Упрочнение феррита легирующими элементами

УПРОЧНЕНИЕ ФЕРРИТА ЛЕГИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ [c.30]

Несмотря на относительное высокое упрочнение феррита легирующими элементами по сравнению с другими твердыми растворами,, абсолютные значения твердости и прочности легированного феррита невелики. При упрочнении феррита на 200—250% твердость достигает значений лишь 160—-200 А/д. Более существенного упрочнения феррита можно достичь введение.м легирующего элемента образующего с углеродом или другими элементами частицы критической степени дисперсности. Выделяющиеся дисперсные частицы, заклинивая плоскости скольжения феррита, дают весьма значительное повышение его твердости и прочности. С этой точки зрения для повышения прочности феррита имеются два пути. Первый путь использование выделений интерметаллических соединений железо — элемент, имеющих ограниченную растворимость в феррите, понижающуюся с понижением температуры, или других интерметаллических соединений (например, нитридов). Второй путь — использование в качестве дисперсной фазы карбида, т. е. применение сталей с карбидообразующими элементами. [c.37]

При закалке легированный феррит сильно упрочняется в связи с тем, чго превращение Y- совершается по мартенситному механизму. Поэтому наибольшее упрочнение вызывают легирующие элементы, сильно снижающие мартенситную точку — марганец, хром, никель, каждый в количестве 3— 4%. Особенно сильно после закалки повышается прочность сложнолегированного феррита. При последующем отпуске закаленного феррита его предел текучести, предел прочности и сопротивление отрыву начинают заметно падать после 500°. Устойчивость феррита против разупрочнения при отпуске наиболее заметно увеличивают элементы, повышающие, его температуру [c.563]

Легирующие элементы оказывают индивидуальное влияние на свойства железоуглеродистого феррита. Но все они, как правило, повышают его твердость, предел прочности и текучести, начальный коэффициент упрочнения и уменьшают ударную вязкость. Повышение прочности отожженного и нормализованного феррита при этом не сопровождается обычно падением относительного удлинения и сужения. [c.16]

В низко- и среднелегированных сталях легирующие элементы вводят в основном для упрочнения. Хром и молибден способствуют некоторому повышению коррозионной стойкости стали в котловой воде и насыщенном паре. Упрочнение достигается в основном вследствие повышения склонности легированных сталей к прокаливаемости, упрочнения феррита и образования мелкодисперсных карбидов. Одновременно несколько ухудшаются пластические свойства и свариваемость. Сварку листов больших толщин из низколегированных сталей приходится проводить с предварительным и сопутствующим подогревом после сварки во избежание образования трещин становится необходимым высокий отпуск это усложняет технологический процесс и увеличивает трудоемкость изготовления. Однако снижается металлоемкость, так как вследствие более высокой прочности легированных сталей растут допускаемые напряжения. Многие низколегированные стали имеют заметно более низкую температуру перехода в хрупкое состояние по сравнению с углеродистыми. [c.107]

Растворение легирующих элементов в феррите приводит к упрочнению стали без термической обработки. При этом твердость и временное сопротивление возрастают, а ударная вязкость обычно снижается. Только хром в количестве до 1% и никель повышают ударную вязкость феррита. Никель оказывает наиболее эффективное действие одновременно с упрочнением феррита он резко повышает его ударную вязкость при комнатных и особенно при минусовых температурах. [c.49]

Легирование феррита сопровождается его упрочнением. Наиболее значительно влияют на его прочность марганец и хром. Причем чем мельче зерно феррита, тем выше его прочность. Многие легирующие элементы способствуют измельчению зерен феррита и перлита в стали, что значительно увеличивает ее вязкость. Однако все легирующие элементы, за исключением никеля, при содержании их в растворе выше определенного предела снижают ударную вязкость, трещиностойкость и повышают порог хладноломкости. Никель понижает порог хладноломкости. [c.161]

Легирующие элементы, растворяясь в феррите, упрочняют его. Однако упрочнение феррита приводит к снижению ударной вязкости, особенно если концентрация легирующих элементов больше 1 %. Исключение составляет никель, который не снижает вязкости стали. [c.87]

Эмпирически установлено, что количественная оценка упрочнения железа при легировании возможна на основе аддитивного вклада упрочняющего влияния отдельных легирующих элементов на свойства а твердого раствора железа Так, при одновременном легировании а феррита атомами нескольких (4—5) легирующих элементов их влияние на упрочнение может быть просуммировано [c.46]

Многочисленные исследования легированного феррита показывают, что собственно упрочнение феррита при легировании отрицательно сказывается на склонности его к хрупким разрушениям Однако влияние легирующих элементов на температуру перехода индивидуально [c.49]

Таким образом основными легирующими элементами, определяющими твердорастворное упрочнение феррито перлитных сталей являются Мп Si Ni и Р [c.132]

Влияние легирующих элементов на свойства стали обусловлено их действием на измельчение зерна, упрочнение феррита за счет образования твердых растворов внедрения и замещения, упрочнением за счет выделения частиц второй фазы различной степени дисперсности и изменением прокаливаемости. [c.598]

Из приведенного соотношения следует, что упрочнение растет по мере увеличения концентрации растворенного легирующего элемента и различия в атомных радиусах железа и этого элемента. Наиболее сильно повышают твердость медленно охлажденного (нормализованного) феррита (рис. 9.8, а) Si, Мп, Ni, т.е. элементы, имеющие отличную от Fea кристаллическую решетку. Слабее влияют Мо, V и Сг, решетки которых изоморфны Fea. [c.258]

Ранее указано, что феррит в углеродистой стали является наиболее слабой структурной составляющей. Он первым начинает разрушаться при микроударном воздействии. Преимущественное разрушение феррита при испытании особенно сильно проявляется в сталях, структура которых включает либо ферритную сетку, либо избыточный феррит. Увеличение количества феррита в структуре углеродистой стали приводит к ее интенсивному разрушению при испытании. Разрушение феррита чаще, всего начинается на границах зерен, а иногда и внутри зерна. В случае, когда прочность зерна выше прочности его границ, разрушение развивается сначала по границам, а затем переходит и в зерно. Феррит может обладать различными механическими свойствами в зависимости от содержания растворенных в нем легирующих элементов. Его склонность к упрочнению и разупрочнению зависит от свойств легирующих элементов. [c.126]

Назначение легирования повышение прочности стали без применения термической обработки путем упрочнения феррита, растворением в нем легирующих элементов повышение твердости, прочности и ударной вязкости в результате увеличения устойчивости аустенита и тем самым увеличения прокаливаемости придание стали специальных свойств, из которых для сталей, идущих на изготовление котлов, турбин и вспомогательного оборудования, особое значение имеют жаропрочность и коррозионная стойкость. [c.156]

Рассмотрение начнем с анализа превращений, которые происходят в ферритных зернах перлитных жаропрочных сталей — наиболее мягкой и податливой структурной составляющей. Феррит упрочнен из-за растворения в нем углерода, молибдена, хрома и ванадия. В теле ферритных зерен имеются мелкодисперсные карбиды. Их роль особенно велика в упрочнении феррита хромомолибденованадиевых сталей. Мелкие карбиды, равномерно распределенные в ферритной матрице, затрудняют пластическую деформацию, так как препятствуют движению дислокаций. При коагуляции карбидов их количество уменьщается, а размеры увеличиваются. Препятствий для движения дислокаций становится меньше. Это явление в значительной степени объясняет изменение механических свойств перлитных сталей. В процессе эксплуатации ферритная матрица обедняется легирующими элементами из-за ухода их в карбидную фазу. Изменяется фазовый состав карбидов. [c.162]

При растворении легирующих элементов в феррите параметры решетки Fe изменяются, что вызывает изменение свойств феррита. Легированный феррит по сравнению с ферритом углеродистых сталей имеет более высокую прочность и твердость пластичность и вязкость его меньше. Степень влияния различных легирующих элементов на упрочнение феррита разная одни элементы упрочняют его в большей степени, а другие в меньшей. Следует указать, что такой легирующий элемент, как никель, ведет себя по-особому упрочняя феррит, он не снижает его пластичности и вязкости. [c.212]

Влияние легирующих элементов (Сг, N1, Мо, Си и др.) на структуру и свойства серого чугуна проявляется в основном в процессе структурных из.менений, происходящих в отливках при охлаждении после затвердевания. Наличие этих элементов мало сказывается на строении графито-аустенитных колоний. Основные результаты их действия заключаются в подавлении превращения А Г- -Ф, в упрочнении феррита и в измельчении продуктов распада аустенита. [c.128]

При растворении легирующих элементов в феррите параметры решетки Fea изменяются, что вызывает изменение свойств феррита. Легированный феррит, по сравнению с ферритом углеродистых сталей, имеет более высокую прочность и твердость пластичность и вязкость его меньше. Влияние различных легирующих элементов на упрочнение феррита разное. Наибольшее упрочнение феррита вызывают кремний и марганец пластичность и вязкость при этом снижаются. Следует отметить, что такой элемент, как никель, ведет себя по-особому упрочняя феррит, он не снижает его пластичность и вязкость. Упрочнение легированного феррита объясняется искажением решетки F a, а также измельчением зерен и блоков мозаики под влиянием легирующих элементов. [c.161]

Отрицательное влияние оксидных включений на пластичность и ударную вязкость металла швов в той или иной степени признают в настоящее время практически все исследователи. Вместе с тем бытует мнение, что преимущественное влияние прн сварке под флюсом и в защитных газах все же оказывают ие оксидные включения, а количество легирующих элементов в металле шва, особенно кремния и марганца. Определенную роль в этом плане сыграли данные, полученные в свое время А. П. Гуляевым по упрочнению феррита различными легирующими элементами. [c.221]

Упрочнение феррита растворяющимися в нем легирующими элементами [c.30]

Механические свойства и хладноломкость стали определяются прежде всего тремя механизмами упрочнения 1) измельчением зерна 2) упрочнением феррита атомами легирующих элементов и примесей, образующими твердые растворы внедрения и замещения 3) упрочнением выделениями частиц второй фазы различной степени дисперсности. Этот вид упрочнения называется дисперсионным. Влияние легирующих элементов на свойства стали [c.261]

Легирование сталей повышает их прочность благодаря увеличению прочности феррита при растворении в нем легирующих элементов и карбидному упрочнению. Карбидное упрочнение основано на образовании ферритно-карбидных смесей различной дисперсности при отпуске легированного мартенсита. В легированных сталях образуются карбиды разных типов наряду с цементитом, что расширяет возможности карбидного упрочнения. [c.48]

Легирующие элементы Мо, У, V, Сг замедляют процесс коагуляции, поэтому после отпуска при одинаковой температуре сталь, легированная этими элементами, сохраняет более высокую дисперсность карбидных частиц, соответственно большую прочность. При указанных высоких температурах становится возможной диффузия и легирующих элементов, которая приводит к их перераспределению между ферритом и цементитом. Карбидообразующие элементы (Мо, Сг) диффундируют из феррита в цементит, некарбидообразующие (N1, Со, 81) — из цементита в феррит. Обогащение цементита легирующими элементами до предела насыщения приводит к его превращению в специальный карбид (М зСе, М7С3), который образуется в тех самых местах, где ранее были частицы цементита (превращение на месте ). Карбиды типа МС и М3С образуются путем зарождения карбида в твердом растворе с последующим выделением. Это требует перераспределения углерода между твердым раствором и карбидной фазой. Выделение из твердого раствора карбидов МС, М С нередко вызывает повышение твердости — дисперсное упрочнение. [c.187]

Необходимо отметить, что при оценке упрочнения феррита по приведенной формуле следует брать концентрацию легирующего элемента, растворе iHoro в феррите, а не содержание этого элемента в стали [c.46]

Упрочнение за счет перлита Астп определяется содержанием перлитной составляющей в структуре стали и ее дисперсностью, т е зависит от состава стали, устойчивости переохлажденного аустенита и скорости охлаждения из аус-тенитного состояния Легирующие элементы (Мп, Сг, Ni, Мо и др ) увеличивают устойчивость переохлажденного аус-тенита, вследствие чего при охлаждении после горячей про катки (или в процессе нормализации) будут образовывать ся более низкотемпературные продукты распада аустенита Как правило феррито перлитная структура стали сохраняется, но в ней несколько увеличивается количество перлитной составляющей вследствие образования псевдоперлита [c.132]

По степени отрицательного влияния на технологическую пластичность марганецсодержащих сталей легирующие элементы можно расположить в следующей последовательности бор, ниобий, титан, алюминий, молибден, ванадий, кремний. Бор является горофильным элементом и образует легкоплавкие боросодержащие фазы по границам зерен. Ниобий и молибден, являясь сильными ферритообразующими элементами, приводят к образованию б-фер-рита. Кроме этого их охрупчивающее влияние сказывается через упрочнение матрицы. Алюминий, ванадий и кремний облегчают образование б-феррита в стали. Титан способствует образованию в марганцевых сталях легкоплавких эвтектик. [c.299]

Влиянию элементов на свойства феррита (или желе-" за) посвящено много работ, причем большой вклад Бнесли отечественные исследователи (А. П. Гуляев, В. С. Меськин, Д. А. Делле, М. М. Штейнберг и др.) [9, 13—15]. Не рассматривая подробно эти работы, можно сделать следующее заключение все легирующие элементы, изменяя параметр решетки железа в равновесном состоянии, повышают его прочностные свойства (за исключением хрома), незначительно изменяют характеристики пластичности (за исключением элементов, образующих растворы внедрения) и обычно понижают ударную вязкость (за исключением никеля и хрома). Степень влияния отдельных элементов зависит от вида образуемого твердого раствора и различия атомных радиусов железа и растворенного элемента. Эффективность упрочнения равновесного (отожженного) феррита в зависимо- [c.17]

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]

В листовую сталь для повыщения механических свойств и коррозионной стойкости вводят легирующие элементы хром, никель, марганец, кремний, ванадий, титан и др. В низко- и среднелегированных сталях легирующие элементы вводятся в основном для упрочнения. Хром и молибден способствуют некоторому повыщению коррозионной стойкости в воде и паре. Упрочнение достигается в основном вследствие повышения склонности легированных сталей к прокаливаемости, за счет упрочнения феррита и из-за образования мелкодисперсных карбидов. Одновременно несколько ухудшаются пластические свойг [c.32]

Как ВИДНО ИЗ ариведенных кривых, наиболее сильно упрочняют феррит в отожженном состоянии кремний, марганец и никель и Б значительно меньшей степени — молибден, вольфрам и хром. Такой характер упрочнения связан с характером воздей-стия легирующих элементов на кристаллическую решетку железа. Чем больше искажение решетки, тем больше упрочнение феррита. [c.273]

Упрочнение стали при закалке объясняется повышением прочно СТН решетки феррита принудительно задержанными в ней атомами углерода. При охлаждении стали от состояния аустенита ниже мар-тенситной точкипроисходит превращение решетки -железа (аус-генита) в решетку а-железа, в которой атомы (ионы) углерода, образуя принудительный твердый раствор внедрения, статистически равномерно распределены. Образуется особая игольчатая структура, называемая мартенситом. Атом (ион) углерода, внедряясь в решетку 5-железа, вызывает искажение кристаллической решетки и возникновение значительных напряжений третьего рода. Наибольшие искажения получает та ячейка решетки а-железа, в которую непосредственно внедряется атом (ион) углерода. По мере удаления от этой ячейки искажения постепенно исчезают. Рентгенографически определяется среднее искажение всей кристаллической решетки мартенсита, которое зависит от содержания углерода в мартенсите и может достигать наивысшего значения при отношении параметров решетки =1,05 для стали с содержанием углерода 1,4%. Твердость мартенсита определяется в основном только содержанием в 1ем углеродп и не зависит от содержания легирующих элементов (фиг. 28), [c.42]

Легированный феррит. Все наиболее широко применяемые легирующие элементы образуют с ферритом непрерывные (хром, ванадий) или ограниченные твердые растворы по типу замещения и поэтому упрочняют его в соответствии с закономерностью Н. С. Курнакова. В равновесном (отожженном) состоянии феррит упрочняется тем сильнее, чем больше растворенный в нем элемент искажает решетку а-железа, т. е. чем больше различие атомных радиусов элемента и а-железа, причем сжатие решетки вызывает более сильное упрочнение, чем ее расширение. Ограниченно растворяющийся элемент упрочняет сильнее. Легирующие элементы заметно повышают начальный коэффициент упрочнения феррита, характеризуемый углом наклона первого участка диаграммы истинных напряжений к оси абсцисс. Сопротивление феррита отрыву за-писит главным образом от величины его зерна, а растворенные элементы могут влиять на эту константу только косвенно, в основном через величину зерна. При легировании феррита одновременно несколькими элементами упрочнение его вопреки [c.563]

Азот вместе с нитридообразующими элементами используется для измельчения зерна стали и улучшения ее свойств благодаря образованию дисперсных частиц карбонитри-дов и нитридов A1N, VN, NbN, V( , N), Nb( , N) и др. В сталях с карбонитридным упрочнением содержание азота не более 0,030 %, чтобы доля растворенного азота в а-твердом растворе не приводила к старению феррита. Азот в качестве легирующего элемента улучшает свойства ряда инструментальных сталей, где его содержание составляет 0,05 -0,10 % для образования карбонитрвдов. В высоколегированных коррозионно-стойких сталях содержание азота может составлять 0,25 - 0,50 %. Азот в утвердом растворе повышает Oq2 этих сталей, стабилизирует аустенит и таким образом заменяет часть никеля. [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...