Действие - легирующий элемент
Cтраница 1
Действие легирующих элементов на механические свойства железа заметно проявляется даже в тех случаях, когда эти элементы присутствуют в твердом растворе в сплавах с железом в небольших количествах, порядка нескольких процентов. [1]
Действие легирующих элементов на склонность стали к старению различно. Одни из них, как, например, ванадий, хром, молибден, титан, ниобий, уже при малом содержании уменьшают склонность стали к старению, а при большом приводят к полному его исчезновению, другие ( например, медь, никель) не оказывают подобного действия, и даже усиливают склонность стали к старению. [2]
Действие легирующих элементов в нержавеющих сталях на изменение склонности их к коррозионному растрескиванию связывают как с влиянием их на пассивные свойства [83], так и с влиянием на структуру стали: конфигурации дислокационных образований [ 74, с. С [ напряжение 600 Мн / м2 ( 60 кГ / мм2) ] отмечено, что гари повышении содержания в них никеля до 12 % наблюдается значительное увеличение стойкости против коррозионного растрескивания. Авторы указанной работы связывают это с повышением пассивных свойств стали. [3]
 |
Влияние легирующих элементов на положение критических точек диаграммы железо-карбид-железо. [4] |
Под действием легирующих элементов эвтектическая ( С) и эвтектоидная 5 точки смещаются не только по температуре, но и по концентрации. При указанных на рис. 52 концентрациях марганца и хрома перлит содержит примерно 0 3 и 0 4 % С соответственно вместо 0 83 % у углеродистой стали. Таким образом, введение легирующих элементов увеличивает количество карбидов в стали, что в свою очередь повышает твердость и прочностные характеристики легированной стали в сравнении с углеродистой при одинаковом содержании в них углерода. [5]
Следовательно, р-стабилизирующее действие легирующего элемента тем сильнее, чем ниже минимальная критическая его концентрация в сплаве, при которой после закалки сохраняется при 20 С только р-твердый раствор. [6]
Разница в действии легирующих элементов, в стали при комнатной и высоких температурах объясняется свойствами их атомов. Например, атомы неметалла фосфора очень сильно искажают решетку стали и, сосредотачиваясь на границах зерен и блоков, благодаря своей неподвижности весьма эффективно тормозят перемещение дислокаций; атомы металла молибдена тормозят перемещение дислокаций и упрочняют сталь меньше. При высоких же температурах атомы фосфора приобретают подвижность и уже не могут эффективно препятствовать перемещению и восхождению дислокаций. В то же время гораздо менее подвижные при высоких температурах атомы молибдена действуют по-другому: они препятствуют на границах зерен диффузии вакансий и смещений, тормозят перемещение и восхождение дислокаций, что и повышает жаропрочность стали. [7]
Весьма важной особенностью действия легирующих элементов является возможность получения устойчивого аустенитного состояния в стали при атмосферной температуре. Это также объясняется тем, что многие легирующие элементы сдвигают точку начала мар-тенситного превращения ( М) в сторону более низких температур, так что эта точка может быть расположена ниже атмосферной ( комнатной) температуры. Получение устойчивого аустенита при этом условии возможно в случае отсутствия изотермического ( диффузионного) его распада при комнатной температуре. [8]
По-видимому, это объясняется взаимным усилением действия указанных легирующих элементов. Прокаливаемость стали 40ХН2М значительно повышалась еще и потому, что под влиянием присутствующего в ней молибдена усилилась легированность твердого раствора хромом. [9]
Кроме того, следует учитывать, что действие легирующих элементов не является аддитивным. Действие какого-либо легирующего элемента в присутствии второго может значительно отличаться от его действия в отсутствие второго элемента. Например, совместное действие двух элементов на свойства твердого раствора может быть эффективнее, чем каждого из них в отдельности при одинаковой суммарной концентрации. [10]
Эффективность образования аустенитной или ферритной структуры под действием легирующих элементов сплава определяется следующими положениями. Увеличение содержания хрома, титана, кремния, алюминия и молибдена способствует образованию ферритной фазы, а увеличение содержания никеля, марганца, углерода и азота расширяет область существования аустенита и повышает его устойчивость. Поэтому для получения стали с неустойчивым аустенитом необходимо учитывать влияние каждого элемента, входящего в ее состав. Решение этой задачи требует проведения большой экспериментальной работы, вследствие чего в настоящее время разработано очень мало марок сталей с высокой сопротивляемостью гидроэрозии. В хромоникелевых сталях при длительном нагреве до температур 700 - 900 С или медленном охлаждении от 900 - 950 С образуется интерметаллид-ная о-фаза. Эта составляющая выделяется преимущественно по границам зерен, сообщая этим сталям исключительно высокую хрупкость и снижая их эрозионную стойкость. Однако а-фаза может вызвать и повышение сопротивляемости микроударному разрушению, если она имеет высокую степень дисперсности. В последнее время установлено, что а-фаза образуется почти во всех хромоникелевых аустенитных сталях, в том числе с присадкой молибдена и других легирующих элементов. При аусте-низации хромоникелевые стали нагревали до более высоких температур ( 1000 - 1050 С), при которых хрупкая а-фаза растворяется. [11]
 |
Схема к определению режимов отжига, уменьшающих склонность а 3 -сплавов к водородной хрупкости. [12] |
Параметр ( т) зависит в основном от р-стабилизиру-ющего действия легирующих элементов, от их количества, а также от режимов термической обработки сплавов. [13]
Особенности закалки и отпуска легированных сталей определяют ся действием легирующих элементов на кинетику процессов фазовых превращений. Температура нагрева под закалку назначается не только в зависимости от положения критических точек при нагреве. Карбиды легирующих элементов труднее, чем Fe3C, растворяются в аустените и по: этому требуют повышения температуры нагрева под закалку и более длительных выдержек при температуре нагрева. Увеличение устойчивости переохлажденного аустенита в легированных сталях облегчает проведение операции охлаждения при закалке, позволяя получать более глубокую прокаливаемость даже при малых скоростях охлаждения. [14]
Повышенное содержание железа способствует увеличению гетерогенизации структуры и снижает эффект действия легирующих элементов при термической обработке сплавов. Следует отметить, что степень вредности железа снижается по мере измельчения микроструктуры сплавов. [15]
Страницы: 1 2