Карбиды и нитриды в легированных сталях
Лекции - Теоретические основы легирования - файл 1.doc
ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЯХ
Принцип легирования мартенситностареющих сталей
Легирование стали
Фазы в легированных сталях
Твердые растворы в железе создают все легирующие элементы, замещая в кристаллической решетке атомы железа. К графитизирующим элементам относятся Si, Ni, Al , которые содержатся в легированных сталях в виде твердого раствора в железе. Fe, Mn, Cr, Mo, W, Nb, V, Та, Zr, Ti. Влияние легирующих элементов на температуры полиморфных превращений железа: В зависимости от вида элемента и его количества в структуре сталей могут возникать два основных вида карбидов: Простые карбиды создаются при наличии сильных карбидообразующих элементов, приобретают решетку типа ГЦК и не растворяются в аустените при нагреве, являясь фазами внедрения: Мо 2 С, W 2 C, NbС, VC, ZrC, TiC. Доэвтектоидные стали состоят из эвтектоида перлита и избыточного легированного феррита. В структуре заэвтектоидных сталей присутствуют эвтектоид и вторичные карбиды, выделившиеся из легированного аустенита при охлаждении. Ледебуритные стали содержат больше углерода, чем заэвтектоидные, и поэтому вместе с эвтектоидом и вторичными карбидами в их структуре при кристаллизации возникают первичные карбиды и ледебуритная эвтектика. Вместе с некоторым количеством карбидов такой фазовый состав сталей при всех температурах остается устойчивым. М а р к и р о в к а легированных сталей включает цифры и буквы, при этом двузначная цифра, стоящая в начале марки, указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, К — кобальт, М — молибден, Н — никель, П — фосфор, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ч — редкоземельный, Ю — алюминий. Если буква "А" находится в середине марки, то это говорит о легировании стали азотом в количестве 0, Согласно назначению выпускаемые легированные стали разделяются на конструкционные, инструментальные и специальные. К о н с т р у к ц и о н н ы е стали можно классифицировать по функциональным особенностям на несколько основных видов: Приборостроительные машиностроительные стали общего назначения делятся по применяемой к ним термической обработке на цементуемые и улучшаемые. Цементуемые низкоуглеродистые стали содержат 0, Хромистые стали I5X, 20Х используют для получения изделий при их науглероживании на глубину до 1,5 мм и закалке с охлаждением в масле. Получающиеся показатели твердости поверхности и вязкости сердцевины соответствуют среднему уровню, глубина закалки прокаливаемость при этом невелика. Хромованадиевые стали 15ХФ, 20ХФ приобретают более мелкозернистую структуру и улучшенную прочность, хромобористые стали I5XP, 20ХР отличаются увеличенной прокаливаемостью. Хромомарганцевые стали 18ХГТ, 25ХГМ характеризуются повышенной твердостью и прочностью. Улучшаемые среднеуглеродистые стали имеют 0, Хромомарганцевые, хромомарганцевотитановые, хромомарганцевобористые стали 40ХГ, 30ХГТ, 40ХГР характеризуются повышенной прокаливаемостью, прочностью, вязкостью, что позволяет применять их для изделий увеличенного размера. Их широко применяют для ответственных деталей, при изготовлении сварных конструкций. Эти стали представляют безуглеродистые сплавы железа с никелем, некоторые и с кобальтом, легированные Мо, Тi Al, Сr и другими элементами. При нагреве до температур Затем производится старение при температурах Высокой коррозионной и коррозионномеханической стойкостью в агрессивных средах обладает сталь 03Х12Н10Д2ТБ, сохраняя при этом свои упругие свойства. Из-за этого упругий элемент после снятия нагрузки получает изменение размеров и формы с потерей своих упругих и других служебных свойств. Кремнистые стали 55С2, 60C2, 70С3А имеют средний уровень предела выносливости, их используют наиболее часто для изготовления пружин и рессор c толщиной металла до 18 мм, испытывающих умеренные циклические нагрузки. Стали 50ХФА, 50ХГА, 50ХГФА отличаются увеличенной прочностью и вязкостью, наличием теплостойкости, что позволяет использовать их для пружинных элементов среднего размера, ответственного назначения. Крупные высоконагруженные пружины и рессоры изготовляются из кремненикелевой стали 60С2Н3А с повышенной прокаливаемостью за счет добавки никеля. Поэтому для снижения чувствительности готовых изделий к концентраторам напряжений их подвергают поверхностному упрочнению гидроабразивной или дробеструйной обработкой. Пружинно-рессорные стали общего назначения не соответствуют указанному требованию, поэтому для чувствительных упругих элементов приборов применяются специальные стали и сплавы цветных металлов. В этих условиях необходимая контактная выносливость может быть обеспечена за счет высокой твердости поверхности и прочности сердцевины деталей. Это достигается применением высокоуглеродистых сталей, их закалкой и низким отпуском. В подшипниковых сталях допускается минимальная доля неметаллических примесей и степень карбидной неоднородности, которые могут играть роль поверхностных концентраторов напряжений, снижать предел выносливости и ускорять питтинг. И н с т р у м е н т а л ь н ы е легированные стали предназначены для изготовления режущего инструмента, мерительного инструмента и штампового инструмента. Данные изделия при работе испытывают действие сил трения, высоких температур, контактных давлений, сжимающих, изгибающих и ударных нагрузок. Высокие режущие свойства сталей достигаются за счет повышенного количества сильных карбидообразующих элементов. Сплавы предназначены для обработки хрупких материалов типа чугунов, цветных сплавов, керамики, полимеров. При этом сплавы ВКЗ, ВКЗ-М используются для чистовой обработки, сплавы ВК4, ВК6, ВК8 — для черновой обработки, BK10, BK15 — для волочильного инструмента, ВК20, ВК25 — для ответственных деталей, работающих в условия действия больших сил трения и динамических нагрузок. Титановольфрамокобальтовые двухкарбидные сплавы имеют карбиды титана TiC, вольфрама WC и кобальт. Первая буква "Т" и цифра в марке сплава указывают содержание карбида титана TiC, буква "К" с цифрой — содержание кобальта, остальное — карбид WC. Безвольфрамовые твердые сплавы отличаются меньшей стоимостью, в качестве структурной основы они содержат карбиды титана TiC либо карбонитриды титана Ti NC , связующими металлами служат Ni и Мo. Это придает им высокую теплостойкость, достигающую о С, и твердость до НV, но создает малую прочность и ударную вязкость. Оксидная керамика BO-I3, ЦМ, ВШ содержит в качестве основы оксид алюминия; оксидно-карбидная керамика включает марки ВОК, В-3; к оксидно-нитридной керамике относятся марки кортинит ОНТ и силинит-Р. Алмазы обладают наибольшей твердостью из всех известных природных материалов, и для лезвийного инструмента используются природные и искусственные алмазы. Композиционные материалы создаются на основе модификаций нитрида бора с высокими показателями структурной дисперсности, твердости и износостойкости. Стали для мерительного инструмента должны иметь высокую твердость, прочность и износостойкость, обеспечивать постоянство размеров и формы инструмента, обладать хорошей шлифуемостью. Изготовленный инструмент подвергается закалке с нагревом до наименьших возможных температур и охлаждением в масле, чтобы сократить долю остаточного аустенита в структуре и исключить термические, а также структурные деформации. Высокоточный мерительный инструмент типа гладких калибров и калиберных колец изготовляется из заэвтектоидных низколегированных сталей X, ХГ, ХВГ, 9ХС, 12Х1. Эти требования обеспечиваются высокотеплостойкими сталями 4Х2В5МФ и 3Х2В8Ф, из которых изготовляют тяжелонагруженные штампы и прессформы. По химическому составу, структуре и свойствам эти стали делятся на хромистые, имеющие ферритную основу структуры, и хромоникелевые, структурной основой которых является аустенит. Хромистая сталь 12Х13 после закалки и высокого отпуска приобретает ферритно-мартенситную магнитную структуру, сталь 20Х13 — мартенситную структуру с повышенными показателями механических свойств и коррозионной стойкости во влажной атмосфере, слабых растворах солей и кислот. Стали 30Х13, 40Х13 после закалки и низкого отпуска обладают мартенситной структурой с высокой твердостью. Они применяются для изготовления режущего, мерительного, хирургического инструмента, подшипников, испытывающих коррозионное воздействие. Из них изготовляют детали аппаратуры, работающие в среднеагрессивных средах при безударных нагрузках. Для сварных изделий, подверженных действию механических напряжений и коррозии, применяется сталь с очень низкой концентрацией углерода и высокой коррозионной стойкостью — суперферрит Х10М2Б. Сталь с повышенным содержанием хрома 08Х22Н6Т обладает аустенитно-ферритной структурой, отличается повышенной прочностью и коррозионной стойкостью в различных кислотах. Жаростойкие стали характеризуются высоким сопротивлением действию химической коррозии, развивающейся в сухих газах и жидких неэлектролитах с образованием на поверхности растущего слоя оксидов либо других соединений. Скорость таких химических реакций усиливается с повышением температуры и интенсивности перемешивания газа, с ростом содержания в нем воды и серосодержащих газов. Для придания жаростойкости в стали вводятся Сr, а также Al и Si, что создает на поверхности плотные, прочные пленки сложных оксидов, защищающие сталь от дальнейшего окисления. Напряжение, соответствующее разрушению в указанных условиях, характеризует длительную прочность. С этой целью сталь легируется хромом, никелем, карбидообразующими и другими элементами типа Mo, V, W, Nb, Si, B, Ti, Al , подвергается закалке и отпуску. После закалки и старения твердого раствора Cr, Мо, W в никеле происходит образование интерметаллидов Ni 3 Ti, Al , карбидов и нитридов Ti. Это создает высокую жаропрочность сплавов ХН77ТЮР, ХН65ВМТЮ, имеющих название "нимоник". Названные виды высокожаропрочных сплавов применяются для изделий электроной, химической, атомной, ракетной техники. По величине порога хладноломкости стали можно условно разделить на две группы: Криогенные никелевые низкоуглеродистые стали 0Н16A и 0Н9А, а также высокопрочные мартенситно-стареющие, например, 03X9K14H6M3T после термического улучшения приобретают мелкозернистую структуру на основе железо-никелевого мартенсита с высокой хладостойкостью. Износостойкие стали обладают высоким сопротивлением силам трения в условиях действия больших контактных давлений и ударных нагрузок. Стали 30Х10Г10 и 0Х14АГ12 при воздействии кавитационных микроударов упрочняются за счет деформационного частичного мартенситного превращения. Магнитные стали и сплавы создают определенное взаимодействие с внешними магнитными полями, их разделяют на магнитотвердые, магнитомягкие и парамагнитные. После нормализации и закалки с низким отпуском магниты из этих сталей приобретают структуру мартенсита с неферромагнитными включениями цементита, чем создаются магнитные свойства среднего уровня. Для дополнительного увеличения магнитной энергии используется термомагнитная обработка, а также направленная кристаллизация расплава при застывании отливки, образующие магнитную текстуру. Состав этих сплавов представляет несколько основных систем элементов: Fe—Со—Мо комоль , Fe—V—Co вако , Fе—Сr—Со хромко , Fe—Сr—W хромво , ални, алнико, Сu—Ni—Со кунико , Cu—Ni—Fe кунифе , Fe—Ni—Сr нихром. Необходимые магнитные свойства сплавов формируются за счет закалки, отпуска, старения, термомагнитной обработки. Сплавы типа 12K12M, 12K16M обладают высокой термостабильностью магнитного потока, поэтому используются для эталонных магнитов. Порошковые магнитотвердые материалы используются для изготовления магнитов методом порошковой металлургии: Таким методом изготовляют магниты металлокерамические MMK-1, ММК-2 ални , ММК-3, ММК-8 алнико. К таким видам магнитотвердых ферритов относятся 4БИ, 15БАЗ00, 21CA, 11KA, 28PA Магнитные композиционные материалы изготовляются из смеси порошков ферро- или ферримагнетика со связующим. Магнитопластичные материалы магнитопласты характеризуются высокой прочностью и пластичностью. Магнитоэластичные материалы магнитоэласты получают смешиванием порошкового бариевого феррита с каучуком при последующем формовании и вулканизации полос, прутков, шнуров марок ИРП, ИРП, Пластиформ 1H, Пластиформ 1. Редкоземельные металлы РЗМ Sm, Pr в соединении с Со используют для получения материалов типа КС37, КСП37 с очень большой коэрцитивной силой. В области сильного тока применяют техническое железо и электротехническую сталь, для слабых токов используют сплавы и ферриты. Оно имеет высокую индукцию насыщения, но малое удельное электросопротивление, из-за чего в нем могут возникать повышенные потери на вихревые токи. Железо служит также основным компонентом при получении многих магнитных материалов и выпускается промышленостью под названием технически чистого железа Армко кипящая низкоуглеродистая электротехническая сталь , электролитического железа, карбонильного железа. Сталь изготовляется в виде горячекатаных листов и лент, поковок и прутков, для ее маркировки применяют 5 цифр: Маркировка сталей включает 4 цифры: Повышенное удельное электросопротивление пермаллоев позволяет использовать их в устройствах радио- и телефонной связи в условиях невысоких частот величиной до 25 кГц. При этом малая коэрцитивная сила уменьшает потери на гистерезис при перемагничивании. Улучшение их магнитных свойств может достигаться введением Мо, Сr, V. В зависимости от уровня магнитных свойств различают ферриты для низких радиочастот, для высоких радиочастот и для сверхвысоких частот. Ферриты для низких и повышенных частот имеют невысокое удельное электросопротивление и могут применяться с минимальными потерями при частотах до МГц для изготовления сердечников магнитных антенн, трансформаторов, дросселей. С этой целью используют порошковые смеси МgO, NiO, применяя дополнительное их легирование Cr, Ni. Такие ферриты типа 2СЧ1, 3СЧ12, 4CЧ11 применяют для сантиметрового диапазона электромагнитных волн так, что первая цифра маркировки указывает длину используемых волн в сантиметрах, буквы обозначают сверхвысокую частоту, последнее число — разновидность. Для более длинных волн применяют ферриты, легированные РЗМ — ферриты-гранаты 10СЧ6, 30СЧ6, 40СЧ5. Пленочные резистивные материалы используют в микросхемах, они наносятся в виде металлических пленок Сr, хромоникелевых сплавов, Та, пленок оксида олова, кремниесодержащих сплавов. Термоэлектродные сплавы используются для изготовления термопар — термопреобразователей для измерения температуры. Материалы такого назначения должны создавать значительную термоэлектродвижущую силу в паре с другими металлами или сплавами при изменении температуры в заданных пределах. К основным термоэлектродым материалам и парам относятся: По условиям работы различают контактные материалы для неподвижных контактов, разрывных контактов, скользящих контактов. Разрывные контакты при работе подвергаются эрозии, коррозии, свариванию и в зависимости от величины коммутируемого тока делятся на мало-, средне- и высоконагруженные. Для необходимой стойкости малонагруженных контактов применяются благородные металлы Аu Ag, Pt, Pd и их сплавы, средненагруженные контакты изготовляются изPd, Pt, Ag, W, Ni и их сплавов, высоконагруженные — из Ag, W, Ni, Cu, C, их сплавов и металлокерамических порошковых композиций, используются также ртутные контакты. Высокими качествами обладают скользящие контакты из графита, а также из смеси порошков меди либо серебра с порошком графита. При большом числе включений и выключении скользящих контактов применяют медные сплавы — кадмиевую бронзу, бериллиевую бронзу, а также сплав меди с небольшой добавкой Сr и Ag — купалой. Сплав с добавлениемСо и Ti марки 35НКТ того же назначения отличается вдвое более высокой механической прочностью. Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога - - или читать все Hазначение некотоpых маpок стали Hазначение некотоpых маpок стали. Сталь маpок 10, 15 - кpепежные детали болты, гайки, винты, заклепки ; детали, подвеpгающиеся тpению пpи малых напpяжениях оси Автоматные стали Аномалии размера и положения хрусталика Биологическая точка зрения. В последние годы исследователи стали высказывать предположение о том, что многие случаи злоупотребления психоактивными препаратами отчасти вызваны Быстрорежущие стали В основе классификации составов на основные, квалифицированные, особо квалифицированные и привилегированные лежит следующий критерий Введение. Установление режима личной власти И. Политические процессы х годов. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права?
Игры для девочек очаруйте парней на пляже
Что делать после укуса кошки
Сделать деревянную скамейку со спинкойсвоими руками
Правительство архангельской области адрес
Образование в древнем египте презентация
Препараты для лечения спины