феррита и стали при температуре диффузии также возможно образование двухфазной зоны, состоящей из а-фазы и нитридных фаз [32]. [c.298]

Легирующие элементы, как правило, уменьшают растворимость углерода в аустените (рис. 23) [26]. В связи с этим стимулируется образование новой фазы— легированного цементита или карбидов легирующих элементов при этом карбидообразующие элементы (преимущественно хром, марганец, титан) кониентрируются в карбидной фазе, а содержание их в аустените резко снижается (рис. 24). Поэтому в периферийной зоне слоя, на глубине до 0,2 мм от поверхности, значительно уменьшается прокаливаемость и при закалке изделий в масле на поверхности образуются немартенситные структуры, о чем свидетельствует уменьшение концентрации углерода в твердом растворе после закалки до 0,3%. В результате этого, показатели прочности понижаются и особенно сопротивление усталости при изгибе (с 80 до 60 кгс/см ). Для наиболее распространенных цементуемых сталей, легированных хромом, марганцем, титаном, обеднение аусте-нита карбидообразующими элементами и соответственно снижение прокаливае-мости слоя наблюдается уже при концентрации углерода в слое выше 0,80%. [c.310]

Механические свойства сталей изменяются неодинаково в зависимости от превращений, протекающих при отпуске, а следовательно, от его температуры. Твердость сталей при отпуске до 200° С снижается на ffR I—3 в результате частичного распада мартенсита и сохраняется на уровне Nfi 60 (рис. 5). Ее снижение вследствие уменьшения содержания углерода в мартенсите лишь слабо задерживается выделением е-карбида и происходит почти одинаково интенсивно во всех сталях. Легирующие элементы относительно мало влияют на эту стадию. Только кремний при содержании 0,8—1% задерживает распад мартенсита, но при более высоких температурах (200—300° С). В связи с этим стали, легированные кремнием, сохраняют твердость ffR 60 при нагреве до 250—270° С (рис. 5). Интенсивное снижение твердости наступает при отпуске выше 250—270° С из-за [c.382]

На рис. 13 даны диаграммы изотермического превращения аустеиита роторной стали 35ХНЗМФА. Изменение продолжительности инкубационного периода как в перлитной, так и в промежуточной областях в зависимости от места сечения поковки связано с ликвацией углерода н легирующих элементов в исходном слитке (см. табл. 2). Снижение содержания углерода при удалении от поверхности (в нижней части слитка) приводит к тому, что промежуточное превращение в центральной зоне поковки идет при более высоких температурах, вследствие чего время до начала распада аустспита в промежуточной и перлитной областях соответственно уменьшается. В части поковки, соответствующей верхней половине слитка, в связи с ликвацией углерода к осевой зоне промежуточное превращение протекает при более низких температурах, что приводит к повышению устойчивости переохлажденного аус-тенита. [c.616]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...