Карбид - легирующий элемент
Cтраница 1
 |
Диаграмма состояния системы хром - углерод. [1] |
Карбиды легирующих элементов между собой такжй образуют соответствующие диаграммы состояния; некоторые карбиды образуют непрерывные твердые растворы, другие ( например, Cr7C3 - Fe3C, рис. 83) обладают ограниченной растворимостью. [2]
По структуре карбиды легирующих элементов можно подразделить на две группы: с простой кристаллической решеткой ( являющиеся фазой внедрения) и со сложной кристаллической решеткой, в узлах которой расположены атомы металла и атомы С. [3]
При отпуске из остаточного аустенита выделяются карбиды легирующих элементов, что влечет за собой повышение температуры мартенситного превращения, и при охлаждении аустенит превращается в мартенсит. Для уменьшения количества остаточного аустенита иногда закаленную сталь охлаждают в область отрицательных температур ( - 80 С), что также способствует увеличению количества мартенсита. [4]
 |
Изменение степени разупрочнения термически упрочненных сталей в зависимости от скорости охлаждения при сварке. [5] |
Известно, что в конструкционных сталях карбиды легирующих элементов имеют различную форму, дисперсность, кристаллическую структуру и тип связи с матрицей. Марганец не образует в стали своего карбида и практически неограниченно растворяется в цементите Хром образует несколько типов карбидов, растворяющих железо. В свою очередь, он легирует цементит. Молибден и, особенно, ванадий обладают наибольшим сродством к углероду из всех рассмотренных элементов. Если карбиды молибдена еще растворяют железо, а сам молибден может легировать цементит, то ванадий образует в стали no - существу только один карбид, в котором почти не растворяется железо, и он очень слабо легирует цементит. [6]
Такими частицами могут быть карбиды железа, карбиды легирующих элементов и сложные карбиды. Наличие в структуре твердых частиц позволяет локализовать схватывание на малых участках поверхности, избежать заедания и снизить интенсивность изнашивания. Для деталей, имеющих твердость выше HRC 50, оптимальной является структура отпущенного мартенсита. При твердости ниже HRC 50 лучшей износостойкостью обладает сталь со структурой игольчатого троостита закалки. Технологический процесс термообработки и соответственно выбор структуры стали должны разрабатываться так, чтобы в металле наряду с прочностью обеспечивался запас пластичности, благодаря чему повышается ее сопротивление пластической деформации и местному усталостному разрушению. [7]
Красностойкость стали будет тем выше, чем больше растворяется карбидов легирующих элементов в аустените при нагреве для закалки. Экспериментальные работы показывают, что эта растворимость карбидов довольно ограничена. При максимально допустимом нагреве в аустените при всех условиях растворяется не выше 12 % по весу карбидов вольфрама Fe3W3C, что соответствует растворению около 7 % вольфрама и 0 4 % углерода. Остальное количество вольфрама и углерода находится в стали вне аустенита в виде избыточной карбидной фазы. [8]
Наличие тяжелого черного остатка дает общее указание на присутствие карбидов легирующих элементов. Черный осадок, легко всплывающий в растворе, указывает только на высокое содержание углерода ( графита); изумрудно-зеленоватая или зеленая окраска раствора указывает на присутствие хрома или никеля, синее окрашивание, возникающее непосредственно после приливания HCI. Растворение осадка после обработки названными окислителями свидетельствует о наличии хрома, ванадия или молибдена. Образование в растворе объемистого хлопьевидного или студенистого осадка служит указанием на высокое содержание кремния, а также на присутствие ниобия и тантала. [9]
Наличие в цементованном слое немартенситных продуктов превращения вследствие внутреннего окисления или образования карбидов легирующих элементов снижает предел выносливости, поверхностную твердость и износостойкость. [10]
 |
Зависимость приращения предела текучести Arjs углеродистой стали от суммарного количества растворенного и выделенного углерода и азота. [11] |
Пр-и содержании углерода, превышающем то количество, которое необходимо для связывания в карбиды легирующих элементов, будут происходить образование цементита Fe3C в выделениях второй фазы, что может ухудшить сопротивление ползучести. Как было отмечено ранее, подобным выделениям в углеродистой стали способствует связанный азот. В углеродистомолибденовой стали в процессе ползучести происходит выделение частиц карбида молибдена, что снижает упрочняющее действие молибдена в твердом растворе. [12]
Еще большую твердость и износостойкость придали режущему инструменту твердые сплавы, в которых карбиды легирующих элементов - вольфрама, молибдена и хрома составляли основу рабочей части инструмента. В 1907 г. англичанину Хейнсу был выдан патент на твердый сплав из литых карбидов, названный им стеллитом. В последующие годы создаются и другие твердые сплавы подобного типа, не получившие, однако, в то время большого распространения, так как при высокой твердости и красностойкости они были весьма хрупкими. [13]
Эта подготовка заключается в том, что во время выдержки при температуре отпуска происходит выделение из остаточного аустенита карбидов легирующих элементов, в связи с чем легирован-ность остаточного аустенита уменьшается. Он становится менее устойчивым и при последующем охлаждении после от - § пуска превращается в мартен - - сит. [14]
В обычном белом чугуне связанный углерод содержится в виде карбидов железа ( цементита), карбидов марганца и др. В легированном белом чугуне присутствуют как карбиды легирующих элементов, так и их смешанные карбиды с карбидом железа. [15]
Страницы: 1 2 3