Cтраница 3
С увеличением степени химического сродства легирующих элементов к углероду возрастает температура их плавления или растворения. Поэтому следует ожидать, что более стойкие карбиды растворяются в стали при более высокой температуре, чем цементит. В условиях быстрого нагрева при пайке растворение карбидов легирующих элементов может происходить с перегревом, тем большим, чем больше размеры их частиц и температура растворения. К таким карбидам относятся химически стойкие карбиды титана, молибдена, кремния, вольфрама. [31]
В технических условиях на быстрорежущую сталь указывается, кроме химического состава, еще-и нормальная структура сплава. Она должна иметь в поле шлифа равномерное распределение карбидов легирующих элементов. Быстрорежущая сталь со с т р о-чечными карбидами считается браком. Равномерное распределение карбидов достигается глубокой проковкой или прокаткой быстрорежущей стали. По равномерности распределения1 карбидов быстрорежущая сталь делится на нумерованные группы. [32]
Отличительной особенностью быстрорежущих сталей является их высокая красностойкость и одновременно высокая твердость в термически обработанном состоянии. Высокая твердость стали после термической обработки достигается путем получения структуры мартенсита с достаточным содержанием углерода в растворе. Высокая красностойкость стали связана с растворением в ней карбидов легирующих элементов, а следовательно, насыщением мартенсита не только углеродом, но и легирующими элементами. Красностойкость создается растворением главным образом двойного карбида, молибдена или вольфрама ( Fe3Mo3C или Fe3W3G) путем соответствующего нагрева стали: чем больше растворяется карбидов, тем выше ее красностойкость. Это означает что в аустените может раствориться около 7 % вольфрама и 0 4 % углерода; остальное количество вольфрама и углерода при всех условиях будет находиться вне твердого раствора, в виде избыточной карбидной фазы. [33]
Преимущества метода совместного восстановления состоят в том, что получаются сплавы с малым содержанием посторонних примесей. Приготовление сплава в бомбе, в частности, исключает загрязнение углеродом, неизбежное при проведении плавки в графитовых тиглях. В некоторых системах сплавов отсутствие углерода выгодно, так как при этом не происходит образования карбидов легирующих элементов и они полностью растворяются в уране. [34]
Литий сильнее действует на конструкционные материалы, чем натрий и калий, из-за хорошей взаимной растворимости многих металлов и лития. С хорошей растворимостью, очевидно, связан и изотермический перенос массы. Изотермический перенос углерода литием, очевидно, связан с легким образованием его карбида, переходящего на контактной поверхности в более прочные карбиды легирующих элементов стали. [35]
Однако состав и количество легирующих элементов в инструментальных легированных сталях не позволяют образовать карбиды только из этих легирующих элементов, так как достаточный удельный вес в них занимают карбиды железа. Поэтому красностойкость легированных сталей лишь на 50 - 100 С превышает красностойкость углеродистых инструментальных сталей. В быстрорежущих сталях резкое повышение красностойкости ( до 500 - 600 С) достигается за счет соединения большей части углерода в карбиды легирующих элементов. Для этого вводимые в стали легирующие элементы должны иметь большее, чем железо, сродство с углеродом, образовывать достаточно теплостойкие карбиды и легко растворяться в а-железе. К таким легирующим элементам относятся вольфрам, молибден, хром, ванадий. В составе современных инструментальных сталей содержатся различные комбинации этих легирующих элементов. [36]
Так как в каждом перлитном зерне при нагреве появляется сразу несколько зародышей аустенита ( рис. 9.3 6), в результате превращения образуются более мелкие зерна. Измельчение зерна в процессе фазовой перекристаллизации при нагреве сталей используется в практике термической обработки. Чем тоньше строение перлита, тем больше межфазовых границ, больше возникает зародышей и короче пути диффузии, следовательно, быстрее протекает аустенизация. В легированных сталях превращение идет медленнее, чем в углеродистых, так как диффузионные процессы замедляются, а карбиды легирующих элементов труднее растворяются в аустените, чем цементит. [37]
Легирующие элементы, присутствующие в легированных сталях, оказывают определенное влияние на процессы превращения перлита в аустенит. Они в большинстве случаев растворяются в аустените, образуя твердые растворы замещения. Диффузия легирующих элементов ( Ti, Zr, V, Mo, W) происходит значительно медленнее, чем диффузия углерода. Поэтому легированные стали нагревают до более высоких температур и задают более длительную выдержку при температуре нагрева для получения однородного аустенита, в котором растворяются карбиды легирующих элементов. [38]