Основные легирующие элементы и их влияние на свойства сталей
Влияние примесей и лигирующих элементов на свойства сталей и сплавов
3. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства штамповых сталей
Введение легирующих элементов значительно усложняет взаимодействие компонентов в стали между собой, приводит к образованию новых фаз и структурных составляющих, изменяет кинетику превращений и технологию термической обработки. Причем распределение легирующих элементов в сталях весьма разнообразно — они могут находиться в сталях:. Углерод, взаимодействуя с железом, формирует в сталях внутреннее строение и механические свойства. Введение легирующих элементов нарушает это взаимодействие. По характеру взаимодействия с углеродом легирующие элементы подразделяются на некарбидообразующие и карбидообразующие. К некарбидообразующим элементам относятся никель, кремний, кобальт, алюминий, медь. Они растворяются во всех кристаллических состояниях железа и изменяют его свойства. Карбидообразующими элементами являются хром, марганец, молибден, вольфрам, ванадий, титан, ниобий, цирконий. Они могут растворяться в железе или образовывать карбиды Mn 3 C , Cr 23 C 6 , Cr 7 C 6 , Fe 3 Mo 3 C , Fe 3 W 3 C и др. Кроме того, все карбидообразующие элементы могут растворяться в цементите, образуя легированный цементит. Все карбиды и легированный цементит обладают более высокой температурой распада и твердостью и в дисперсном виде значительно упрочняют сталь. Полиморфные состояния железа при образовании твердых растворов введением легирующих элементов смещаются по температуре. Все легирующие элементы по влиянию на полиморфные состояния железа можно разделить на две группы:. К первой группе относятся никель, марганец, кобальт, медь. Такое состояние сплава может существовать от температуры плавления до весьма низких отрицательных температур. Такие стали называются аустенитными. Ко второй группе относятся кремний, хром, вольфрам, молибден, алюминий, ванадий, титан. Такие стали называются ферритными. Примером может служить жаростойкая сталь Х Свойства феррита существенно изменяются при введении легирующих элементов. Причиной изменения свойств является размерное несоответствие атомов легирующих элементов и железа, приводящее к искажению кристаллической решетки железа, возникновению внутренних напряжений и торможению движения дислокаций. Прочность и твердость феррита возрастает, а ударная вязкость снижается. Поэтому детали механизмов и машин, работающих при низких температурах, изготавливаются из сталей с добавками никеля. Остальные элементы существенно повышают температурный порог хладноломкости, что ухудшает надежность работы деталей при низких температурах из-за увеличения вероятности их разрушения. Большинство легирующих элементов сдвигают эти точки в сторону меньшего содержания углерода, что означает смещение границ для сталей и чугунов. Эти стали, обладая высокой износостойкостью, используются для изготовления холодных штампов. Аналогичные закономерности наблюдаются у сталей с добавками вольфрама и молибдена, которые используются для изготовления быстрорежущего инструмента. Кроме того, в легированных сталях совместное влияние углерода и легирующих элементов на точки А 1 , А 3 , А m весьма сложное, поэтому температура этих точек для каждой стали определяется экспериментально. Знание этих точек необходимо для назначения режимов термической обработки, например, для сравнения из марочника сталей:. Влияние легирующего элемента на изотермический распад аустенита, а также на его распад при непрерывном охлаждении. Это выражается в увеличении устойчивости переохлажденного аустенита. С-образные области диффузионные и частично диффузионные превращения на изотермических и термокинетических диаграммах сдвигаются вправо по оси времени увеличивается устойчивость переохлажденного аустенита , что обусловлено меньшей диффузионной подвижностью атомов легирующих элементов кроме кобальта по сравнению с атомами углерода рис. Причем при введении некарбидообразующих элементов никель, марганец, кремний форма С-образной области остается такой же, как и для углеродистой стали. Введение же карбидообразующих элементов хром, вольфрам, молибден изменяет вид С-образной области: В целом увеличение устойчивости переохлажденного аустенита повышает прокаливаемость легированных сталей. Диаграммы изотермического распада аустенита: Влияние легирующих элементов на рост зерна аустенита при нагреве зависит от их способности образовывать карбиды при взаимодействии с углеродом. Элементы, не образующие карбиды никель, кобальт, кремний, медь , практически не препятствуют росту зерна аустенита, а элементы, образующие карбиды хром, вольфрам, молибден, ванадий, титан , препятствуют росту зерна аустенита. Мелкоигольчатый мартенсит, полученный из мелкозернистого аустенита, обеспечивает стали повышенную вязкость. При введении легирующих добавок температурный интервал мартенситного превращения изменяется, что отражается на количестве остаточного аустенита в закаленной стали рис. Как видно из рисунка, алюминий и кобальт повышают мартенситную точку и снижают количество остаточного аустенита, но большинство легирующих элементов марганец, молибден, хром снижают мартенситную точку и увеличивают количество остаточного аустенита, что ухудшает качество стали после закалки. Для устранения остаточного аустенита такие стали после закалки обрабатываются холодом. Более того, влияние легирующих элементов на поведение сталей может быть настолько значительным, что точка М Н смещается ниже комнатной температуры. После закалки выполняется обязательная термическая операция для повышения вязкости стали — отпуск. В процессе отпуска неравновесные фазы — мартенсит и остаточный аустенит — превращаются в феррит и цементит. Это превращение протекает диффузионным путем и зависит от температуры нагрева. Влияние легирующих элементов на отпуск стали выражается количественно и качественно. Это наиболее заметно проявляется при введении хрома, ванадия, титана, вольфрама, молибдена, кремния. Качественное влияние легирующих элементов — карбидные превращения преобразование легированного цементита в специальные карбиды и влияние вторичной твердости превращение остаточного аустенита в мартенсит и выделение дисперсных карбидов. Таким образом, легирование, изменяя скорости и температуру превращений, а также тепловые свойства стали, существенно влияет на режимы термической обработки. Основные особенности упрочняющей термической обработки легированных сталей по сравнению с углеродистыми заключаются в следующем:. Пониженная теплопроводность увеличивает перепад температур по сечению изделий, а следовательно, повышает и напряжения, вызывающие коробление и трещинообразование;. Труднорастворимые карбиды сдерживают рост зерна аустенита и сохраняют его мелкозернистое состояние;. Уменьшение критической скорости закалки позволяет охлаждать изделия в более мягком охладителе. Это уменьшает внутренние напряжения, коробление деталей, вероятность образования трещин;. Поделиться Поиск по сайту. Предыдущая 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Следующая. Интересно знать Усиление отдельно стоящих фундаментов Светочувствительный аппарат глаза Класс Земноводные, или Амфибии Упражнения на перекладине Советы для родителей Память и ее тренировка Как защитить себя ВКонтакте? Категории Архитектура Биология География Искусство История Информатика Маркетинг Математика Медицина Менеджмент Охрана труда Политика Правоотношение Разное Социология Строительство Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика. Орг - год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Москва пятигорск расписание
График функции 5в степени х
Замена электросчетчика своими руками видео
Самый трогательный стих подругес днем рождения
Как убрать целлюлит на задней части бедра
Сколько живет iphone 7 plus
Польза мяты перечной
Технологическая схема приготовления пресного сдобного теста
6 ндфл сколько раз в год сдается
Предложи разные способы с помощью которых огородник
Три сестры краткое содержание
Сколько варить семгу для супа
Стих о русских и россии
Видео как достать соседа 3 сезон
Побаливает сердце что делать