Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

И свойства сталей




Все большее применение во всех отраслях промышленности находят легированные стали, в которые вводятся специальные добавки — легирующие элементы (чаще металлы) — с целью придания обычным сталям специфических свойств.

По влиянию на критические точки диаграммы Fe—Fe3C (рис.21) легирующие элементы разделяются на две группы:

1) понижающие А3 и повышающие А4, т. е. стабилизирующие аустенит(Ni, Mn, Си, С, N ).

2) понижающие А4 и повышающие А3 , т. е. стабилизирующие феррит(Сг, W, Mo, V, Si, Al, Ti, Nb и др).

Естественно, что в большинстве случаев стабилизаторами феррита и аустенита являются металлы, имеющие изоморфные с ними решетки. Они образуют с железом твердые растворы замещения.

Влияние элементов на критические точки может быть очень сильным: так, Ni и Мn при определенных концентрациях «исключают» феррит, образуя аустенитные стали. И наоборот, ОЦК металлы (Сг, Мо и др.) выклинивают γ-область (рис. 21, а, б), причем только для хрома она простирается до 12% Сг, а для других элементов ее протяженность не превышает 3,5%. При большем содержании легирующих элементов стали становятся ферритными.

Большинство легирующих элементов образуют с железом твердые растворы замещения. В присутствии углерода атомы легирующих элементов частично замещают в узлах кристаллической решетки феррита или аустенита атомы железа. Внося при этом дополнительные искажения в кристаллическую решетку, они повышают прочностные свойства легированных феррита и аустенита при некотором снижении пластичности; понижают ударную вязкость легированного феррита (исключение составляют Ni и Сг); повышают коррозионную стойкость и износостойкость аустенита; некоторые элементы сильно влияют на способность стали упрочняться при термической обработке (см. гл. 6). Все элементы (исключение составляют V, Ti, Nb) влияют не только на температуры критических точек, но и на положение точек Е и S на диаграмме Fe — Fe3C, сдвигая их влево. Поэтому перлит и ледебурит в легированных сталях могут образоваться при гораздо меньшем содержании углерода, чем в углеродистых. Так, во многих легированных сталях после охлаждения на воздухе образуется перлитная структура при содержании 0,12...0,45% С. В случае, когда легирующие элементы сильно смещают точки Е и S влево, в сталях, содержащих менее 2,14% С (например, 1% С при 11% Сг), появляется структура ледебурита. Эти стали называютсяледебуритными.

Большинство легирующих элементов (называются карбидообразующими) способно образовывать специальные карбиды.

По способности к карбидообразованию легирующие металлы можно выстроить в следующий ряд: Ti, Nb, V, W, Mo, Сг, Мп, Fe.

Сильные карбидообразователи Ti, Nb, V, W образуют с углеродом фазы внедрения с формулами МеС (чаще) и Ме2С (Me — металл). Эти тугоплавкие фазы практически нерастворимы в аустените, поэтому аустенит обедняется углеродом, уходящим в соединения. Встречаются и более сложные карбиды типа Ме7С3, Ме23С6, Ме6С (например, соединения хрома). Эти карбиды растворяются в аустените при нагреве. При малых количествах легирующих элементов специальные карбиды не образуются — их атомы частично замещают атомы железа в цементите, легируя его, например (Fe, Сг)3С или

(Fe, Мn)3С и др.

Рассмотрим кратко влияние основных легирующих элементов на свойствах сталей:

Хром повышает твердость и прочность, сохраняет вязкость, увеличивает сопротивляемость стали коррозии.

Никель повышает прочность, ударную вязкость, коррозионную стойкость, прокаливаемость стали.

Вольфрам образует очень твердые карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость стали.

Ванадий увеличивает плотность стали, измельчает зерно и повышает твердость и прочность.

Кобальт увеличивает ударную вязкость, жаропрочность и магнитные свойства стали.

Молибден повышает упругость, прочность, красностойкость, коррозийную стойкость и окалиностойкость стали.

Медь усиливает антикоррозионные свойства стали.

Титан увеличивает прочность стали, повышает обрабатываемость и сопротивление коррозии.

Ниобий повышает сопротивление коррозии.

Алюминий повышает жаростойкость (совместно с кремнием улучшает коррозионную стойкость).

Цирконий позволяет получать мелкозернистую сталь.

 

Рис.21


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 325. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.016 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7