Железо — углерод — азот

В процессе химико-термической обработки, которая проводится при достаточно высокой температуре, активные атомы насыщающей среды адсорбируются на поверхности насыщения и затем диффундируют от поверхности в глубь отрабатываемого металла. Взаимодействие железа с углеродом и азотом приводит к образованию твердых растворов и соединений — карбидов и нитридов. При последующей закалке — нагреве выше температуры полиморфного превращения с последующим достаточно быстрым охлаждением — образуется структура поверхностного слоя, состоящая из мартенсита, остаточного аус- [c.358]

К элементам, расширяющим область аустенита, относятся также медь, углерод (см. рис. 96) и азот. Однако при небольшом содержании в сплаве они расширяют область существования у-фазы (см. рис. 96, б), но вследствие своей ограниченной растворимости в железе медь, углерод н азот при большом содержании сначала сужают однофазную область у-фазы и [c.153]

При пластической деформации отдельные объемы а-железа пересыщаются углеродом и азотом, а в процессе выдержки происходит выделение нитридов и карбидов. Кроме того, в сталях возможно одновременно протекание термического и деформационного старения. [c.91]

В соответствии с этим, как показали исследования 3. Фору-лиса, сильно нагартованное чистое железо полученное зонной плавкой, корродирует в разбавленной деаэрированной НС1 со скоростью, почти не отличающейся от скорости коррозии отожженного металла (рис. 54) [1, 2]. Влияние холодной деформации на поведение железа, содержащего углерод или азот, такое же, как на углеродистую сталь. [c.108]

При насыщении углеродом или азотом, составляющими с железом твердые растворы внедрения, диффузия протекает быстрее, чем при насыщении металлами, образующими твердые растворы заме щения. [c.227]

Химико-термическая обработка заключается в насыщении поверхностного слоя углеродом (цементация) или азотом (азотирование) с образованием (в последнем случае) нитридов железа и легирующих элементов. При комплексных процессах (цианирование, нитроцементация) поверхность насыщается одновременно углеродом и азотом с образованием карбидов и карбонитридов. Эти виды термообработки придают поверхности высокую твердость и износостойкость. В.месте с тем они увеличивают прочность (особенно в условиях циклической нагрузки) благодаря образованию в поверхностном слое напряжений сжатия. [c.166]

Согласно сказанному выше, сталь, прошедшая холодную механическую обработку, корродирует в природных водах с той же скоростью, что и отожженная [1]. Однако в кислотах скорость коррозии нагартованной стали увеличивается в несколько раз (рис. 7.1). Традиционно многие авторы приписывали этот эффект остаточному напряжению в металле, которое увеличивает склонность к коррозии. Но эта интуитивная концепция, вероятно, неверна, так как остаточная энергия, приобретенная в результате холодной деформации (по калориметрическим данным обычно <7 кал/г), недостаточна, чтобы обусловить значительное изменение энергии Гиббса [3]. Вероятно, наблюдаемое увеличение скорости коррозии обусловлено скорее сегрегациями атомов углерода или азота по дефектным местам, образовавшимся вследствие пластической деформации (рис. 7.2), чем влиянием самих дефектов (рис. 7.3). На этих участках водородное перенапряжение ниже, чем на цементите или на железе [2], и это, возможно, наиболее важный фактор. Второстепенными факторами являются [c.130]

Твердые растворы внедрения с железом образуют углерод, бор и азот. Растворимость этих элементов в железе измеряется десятыми и сотыми долями процента. [c.45]

Эффект магнитного последействия связан с присутствием примесей углерода и азота в железе. При удалении [c.137]

Железо очень высокой чистоты (полученное многократным электронно-лучевым бестигельным плавлением и последующим циклическим рафинированием в чистом водороде, выделенном из гидрида циркония при связывании примесей углерода, азота, кислорода и серы металлическим цирконием) при содержании углерода и азота менее 10 % и сумме примесей кислорода, азота, углерода, серы и фосфора, [c.150]

Рис. 78. Влияние концентрации примесей углерода и азота на временное сопротивление и предел текучести железа

Бор относится к элементам с небольшим атомным радиусом (0,091 нм). Он свободно диффундирует в железо и по аналогии с углеродом и азотом может образовывать твердый раствор типа внедрения. Растворимость бора в а- и -Fe невелика и составляет соответственно от 0,0004% при температуре 710°С до 0,08% при температуре 906°С и от 0,0021% при температуре 906°С до 0,021 7о при температуре 1149° С. [c.45]

Бактериальная коррозия может происходить при 6...40 °С, рН= = 1...10,5 в присутствии органических и неорганических веществ, включающих элементы углерод, серу, азот, фосфор, калий, железо, водород, кислород и др. [c.24]

Другим типом примеси в металле является водород, энергия взаимодействия которого с дислокациями в железе (0,1 эВ) значительно меньше, чем для углерода и азота, и который поэтому не вытесняет атомов углерода и азота из облаков на дислокациях. Сравнительно менее значительное влияние водорода в железе на деформационное упрочнение путем изменения подвижности дислокаций не означает, однако, отсутствие заметного влияния поглощенного водорода на механохимическую активность, поскольку при абсорбции металлом водорода в металле возникают значительные остаточные напряжения и локальный наклеп, стимулирующие анодное растворение. Так, по данным рентгеновских исследований электролитически наводороженного железа вакуум-116 [c.116]

Растрескивание сталей в растворах нитратов всегда межкристал-литно, из чего следует, что состав и структура границ зерен играет основную роль в растрескивании. При этом главное значение имеет содержание углерода и азота в стали. Предполагается, что атомы углерода и азота, растворимые ио границам зерен, увеличивают длительность существования поверхностных дефектов решетки железа, возникающих в процессе действия напряжений и облегчают этим хемосорбцию нитрат-иоиов, которая [c.69]

Установлено, что температура перехода металлов с объемно-центрированной кубической решеткой из пластичного в хрупкое состояние во многом зависит от содержания в них примесей, образующих твердые растворы внедрения по границам зерен и внутри них. При высоких температурах в молибдене, вольфраме, хроме и железе хорошо растворяются (внедряются в решетку) атомы углерода, кислорода, азота и водорода. [c.33]

Рис, 47, Зависимость концентрации углерода и азота в ленте из стали У8 а) и поверхностном слое образца армко-железа б) от температуры нитроцементации лента обрабатывалась в смеси аммиака и бензола образцы — в смеси 50% СО и 50%ЫНз в течение 10ч./ — содержание углерода на глубине 0,15 мм [c.118]

Сопротивляемость окислению придают стали элементы, имеющие большее сродство к кислороду, чем железо, такие, как хром, кремний и, в особых случаях, алюминий, а сопротивляемость ползучести — карбидообразующие элементы, такие, как хром, молибден и ванадий. Для изделий, работающих при относительно низкой температуре, наибольшую практическую ценность представляют добавки до 30% Сг, который придает стали очень высокое сопротивление коррозии, однако 12% является предельной добавкой хрома, которая делает ферритную матрицу пригодной для эксплуатации при высокой температуре, так как стали с более высоким содержанием хрома становятся хрупкими при 455° С. Если добавка хрома необходима для повышения стойкости против окисления при высокой температуре, то ее необходимо сочетать с добавкой никеля и, возможно, марганца, которые вместе с углеродом и азотом стабилизируют аустенит. Более высокое содержание хрома увеличивает сопротивление окислению и позволяет еще повысить рабочую температуру, однако в то же время способствует образованию а-фазы, появление которой приводит к хрупкости стали после длительных выдержек при температуре >600° С. Увеличение содержания никеля подавляет образование а-фазы. Когда требуются исключительная стойкость к коррозии и специальные механические свойства, прибегают к использованию сплавов на основе никеля. Так, например, сплав 800 имеет наилучшее сочетание механических свойств, а сплав 50% Сг и 50% Ni обладает наивысшей стойкостью против окисления. [c.176]

Как известно, а-железо при разных температурах растворяет различное количество углерода. При 700—720° количество растворенного углерода составляет около 0,04%, тогда как при комнатной температуре оно уменьшается до 0,008%. Если сталь после прокатки или термической обработки охлаждается относительно быстро, то избыточный углерод не успевает выделиться, и при комнатной температуре получается раствор а-железа, пересыщенный углеродом естественно, что этот углерод постепенно диффундирует из кристаллической решетки, накапливаясь по ее плоскостям и далее, образует карбид железа, повышающий прочностные характеристики и понижающий пластичность. Это же относится к азоту, кислороду и другим элементам. [c.8]

По данным анализа в дистиллированном металле не обнаружен тантал и он содержал следующие примеси <0,05% железа. <0,02% кальция, <0,03% магния, <0,06% хрома и меньше чем по 1-10 о углерода и азота. [c.665]

Термическое старение происходит в результате изменения растворимости углерода и азота в а-железе при повышении температуры. Если в сталях при предшествующей термической обработке был зафиксирован пересыщенный а-твердый раствор (как, например, при сварке, охлаждении тонкого листа после прокатки и др.), то в процессе последующей вьщержки при нормальной естественное старение) или повышенной (50...100°С) искусственное старение) температуре происходит распад твердого раствора с вьщелением третичного цементита в виде дисперсных частиц. Старение технического железа может быть связано также и с вьщелением из твердого раствора частичек нитридов или Fe N. [c.185]

Твердые растворы внедрения образуют металлы с неметаллами . Атомы неметаллов меньше атомов металлов. Поэтому атомы неметаллов могут располагаться в междоузлиях кристаллической решетки металлов. На рис. 20, б показана элементарная кристаллическая решетка твердого раствора внедрения углерода в Y-железе. Твердые растворы внедрения в металлах дают углерод, бор, азот, водород и многие другие неметаллы. В растворе атомы углерода, бора, азота и т, п. ионизированы положительно. Внедрившийся атом вызывает искажения решетки металла-растворителя. Все твердые растворы внедрения—растворы с ограниченной растворимостью. [c.31]

Под влиянием содержащегося в стали углерода замкнутая область аустенита расширяется, граница области аустенита сдвигается в сгорону большего содержания ферритообразующих элементов. Например, сталь 12X17 с Сг = 17 %, С = 0,12 % является ферритной, а сталь 95X18 с Сг = 17 % и С = 1 % является мартенситной, при нагреве имеет структуру легированного аустенита, который при охлаждении на воздухе превращается в мартенсит. Действие аустенитообразующих элементов проявляется в повьппении точки А и снижении точки А , что способствует образованию открытой области аустенита. При достаточно большом содержании никеля или марганца аустенит оказывается устойчивым при 20 25 °С. Углерод и азот (после отжига стали) не сохраняют аустенит при 20 - 25 °С из-за эвтектоидного превращения аустенита в сплавах железа с углеродом или азотом. Углерод и азот в сочетании с никелем или марганцем. увеличивают устойчивость аустенита настолько, что аустенитная структура сохраняется при 20 - 25 ° С при меньшем содержании никеля или марганца по сравнению с тем, которое нужно для сохранения аустенита при 20 - 25 °С в отсутствие углерода и азота. [c.26]

Предполагается, что к деформации и дроблению растущего зерна феррита на области с очень небольшими различиями в ориентации ведут изменения в объеме при у— -превращениях, которые вызывают напряжения. Границы субзерен можно описать с помощью дислокационной модели. Хультгрен и др. [1] подтвердили, что границы субзерен видны только в том случае, если железо содержит углерод и азот. Они нашли, что границы субзерен не могут быть обнаружены после отжига во влажном водороде. [c.6]

Диффузия хрома, алюминия и других металлов протекает значительно медленнее, чем углерода и азота, потому что азот и углерод образуют с железом растворы внедрения, а металлы— растворы замещения. При одинаковых температурных и нременных условиях это приводит к тому, что диффузионные слои при металлизации получаются в десятки и сотни раз более тонкими, чем при цементации. [c.339]

В кислой среде (pH < 4) диффузия кислорода перестает быть лимитирующим фактором и коррозионный процесс частично определяется скоростью выделения водорода, которая, в свою очередь, зависит от водородного перенапряжения на различных примесях и включениях, присутствующих в специальных сталях и чугунах. Скорость коррозии в этом диапазоне pH становится достаточно высокой, и анодная поляризация способствует этому (анодный контроль). Низкоуглеродистые стали корродируют в кислотах G меньшей скоростью, чем высокоуглеродистые, так как для цементита Feg характерно низкое водородное перенапряжение. Поэтому термическая обработка, влияющая на количество и размер частиц цементита, может значительно изменить скорость коррозии. Более того, холоднокатаная сталь корродирует в кислотах интенсивнее, чем отожженная или сталь со снятыми напряжениями, так как в результате механической обработки образуются участки мелкодисперсной структуры с низким водородным перенапряжением, содержащие углерод и азот. Обычно железо не используют в сильнокислой среде, поэтому для практических нужд важнее знать закономерности его коррозии в почвах и природных водах, чем в кислотах. Тем не менее существуют области [c.107]

Очевидно, что границы зерен металла становятся возможными путями растрескивания, когда атомы углерода или азота (но не Feg ) образуют сегрегации по границам зерен. Чистое железо не подвержено КРН. В железе (>0,002 % С) [14] или прокатанной стали (0,06 % С), закаленных от 925 °С, концентрация атомов углерода вдоль границ зерен достаточна, чтобы вызвать склонность к КРН. Низкотемпературный отжиг (например, при 250 °С в течение 0,5 ч) приводит к равномерному выпадению карбида, что освобождает границы зерен от углерода и повышает устойчивость металла к КРН. При более длительном нагревании или при более высоких температурах, например 70 ч при 445 °С, происходит миграция дефектов (вакансий) к границам зерен дефекты увлекают с собой атомы углерода, в результате чего сталь снова приобретает склонность к КРН. С другой стороны, устойчивость к КРН может быть вызвана и холодной обработкой. При этом разрушаются непрерывные цепи сегрегаций и, что более важно, образуются дефекты, имеющие большое сродство к углероду и затрудняющие миграцию углерода по сегрегациям. [c.135]

Серу в зависимости от вида соединения, в которое она входит, делят на органическую So, если она связана с углеродом, водородом, азотом и кислородом колчеданную Sr — соединение с железом (обычно это железный колчедан) сульфатную S , находящуюся в виде соединений FeSOi, MgS04, aS04. Сера, входящая В состав органических и колчеданных соединений, участвует в процессе горения, выделяя при этом теплоту и образуя сернистый [c.21]

Полоний не взаи.модействует с рядом элементов при нагревании до следующих температур, °С с углеродом, алюминием и железом до 700 с азотом и кремнием до 850 с кобальтом до 900 с серой, хромом и технецием до 1000 с рением до 1040 с рутением и осмием до 1050 с молибденом, танталом и вольфрамом до 1600 [24], [c.64]

Структура закаленной стали. Пересыщенный твердый раствор углерода и других элементов в а-железе образуется в результате бездиффу-ЗИ0Ш10Г0 полиморфного превращения аустенита. Кристаллическая решетка — тетрагональная (при малом содержании в растворе углерода или азота приближается к объем-ноцентрироващюй кубической. Содержание углерода в мартенсите равно исходному п аустените. Структура мартенсита имеет игольчатое строение рис. б1 [c.13]

Влияние азота. На фиг. 41 показано влияние азота на механические свойства металла шва. Азот при концентрации выше предела растворимости (0,0150/о) при нормальной температуре оказывает влияние на условия равновесия системы и действует в том же направлении, что и углерод. Растворимость азота в альфа-железе быстро возрастает с температурой и достигает (по данным Фри) 0,10/о при 430°С 0,20/0 при 500°С и 0,5% при 580°С (фиг.42). По данным Сефериана растворимость азота при 590° С не превышает 0,13% (фиг. 43). При незащищенной сварке концентрация может достигать 0,20%. Углерод и азот при повышении их концентрации на О,1О/0 в равной мере понижают на 22° С температуру верхней критической точки Лс0. При незначительном объёме сварочной ванны и быстром отводе [c.303]

Дюнвальд И Вагнер [70] и Смит [351] определили активность углерода в аустените путем исследования равновесий по методам, описанным в гл. VI, п. 3. Атомы углерода занимают междоузлия в решетке аустенита. Возрастание коэффициента активности 7с с увеличением концентрации углерода указывает на то, что энергия для конфигураций, при которых углеродные атомы находятся в соседних междоузлиях, превышает таковую для атомов углерода, отдаленных друг от друга. Такое толкование может быть подтверждено тем, что в упорядоченной фазе Fe4N нет соседних междоузлий, занятых атомами азота. Однако для аустенита такое соседство атомов углерода не является строго запрещенным. Шайль [313] провел детальный анализ равновесий в жидких и твердых сплавах железа с углеродом на базе статистической механики. Основные положения статьи Шайля требуют дальнейшего уточнения. [c.122]

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

Выделяющийся атомарный углерод и азот диффундируют в железо. При указанных высоких температурах сталь с поверхности в большей степени насыщается углеродом (до 0,8—1,2 %) и в меньшей — азотом (0,2—0,3 %). Строение цианированного слоя аналогично цементованному. После высокотемпературного цианирования детали охлаждают на воздухе, а затем для измельчения зерна закаливают с нагревом в соляной ванне или печи и подвергают низкотемпературному отпуску. [c.245]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...