Железо — углерод — ниобий

Небольшие количества примесей внедрения — кислорода, азота, углерода (для ниобия и тантала — и водорода), а также таких примесей, как кремния, железа, никеля, кальция, серы, висмута и др., оказывают заметное влияние на свойства (и особенно на пластичность) тугоплавких металлов. [c.393]

Известно [ 59, 60], что в хромистых нержавеющих стапях отсутствие железо-хромистых карбидов достигается, когда концентрация титана в 5—6 раз больше концентрации углерода (для ниобия это соотношение составляет 10 - 12). Примем в расчетах Ti/ = 5,5. При меньших значениях Ti/ углерод соединяется не только с титаном, но с хромом и железом. Для этих случаев количество углерода, связанного в железохромистые карбиды ( pf, %) можно приближенно определить по формуле Ссг = Со - (Tig - Ti) )/5,5, где С - суммарное содержание углерода в сплаве Tig - суммарное содержание титана в сплаве, % Ti) — количество титана, связанного с азотом, %. [c.99]

Наиболее жесткие требования предъявляются к присутствию в уране таких примесей, как гафний, бор, кадмий, редкоземельные элементы (особенно европий, гадолиний, самарий), обладающих очень большими сечениями захвата нейтронов (сотни и тысячи барн). За ними следуют литий, хлор, марганец, кобальт, серебро (их сечения находятся в диапазоне 10—100 б). На порядок ниже (1—10 б) сечения захвата азота, калия, титана, ванадия, хрома, железа, никеля, меди, цинка, ниобия, молибдена, тория, мышьяка, лантана менее значительны сечения захвата (0,1—1,0 б) натрия, алюминия, циркония, кремния, фосфора, серы, кальция, свинца, церия менее 0,1 б — бериллия, углерода, кислорода, фтора и магния. [c.185]

Как указывалось выше, олово устраняет вредное влияние азота и углерода на коррозионную стойкость циркония в воде и водяном паре. Благоприятное действие олова усиливается при одновременном введении железа, никеля или хрома. Ниобий действует аналогично олову, но менее эффективно. Алюминий, наоборот, увеличивает скорость коррозии циркония в этих средах, но его вредное действие по крайней мере частично может быть нейтрализовано введением олова. [c.445]

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]

В машиностроении и строительстве для различных конструкций применяют разные марки сталей. Сталью называют сплав железа с углеродом, в котором содержится углерода до 2%. Кроме углерода и железа, в состав сталей входят марганец, кремний, сера, фосфор, а также хром, никель, молибден, ванадий, медь, ниобий, азот и другие элементы. [c.8]

Для испытаний, результаты которых приведены в табл. 1, применялись образцы тонколистового ниобия, содержащего небольшие количества тантала, следы титана, железа и углерода. [c.381]

К этому классу относятся стали системы железо — хром — углерод, содержащие от 15 до 30% хрома. Легирование небольшими количествами титана, молибдена илн ниобия повышает стойкость металла против межкристаллитной коррозии. Основной недостаток этих сталей — [c.356]

Для повышения температуры полиморфного превращения а-ти-тана вводят алюминий, кислород, азот и углерод для понижения температуры полиморфного превращения уЗ-титана добавляют цирконий, ниобий, ванадий, молибден, марганец, железо, хром, кобальт и др. [c.298]

Углерод, связывая молибден и вольфрам в карбиды, уменьшает количество этих элементов в твердом растворе и тем самым отрицательно влияет на жаропрочность. Поэтому легирование такими элементами, как титан, ниобий, тантал, связывающими углерод, приводит к увеличению жаропрочности Обычно в жаропрочных сталях аустенитного класса углерода содержится около 0,1%. Жаростойкость снижается при введении в сталь легкоплавких и на растворимых в железе металлов (свинец, висмут, и др.), а также образующих с железом легкоплавкие эвтектики (сера, селен). [c.102]

Применение предложенных критериев к расплавам на основе железа показало, что поведение бора, углерода и никеля на поверхности жидкого железа предсказывается неоднозначно, а для ниобия и титана имеющиеся экспериментальные результаты противоречат ожидаемым. [c.40]

Карбиды вольфрама и молибдена в сталях менее стабильны, чем карбиды хрома, ванадия, титана и ниобия. Стойкость карбидов железа и хрома может изменяться за счет растворения ими разных металлов, усиливающих или ослабляющих прочность межатомной связи между металлом и углеродом. Как правило, элементы, сами образующие карбиды, более стойкие, чем основной карбид, растворяясь в нем, повышают его стойкость. Наоборот, элементы, образующие менее стойкие карбиды, понижают стойкость основного карбида. [c.161]

Карбиды хрома и, в особенности, титана и ниобия (в меньшей степени ванадия и молибдена) отличаются высокой устойчивостью, значительно труднее переходят в раствор аустенита при нагревании. Углерод в железе при наличии хрома повышает способность стали к закалке, уменьшая при этом критическую скорость охлаждения. [c.10]

Железо, алюминий, никель и кобальт являются основными компонентами. Медь, титан и ниобий относятся к легирующим присадкам. Углерод, сера, фосфор, марганец и кремний — примеси, допустимое содержание которых составляет доли процента. Исключением является только кремний, который в зависимости от процентного содержания никеля является или вредной примесью или легирующим элементом, Влияние содержания элементов на свойства сплавов приведено в табл. 24. [c.97]

При легировании стали карбидообразующими элементами в ее структуре образуются включения карбидов. Карбидообразующие элементы могут образовывать самостоятельные карбиды или замещать железо в цементите. При избытке карбидообразующих элементов по отношению к углероду эти элементы входят в твердый раствор. К карбидообразующим элементам относятся хром, вольфрам, ванадий, молибден, титан и ниобий. Включения карбидов упрочняют сталь и повышают ее твердость. [c.50]

На рис. 4 приведена принципиальная схема изготовления конструк ционных деталей из порошков железа или материалов на его основе. Марки порошковых сталей обозначают сочетанием букв и цифр. Первые две буквы СП указывают, что сталь получена методом порошковой металлургии. Число после буквы П показывает среднее содержание общего углерода в сотых долях процента (содержание свободного углерода при этом не превышает 0,2 %). Следующие за этим числом буквы обозначают легирующие элементы А - азот, Б - ниобий, В-вольфрам, Г - марганец, Д - медь, К - кобальт, М - молибден, Н -никель, П - фосфор, С - кремний, Т - титан,Ф - ванадий, X - хром, Ц- [c.14]

СЛОЖНОГО состава. Материальный и тепловой балансы процесса приведены в табл. 101, 102. По данным [12], в сплав переходит 94,4 % ниобия, 95,9 % железа, 4,7 % алюминия, 93% кремния, 60% титана, 24% углерода, 87,1 % фосфора и 35 % серы. [c.313]

Технически чистые металлы (99,9 % основного металла), как правило, характеризуются низкими прочностными свойствами, поэтому в машиностроении применяют главным образом их сплавы. Сплавы на основе железа в зависимости от содержания в них углерода называют сталями или чугунами на основе алюминия, магния, титана и бериллия, имеющих малую плотность, - легкими цветными сплавами на основе цинка, кадмия, олова, свинца, висмута и других металлов - легкоплавкими цветными сплавами на основе меди, свинца, олова и др. - тяжелыми цветными сплавами на основе молибдена, ниобия, циркония, вольфрама, ванадия и др. - тугоплавкими цветными сплавами. [c.7]

Соотношение подтверждается, например, для раствора углерода в а-железе или в ниобии. [c.306]

Многие фирмы специализируются на применении различных защитных покрытий, особенно эвтектических сплавов на основе никеля, кобальта или железа с добавками хрома, кремния, бария и углерода. Для покрытия поверхности инструмента, используемого при обработке металлов давлением, применяют карбиды вольфрама, молибдена, ванадия. титана, циркония и ниобия. Они характеризуются высокой [c.118]

Согласно термодинамическим расчетам [48], при нагреве кадмия, кобальта, меди, железа, германия, молибдена, вольфрама, никеля в окиси углерода до 720—920 °С не возникает опасности науглероживания. Для кремния, марганца, хрома, ниобия, титана окись углерода выше 1230 °С является окислительной и науглероживающей средой. [c.138]

С повышением температуры, как известно, диффузионные процессы ускоряются. Атомы углерода, несравненно более подвижные, чем атомы титана или ниобия, покидают внутренние объемы зерен (кристаллитов) аустенита, где они ранее находились в виде карбидов, и стремительно выходят к периферии этих зерен, оставаясь, разумеется, в твердом растворе внедрения. Если перегретую таким образом аустенитную сталь быстро охладить, будет зафиксирован у-твердый раствор, отличающийся преимущественным распределением энергичных карбидообразующих элементов внутри зерен и наличием пересыщенного углеродом твердого раствора на границах зерен (кристаллитов) аустенита. При последующем отпуске или в процессе замедленного охлаждения первые атомы углерода, выпадающие из твердого раствора по границам зерен аустенита, заберут все атомы титана или ниобия, находящиеся в пограничных зонах, и образуют с ними карбиды. Новые атомы углерода, диффундирующие из внутренних объемов аусте-нитных зерен к периферии, уже не найдут здесь достаточного количества атомов титана или ниобия. Начнут образовываться уже не карбиды этих энергичных карбидообразователей, а карбиды хрома и железа. Это происходит по той причине, что диффузия углерода в аустените идет несравненно быстрее, чем хрома, а последний диффундирует быстрее, чем титан или ниобий. [c.182]

Новым металлическим материалом, занимающим видное место в машиностроении, являются титан и сплавы на его основе. Это серебристо-белый металл с температурой плавления 1660° и удельным весом 4,5 г/сж . Технический титан высокой чистоты содержит не более 0,1% примесей (Ре Мп А1 С 51 N1), имеет невысокую прочность, хорошую пластичность, по свойствам приближаясь к чистому железу с углеродом образует очень твердые карбиды титана. Татан удовлетворительно обрабатывается давлением (ковкой, прессованием, прокаткой), сваривается дуговой сваркой в атмосфере защитных газов. Имеет высокую стойкость против коррозии в пресной, морской воде и в некоторых кислотах. Примеси резко повышают прочность, одновременно снижая пластичность титана. Изготовляемый в СССР технический титан, содержащий до 0,5% примесей имеет 6в =55—75 кГ1мм 6 = 20—25%. К к конструкционные материалы Б машиностроении применяются сплавы титана с ванадием, молибденом, хромом, марганцем, вольфрамом, танталом, ниобием, углеродом, алюминием, оловом. Наибольшее применение [c.191]

Оба эти металла относятся к ферритообразующим элементам. Они сильно суживают у-область в системе железо—хром—углерод и повышают критические точки ЛС] и Ас . В производстве нержавеющих и кислотостойких сталей титан и ниобий широко используют как карбидообразующие элементы с целью нредотвращения склонности этих сталей к межкристаллитной коррозии. Карбид ниобия (МЬС) обладает более высокой стойкостью при нагреве, чем карбид титана (Т С), и практически начинает растворяться выше 1000—1050° С. Оба эти элемента вводят в хромистые нержавеющие стали и для повышения жаропрочности. [c.77]

Создание различных сплавов на основе титана было обусловлено требованиями, которые выдвигали перед новым конструкционным материалом различные отрасли промышленности. В основу классификации титановых сплавов положено влияние леги-РЗ Ющих элементов на температуру аллотропического превращения титана. Элементы, повышающие температуру аллотропического превращения титана и тем самым расширяющие область существования а-фазы, называют а-стабилизаторами титана (алюминий, углерод, азот, кислород) понижающие ее — Р-стаби-лизаторами (ванадий, молибден, хром, железо, медь, марганец, водород, ниобий, тантал, серебро, золото и др.), а элементы, мало влияющие на эту температуру, — нейтральными упрочните-лями (олово, цирконий, германий и др.). В зависимости от природы и количества легирующих элементов можно получить три типа титановых сплавов а, а + Р и р-сплавы. Из исследуемых титановых сплавов ВТ1-1 и ВТ5 относятся к а-сплавам, а ВТ6 к а-ьр-сплаБам. [c.26]

Диффузия происходит с различной скоростью по поверхности металла, по границам зерен и в объеме зерен. С максимальной скоростью протекает диффузия на поверхности металла и со значительно меньшей по границам зерен (граничная диффузия) и по объему зерен объемная диффузия). При этом скорость диффузии по границам зерен во многих случаях значительно больше, чем объемной диффузии (например, диффузия углерода в ниобий и вольфрам, тория в вольфрам, цинка в латунь, продвижение е-нит-рида в кремнистом феррите рис. 1). В те же время в других случаях различие в скорости объемной и межкристалличе-ской диффузии практически отсутствует (углерод и азот в у-железе, азот в а-железе). [c.598]

Группа элементов (хром, молибден, вольфрам, ниобий, титан, алюминий и ванадий) наряду с растворением в а- или у-железе образует соединения с углеродом, железом и другими элементами. Эти соединения, имеющие малую скорость коагуляции и обладающие термической стойкостью, способны сохранять механические свойства сплавов при высоких температурах в течение продолжительного времени. Кроме того, обладая ограниченной рас1Воримо-стью в твердом растворе, они участвуют в процессах термической обработки, обеспечивая дисперсионное твердение сплавов. [c.50]

Гелий используется как теплопередающая среда в высокотемпературных реакторах, а в будущем он, возможно, будет применен в реакторах на быстрых нейтронах. Чистый гелий не реагирует с металлами, однако он может быть загрязнен воздухом, влагой или маслом, а в процессе работы газами, адсорбированными графитом активной зоны или отражателя, и влагой или водой в результате утечки из парогенератора. Примеси реагируют с нагретым графитом, образуя восстановительную атмосферу, в которой преобладает водород и моноокись углерода. Содержание примесей в контуре реактора Dragon , которое, вероятно, ниже, чем в промышленных реакторах, составляет 5-10 % Иг, 15-10 % СО, 5-10 % НгО и 5-10 % СН4. В этих условиях никель и кобальт практически не окисляются железо, молибден и вольфрам находятся почти в равновесии с их окислами в то же время такие металлы, как хром, ниобий и частично алюминий, быстро окисляются, рис. 11.10 [12]. При высокой температуре быстро науглероживаются молибден, хром, ниобий и титан, в то время как большинство других металлов не науглероживается (рис. 11.11). Поскольку концентрация окисляющих и науглероживающих газов мала, то их недостаточно для получения сплошной окисной пленки, которая могла бы полностью защитить металл от взаимодействия. Следовательно, существует возможность развития коррозии или науглероживания на отдельных участках, в частности, по границам зерен. [c.154]

Отрицательное влияние углерода на склонность к я.к. было установлено при исследовании, конструкционной стали Х13ЮС в области температур до 1000°С [ 54 — 56] и объяснено окислением железохромистых карбидов (Fe, Сг)7Сз. В работе бьшо предложено два пути для исключения я.к. Первый состоит в понижении содержания углерода до значений меньших или весьма близких к его предельной растворимости в хромистом феррите при комнатной температуре. Этот путь трудно осуществим при массовом производстве сплавов. Второй путь состоит в том, чтобы легировать сталь элементами, образующими термодинамически стабильные и труднорастворимые карбиды в количествах, исключающих выделения карбидов хрома с железом. В качестве таких элементов были использованы титан и ниобий. Можно рассчитать минимально необходи- [c.95]

Образует химические соединения с бериллием, бором, углеродом, азотом, кислородом, фтором, алюминием, кремнием, фосфором, серой, хлором, питалом, марганцем, железом, цирконием, ниобием, йодо м, танталом, платиной, рением. [c.13]

В нержавеющей стали типа 304 (18-8) ниобий применяется с целью уменьшения межкрнсталлитной коррозии. Он связывает углерод в карбид, препятствуя тем самым выпадению его по границам зерен. Сопротивление разрыву и ползучести ниобийсодержащей стали 18-8, как правило, выше, чем у той же стали, не содержащей ниобия. В сложных сплавах на основе железа, содержащих ниобий, повышается их жаропрочность и пластичность в горячем состоянии. Кроме того, он сообщает этим материалам устойчивость против теплового удара. [c.463]

После охлаждения тигля с содержимым до комнатно температуры плав, содержащий порошок тантала, извлекают из тигля, измельчают и промывают водой для удаления растворимых солен. Порошок очищают затем на коицент1.1ациопном столе, промывают сильными кислотами, например царской водкой, для удаления вредных иримесей, сушат, просеивают, сортируют и смешивают. Порошкообразный тантал, получаемый таким путем, обычно содержит 99,859 тантала, менее 0,05% ниобия, 0,12 о углерода, 0,015°6 железа и менее 0,01 % титана. Его средний ситовой анализ +200 меш 30%, от — 200 до +400 мет 40%, —400 меш ЗО б 1881. [c.685]

Легирующие элементы, расположенные в периодической системе левее железа, образуют в стали карбиды более стойкие, чем карбид железа — цементит. При легировании стали карбн-дообразующими элементами в ее структуре образуются включения карбидов. Легирующие карбидообразующие элементы могут образовывать самостоятельные карбиды или - замещать железо в карбиде железа — цементите. При избытке карбидообразующих элементов по отношению к углероду эти элементы входят в твердый раствор. В качестве карбидообразующих элементов часто применяют хром, вольфрам, ванадий, молибден, титан, ниобий. Карбидные включения упрочняют сталь и повышают ер твердость. [c.161]

Металлографические исследования (Архаров) показали, что титан, ниобий, молибден, бор и никель горофильны по отношению к железу, а серебро, сурьма, висмут, железо — по отношению к меди. Исследования с использованием радиоактивных изотопов [99] показали, что молибден, ниобий, цирконий горофильны, а вольфрам горофобен по отношению к никелю углерод обогащает границы зерна железа (Свешников, Гриднев). [c.81]

Хромоникелевые стали типа 18-8 без дополнительного легирования другими примесями, наряду с ценными свойствами, характерными для аустенитных сталей, обладают существенным недостатком — склонностью к межкристаллитной коррозии (после воздействия так называемых критических или опасных температур), возникающей в результате выпадения сложных карбидов железа и хрома по границам кристаллов аустенита и обеднения пограничных слоев аустенита хромом. Закалка, как уже указывалось, фиксирует аустенитное строение и этим самым предотвращает опасность межкристаллитной коррозии. С помощью закалки представляется возможным получить листовую катаную сталь типа 18-8, которая в состоянии поставки обладает стойкостью против межкристаллитной коррозии. При сварке такой стали определенные участки основного металла, расположенные по обе стороны от шва, подвергаются более или менее длительному нагреву в температурной области, ограниченной линиями GK и GE. Здесь foжeт развиться межкристаллитная коррозия. Чтобы этого не произошло, необходимо принять специальные меры — либо снизить содержание углерода в стали до предела растворимости в аустените при комнатной температуре, либо предотвратить обеднение аустенита хромом путем легирования стали элементами, обладающими большим сродством к углероду, чем хром. С этой, целью стали типа 18-8 легируют дополнительно титаном или ниобием с танталом. Оба эти элемента повышают прочность и жаропрочность стали. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...