Железо и его соединения с углеродом

Кроме цементита обнаружены другие виды соединений железа с углеродом, которые в общем были названы е-карбидами. При этом их точное химическое соединение не установлено и его обозначают как Ре С [c.64]

Чугун, как известно, — это сплав железа с углеродом при содержании углерода 2,14 % и более. В белом чугуне углерод входит в состав цементита химического соединения железа с углеродом. Такой чугун обладает высокой твердостью и хрупкостью, и его применяют сравнительно редко. В чугуне других видов путем графитизации углерод частично или полностью переводят в свободное состояние — графит. Применяют также отбеленный чугун белый снаружи и графитизированный во внутренней части изделия. [c.434]

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]

При обычной температуре на корундовые материалы не действует ни один химический агент, а при высоких температурах их действие проявляется очень незначительно. В некоторых случаях только в корундовых тиглях можно получать химически чистые вещества. В них можно плавить металлический алю.миний и его сплавы, щелочные и щелочноземельные металлы, кремний, олово, железо. Сера, фосфор, мышьяк, их соединения и сплавы не взаимодействуют с корундовыми материалами даже при 1000° С. До 1800° С корундовые материалы стойки к действию восстановителей углерода, водорода и свободных металлов, в частности вольфрама. [c.340]

Раскисление металла при сварке. Это процесс восстановления металла из его оксида и перевод кислорода в форму нерастворимых соединений с последуюш им удалением их в шлак. В качестве раскислителей применяют кремний, марганец, титан, алюминий и углерод. Эти веш ества поступают в сварочную ванну из электродной проволоки, покрытий электродов и флюсов, в состав которых они входят, в процессе раскисления железа марганцем, кремнием, титаном и углеродом происходят следующие химические реакции [c.27]

Образовавшиеся в затвердевшем металле шва в результате первичной кристаллизации столбчатые кристаллиты имеют аустенитную микроструктуру (диаграмма состояния системы Fe- сплавов на рис. 6.2, справа). При дальнейшем охлаждении металла, при температуре аллотропического превращения Асз начинается процесс перестройки атомов пространственной решетки - перекристаллизация. В результате перекристаллизации происходит распад части аустенита и превращение его в феррит. Так как растворимость углерода в феррите меньше, чем в аусте-ните, выделяющийся углерод вступает в химическое соединение с железом, образуя цементит. [c.257]

Чугун — сплав на железной основе. Принципиальное отличие чугуна от стали заключается в более высоком содержании в нем углерода (более 2,14 %). Наибольшее распространение получили чугуны, содержаш ие 3-3,5 % углерода. В состав чугунов входят те же примеси, что и в сталь, т. е. кремний, марганец, сера и фосфор, но в несколько больших количествах. Углерод в чугуне может находиться в химическом соединении с железом либо в свободном состоянии в виде графита. Чугуны, у которых весь углерод находится в химическом соединении с железом, называют белыми (по виду излома), а чугуны, весь углерод которых или большая его часть представляет собой графит, получили название серых. В данной главе рассматривается строение белых чугунов. [c.58]

Ко второй группе относятся металлы, образующие с водородом гидриды, представляющие химическое соединение металла с водородом (палладий, цирконий, титан, ванадий, торий, тантал и редкоземельные элементы). При небольших количествах поглощенного водорода эти металлы образуют с ним твердые растворы, а при более значительных количествах — гидриды. Легирующие элементы оказывают самое разнообразное влияние на растворимость водорода в сплавах железа. Углерод, кремний, алюминий и хром снижают растворимость водорода в сплавах железа, а титан и ниобий ее увеличивают. Растворенный водород в сварочной ванне и его неполное выделение в период кристаллизации приводят к образованию дефектов пор, макро- и микротрещин в металле шва, а также холодных и горячих трещин в околошовной зоне. [c.51]

Выплавку стали производят в плавильных печах конвертерах, мартеновских, электрических и других. Чугун и стальной скрап помещают в печь и одновременно нагревают и подвергают окислению. В результате окислительного процесса в металле уменьшается содержание углерода и примесей. Углерод, соединяясь с кислородом, превращается в газ — окись углерода СО, который удаляется в атмосферу печи. Кремний, марганец, фосфор, железо и сера образуют окислы и другие соединения, не растворимые или малорастворимые в металле (SiO.,, МпО и др.). Они при благоприятных условиях плавки всплывают на поверхность расплавленного металла и вместе с флюсом образуют шлак. Образующаяся при окислении железа закись железа FeO частично растворяется в металле и этим ухудшает его свойства. Поэтому обязательным процессом, который завершает процесс получения стали, является ее раскисление (уменьшение содержания в ней кислорода). Сталь выпускают из печи в разливочные ковши, а затем разливают, в результате чего получаются слитки. [c.44]

ПКНБ химически более инертен к железу и его соединениям с углеродом, чем алмаз, и значительно превосходят его по теплостойкости (устойчив на воздухе до 1200 "С). Сам кубический нитрид бора имеет низкое химическое сродство к большинству элементов, поэтому для материалов на основе ПКНБ большое значение имеет % связующего и его состав. [c.85]

СТРОЕНИЕ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОЗ 1. Железо и его соединения с углеродом [c.58]

Поэтому при наличии в стали хрома коррозия практически не развивается. Главный фактор коррозионной стойкости стали - однородность твердого раствора хрома в железе, отс)т ствие его соединений с углеродом и другими элементами, приводящих к локальному обеднению стали хромом и создающих границы раздела между фазами с дефектными участками кристаллической решетки, где у атомов железа ослаблены межатомные связи. Так, образование карбида хрома СггзСб, содержащего 94 % Сг, обедняет окружающую матрицу с [c.51]

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]

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

В отличие от физических химические явления сопровождаются полным изменением веществ. В окружающей нас обстановке непрерывно происходят изменения такого характера. Примерами химических явлений служат сгорание топлива и превращение его в золу и газы, гниение дерева и др. К химическим процессам относится добывание металлов из руд, т. е. из природных соединений металлов с кислородом, серой и друзами элементами. Например, производство чугуна состоит в том, что железо восстанавливается в доменном процессе из его соединений РсгОд, Рвз04 и других и вступает в химическое соединение с углеродом. [c.33]

Медно-никелевые электроды МНЧ-2 представляют собой стержни из монель-металла (28% меди, 2,5% железа, 1,5% марганца, остальное никель) или из сплава МНМц (40% никеля, 1,5% марганца, остальное медь). Никель этих электродов не образует соединений с углеродом, поэтому наплавленный шов имеет малую твердость и почти отсутствует зона отбеленного чугуна. Зона закаленного чугуна характеризуется высокой твердостью, которую можно легко снизить небольшим отпуском. Наплавленный шов обладает меньшей склонностью к образованию пор и трещин, легко поддается обработке, но прочность его низкая, поэтому медно-никелевые электроды часто применяют в сочетании с электродами ОЗЧ-2. Первый слой, чтобы обеспечить плотность, и последний, чтобы [c.78]

В последние годы в эмалировочной промышленности США и некоторых западноевропейских стран нашла применение малоуглеродистая титансодержащая сталь. Особенностью легирования стали титаном является образование устойчивых его соединений с кислородом, азотом и углеродом [150—153], получившее наименование стабилизации . Небольшие добавки титана после раскисления стали марганцем и кремнием оказываются полезными, так как они способствуют понижению температуры плавления образующихся силикатов марганца и железа, всплыванию их на поверхность расплавленной ванны и тем самым — уменьшению содержания в стали неметаллических включений. Титан служит весьма эффективной добавкой для связывания или стабилизации азота, устраняющей явление деформационного старения стали. Самая важная для эмалирования сторона воздействия титана на структуру стали заключается в стабилизации углерода в виде карбида ТЮ. Связанный в прочный карбид титана углерод окисляется значительно медленнее, чем углерод, связанный с железом. Соответственно уменьшается количество газообразных продуктов окисления углерода, выделяющихся при обжиге эмалевого покрытия и нарушающих его сплошность -н- гцр.плр.ние с метяллом. Увеличивая стойкость стали против [c.109]

Основным методом получения нитевидных кристаллов карбида и нитрида кремния, окиси и нитрида алюминия и других тугоплавких соединений является осаждение из газовой фазы с использованием химических транспортных реакций, реакций пиролиза, восстановления летучих соединений и др. Промышленное производство нитевидных кристаллов указанным методом стало возможным после детального исследования Вагнером, Элиссом и др. механизма их роста, получившего название пар—жидкость—твердая фаза (ПЖТ). При получении методом ПЖТ нитевидных кристаллов тугоплавких соединений (40 ] в реакционную зону, в которой ведется осаждение соединения, специально вводят примеси некоторых элементов, образующих капельки жидких растворов с элементами соединения, например углерод, железо, кремний, алюминий и др. При получении нитевидных кристаллов карбида кремния используют жидкие тройные растворы железо кремний—углерод. Поверхность жидкой фазы является сильным катализатором участвующих в осаждении химических реакций, поэтому выделение вещества из газовой фазы происходит преимущественно на поверхности присутствующих в ростовой зоне жидких капелек. Далее происходит его растворение в капельке, диффузионный перенос через объем капли к границе раздела с подложкой и кристаллизация под каплей. В результате на подложке образуются вытянутые столбики конденсата, являющиеся нитевидными кристаллами. Ввиду малой скорости осаждения непосредственно на твердой поверхности кристаллы почти не растут в толщину, и отношение длины к диаметру у них достигает 1000 и более. В зависимости от условий получения они имеют диаметр от долей микрона до нескольких десятков микрон и длину до 60—80 мм. [c.40]

Механические свойства нелегированного титана. Прочностные и пластические свойства нелегированного титана определяются содержанием в нем примесей кислорода, азота и в меньшей степени углерода, железа и кремния. Особо чистый титан, полученный путем термической диссоциации его летучих соединений с йодом (йодидный титан), имеет предел прочности 25,6 кПмм , предел текучести (0,2%) 10,6 кПмм , относительное удлинение 72% (на расчетной длине 13 мм), поперечное сужение 86,2%. Содержание примесей в этом металле не превышало следующих пределов 0,01% Н, 0,001% N, 0,03% С, [c.180]

Таким образом, стабильность иикельхромомолибденового твердого раствора сплава Х15Н55М16В, а-следовательно, и сопротивляемость его МКК, может быть существенно повышена за счет повышения его чистоты по содержанию углерода, железа и особенно кремния. Этот вывод справедлив и для сплава системы № — 15%, Мо — 25% Сг [М. С учетом этих положений создан спл ав ХН65МВ (ЭП-567), содержание углерода, кремния и железа в котором ограничено соответственно 0,03%, 0,15% и 1,0% [135, 123]. Сварные соединения такого сплава (G — 0,03%, Si — 0,11%, Fe — 0,3%) при толщине листа до 10 мм не подвержены МКК и не требуют термической обработки после сварки. При больших толщинах рекомендуется использовать сплав с еще более низким содержанием углерода (0,01%) и кремния (0,06%) [87]. [c.151]

В углеродистых сталях и чугунах углерод образует обычно карбид железа химическое соединение РезС, называемое в металловедении цементитом, которое содержит 6,67% углерода. Рассмотрим часть диаграммы железо—углерод от железа до цементита, который ввиду его стойкости можно считать самостоятельным компонентом. В этом случае часть диаграммы состояния сплавов железа с углеродом, содержащих до 6,67% углерода, превращается в диаграмму сплавов железо—цементит (рис. 2-1). [c.35]

По экспериментальным данным [105], предельная растворимость углерода в поверхностном слое и объеме отливки из сплавов на основе никеля, железа и кобальта составляет (%) 0,55 и 1,85, 2,0 и 2,06, 0,1 и 1,65 соответственно. Растворимость железа, циркония, церия, титана, хрома, магния в поверхностном слое и объеме отливок из алюминия составляет 0,05/0,17, 0,0/8,0, 0,0/9,0, 0,15/0,32, 0,7/5,8, 17/36 соответственно. При этом необходимо учитывать, что при избытке поступающих элементов в поверхностном слое отливки образуются соединения типа Me jj, Ме Н, , NVe Oy, Me Sy и другие твердые фазы, наличие которых резко увеличивает твердость, трещиночувствительность, физическую и химическую неоднородность отливки. По активности образования новых твердых фаз в поверхностном слое первое место занимают отливки из титана и его сплавов, второе — отливки из чугуна, третье — из легированных сталей. Кроме того, если к отливкам предъявляются высокие требования по теплоотдаче в условиях эксплуатации, то при выборе металла для отливок с развитой поверхностью учитывают его теплопроводность. [c.12]

Цементит (Ц) — это химическое соединение железа с углеродом — карбид железа РезС. В цементите содержится 6,67 % С. Цементит имеет сложную ромбическую решетку с плотно й упаковкой атомов. Температура плавления цементита точно не определена в связи с возможностью его распада. До температуры 2 Ш °С, обозначаемой Ло, цементит ферромагнитен. К характерным особенностям цементита относятся высокая твердость ШОО НУ и очень малая пластичность. Цементит является метастабильной фазой. В условиях равновесия в сплавах с высоким содержанием углерода образуется графит. [c.120]

С затвердеванием металла шва структурные превращения в нем не заканчиваются. Например при сварке стали первичные кристаллиты сразу после их образования состоят из аустенита - твердого раствора углерода и легирующих элементов в у-железе, существующего при высоких температурах (750...1500 °С ). В процессе охлаждения аустенит распадается, превращаясь в зависимости от состава стали и скорости охлаждения в другие фазы пластичный феррит, более прочный перлит и прочный, но малопластичный мартенсит. Скорость охлаждения зоны сварки обычно велика, и структурные превращения не успевают произойти до конца. Следовательно, меняя скорость охлаждения сварного соединения, подогревая или искусственно охлаждая его, можно в некоторых пределах управлять вторичной кристаллизацией металла шва и его механическими свойствами. Теплота, выделяемая источником нагрева, при сварке распространяется в основной металл. Его участки нагреваются до температуры плавления на границе сварочной ванны и имеют температуру окружающей среды вдали от нее. Это не может не сказаться на структуре металла. Зону основного металла, в которой в результате нагрева и охлаждения металла происходят изменения структуры и свойств, называют зоной термического влиянця (ЗТВ). Каждая точка в ЗТВ в зависимости от расстояния до оси шва достигает различной максимальной температуры, нагревается и охлаждается с различными скоростями. Изменение температуры данной точки во времени KdiZUbdiKiX термическш циклом. Каждая точка ЗТВ имеет при сварке свой термический цикл. Значит, металл в ЗТВ подвергается в результате сварки нескольким видам термической обработки. Поэтому в ЗТВ наблюдаются четко выраженные участки с различной структурой и свойствами. [c.29]

Цементит Fej — химическое соединение железа с углеродом, содержащее 6,67% углерода. Между атомами железа и углерода в цементите действуют металлическая и ковалентная связи. Температура плавления — около 1250°С. Цементит является метастабильной фазой область его гомогенности очень узкая, и на диаграмме состояния он изображается вертикалью. Время его устойчивости уменьшается с повышением температуры при низких температурах он существует бесконечно долго, а при температурах, превышающих 950°С, в течение нескольких часов распадается на железо и графит. Цементит имеет точку Кюри (210°С) и обладает сравнительно высокими твердостью (800 НВ и выше) и хрупкостью. Прочность его на растяжение очень мала (а 40 МПа). [c.148]

Растворы этого типа образуются при растворении металла или металлоида в химическом соединении, при этом некоторые позиции второго компонента в кристаллической решетке 0 казы-ваются незанятыми (раствор с дефектной решеткой на базе химического соединения). К растворам этого типа относятся так азываемые фазы внедрения (см. дальше) ТаС, W , Ti , FeO и др. Хотя отношение долей атомов различных компонентов в этих соединениях должно составлять I 1, некоторые позиции в междоузлиях не заняты атомами неметалла. В одном из окислов железа (вюстит — FeO) также не соблюдается отношение 1 1—все кислородные позиции заняты, а некоторые железные нет. Вакантные места появляются там, где раньше находились атомы с меньшим атомным радиусом, например в Ti позиции углерода, в FeO позиция железа (хотя атомный радиус железа больше атомного радиуса кислорода, но в FeO железо существует в виде иона и его радиус оказывается меньше). Вакантные места появляются в о. ц. к. фазе NiAl при уменьшении содержания никеля ниже 50%. Наличие незанятых позиций приводит к отклонению от стехиометрического соотношения атомов. Для карбида титана, например, состав меняется от Ti до Tig . Это вызывает уменьшение параметра решетки. В растворах вычитания [c.158]

Компоненты некоторых сплавов при кристаллизации могут входить в химическую связь, образуя химическое соединение. Например железо с углеродом образуют химическое соединен Feg — карбид железа (цементит) медь с магнием — u2Mg магний со свинцом — Mg2Pb и т. д. Химическое соединение, как и твердый раствор, обладает однородной структурой. Кристаллическая решетка его включает атомы обоих компонентов. Однако в кристаллической решетке химического соединения в отличие от твер- [c.48]

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов представлена на рис. 4.2. Она охватывает не все сплавы железа с углеродом, а лишь те, которые содержат до 6,67 % углерода. Это объясняется тем, что железоуглеродистые сплавы, содержащие более 5 % углерода, не представляют практического интереса, 6,67 % углерода взято в качестве предела на том основании, что при таком его количестве образуется химическое соединение Feg (цементит), которое может рассматриваться как самостоятельный компонент сплава. В диаграмме сделаны два упрощения не показана область существования 5-железа (упрощен левый верхний угол диаграммы) и не приведена различная растворимость углерода в а-железе (упрощен левый нижний угол диаграммы). Эти упрощения не оказывают существенного влияния на практическое изучение железоуглеродистых сплавов. Диаграмма состояния сплавов Fe—Feg условно разделена на две части диаграмму углеродистых сталей и диаграмму белых чу-гунов. Углеродистые стали — это сплавы железа, содержащие до 2,14 % углерода. [c.62]

Углерод в чугунах может находиться в виде химического соединения — цементита (такие чугуны называют белыми) или в свободном состоянии в виде графита — частично или полностью (в этом случае чугуны называют серыми). Получение того или иного вида чугуна зависит в основном от его химического состава и скорости охлаждения. Такие элементы, как кремний, титан, никель, медь и алюминий, способствующие выделению графита, называют графитизирующими. При введении таких элементов, как марганец, молибден, сера, хром, ванадий, вольфрам, углерод входит в химическое соединение с железом, образуя цементит (Feg ). Эти элементы называют антиграфитизирующими, или тормозящими графитизацию. При одном и том же химическом составе структура чугуна может быть различной в зависимости от толщины отливки. Чтобы обеспечить необходимую структуру отливок разной толщины, надо знать их химический состав. Для определения химического состава отливок опытным путем строят структурные диаграммы. Например отливка имеет химический состав С + Si = 4 % (линия аа. на рис. 8.1). При таком составе в отливке толщиной до 10 мм получится белый чугун, толщиной до 20 мм — половинчатый, толщиной до 60 мм — серый перлитный и толщиной свыше 60 мм — серый ферритно-пер-литный. При толщине отливки свыше 120 мм и указанном химическом составе чугун будет серый ферритный. [c.133]

Таким образом, углерод как фаза, имеющая более высокую температуру перехода в кристаллическое состояние, кристаллизуется в жидком расплаве первым в виде фуллеренов. Одновременно присутствуют фуллерены, перешедшие из кокса в расплав чугуна, а затем, при его переделе, и в расплав стали. Они могут являться центрами кристаллизации для атомов железа (аналогично модификаторам из тугоплавких элементов и их соединений). Это подтверждается выполненными в [8] расчетами критического размера зародыша при кристаллизации железа традиционным методом и с использованием алгоритма самоорганизации структур. [c.102]

Сплавы — химические соединения обладают очень высокой твердостью и высоким электросопротивлением. Иногда твердость их в 10 раз выше твердости чистых компонентов. Так, например, медь и олово — мягкие металлы кристаллы же химического соединения в сплаве меди с оловом имеют очень высокую твердость. Железо с углеродом образует химическое соединение РезС — карбид железа, называемый цементитом твердость его в 10 раз выше твердости железа. [c.28]

Цементит — это химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) РезС. Цементит содержит около 6,67% углерода, весьма тверд и хрупок. Твердость его приближается к НВ—800. Цементит—нестабильное (эндотермическое) соединение и может в определенных условиях разлагаться. [c.19]

Цементит — это химическое соединение железа с углеродом— карбид железа РезС. В цементите содержится 6,67% углерода. Цементит имеет сложную ромбическую решетку с плотной упаковкой атомов. Температура плавления цементита точно не определена в связи с возможностью его распада и принимается примерно равной 1550°С. До температуры 210°С (точка Ло) це- [c.137]

Медь п никель не образуют соедпненпй с углеродом, но пх присутствие в сплаве уменьшает растворимость углерода в железе и способствует графитнза-цип графита. Титан и ванадий образуют межатомные связи с углеродом значительно более прочные, чем между углеродом и железом. При наличии этпх элементов в ванне расплавленного металла в первую очередь образуются карбиды ванадия п титана, которые не растворяются в железе п не дают твердых включе-пип. Таким образом можно получить сварное соединение чугуна, свободное от твердых цементитных включений. Возможны значительные перемещения углерода пз околошовной зоны в металл шва и обратное явление — увеличение количества углерода в переходных зонах вследствпе диффузии его из металла шва, что оказывает значительное влияние на конечную структуру сварного соединения и его обрабатываемость. [c.285]

Кроме твердых растворов (феррит, аустенит), железо с углеродом образует химическое соединение — кар бид железа РезС, получивший название цемеи ТИТ а. Содержание углерода в цементите 6,67%. Температура плавления цементита точно не определена и лежит около 1500° До 217° цементит магнитен. Характерная особенность цементита его высокая твердость (/ в 820) и очень малая пластичность. [c.88]

Цементит — химическое соединение железа с углеродом, называемое карбидом железа (РезС). Цементит весьма тверд и хрупок. Его твердость, по данным некоторых исследователей, составляет около 800 единиц по Бринелю. Чем больше содержится в стали цементита, тем выше ее прочность и тем ниже пластичность. [c.395]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...