Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сталей: Влияние легирующих элементов на свойства стали и сплавов :: ТОЧМЕХ

alexxlab | 14.04.1995 | 0 | Разное

Содержание

4.2. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства стали

Почти все легирующие элементы изменяют температуры полиморфных превращений железа, температуру эвтектоидной и эвтектической реакции и влияют на растворимость углерода в аустените. Некоторые легирующие элементы способны так же, как и железо, взаимодействовать с углеродом, образуя карбиды, а так же взаимодействовать друг с другом или с железом, образуя промежуточные фазы – интерметаллиды.

Принято температуры равновесных превращений, совершающихся в железе в сталях в твердом состоянии, обозначать буквой А с соответствующим индексом. Температуры фазового равновесия указаны на диаграмме состояния Fe-Fe3C, поэтому обозначения связаны с линиями этой диаграммы.

Эвтектоидную температуру (линия PSK) обозначают А1, температуру ??? линииGS– А3, температуру полиморфного превращенияFeFe(линияNI) А

4, температуру линииSE– Асm. Равновесные температуры А3и А4для чистого железа равны соответственно 911 и 13920С. В интервале указанных температур устойчива модификацияFeс решеткой ГЦК.

По влиянию на температуры полиморфных превращений А3и А4легирующие элементы можно разбить на две группыВ первую группу входят элементы группы никеля, которые понижают температуру А3и повышают температуру А4. К ним относятсяNi,Mn,Co,Cu.

В сплавах железа с никелем, марганцем и кобальтом – область «открывается», т.е. в определенном интервале температур существуют твердые растворы с ГЦК решеткой. При этом температура А3при определенной концентрации легирующего элемента понижается ниже нуля. На рис. 4.1. показан участок диаграммыFe– легирующий элемент с открытой- областью. В сплавах с концентрацией легирующего элемента, равной или превышающей точкуb, ГЦК решетка устойчива при температуре 20-25

0С; такие сплавы называют аустенитными сталями. Таким образом, аустенитом называют не только твердый раствор углерода вFe, но и любые твердые растворы на основеFe.

Рис 4.1 Схема состояния “железо- легирующий элемент группы никеля”

Рис. 4.2 Схема диаграммы состояния “железо

— легирующий элемент группы хрома”

а) замкнутой -областью

б) с промежуточной фазой

Во вторую группу входят элементы группы хрома, которые повышают температуру А3и понижают температуру А4. В этом случае температурный интервал устойчивости аустенита уменьшается и, соответственно, расширяется температурный интервал устойчивостиFe. Таких легирующих элементов большинство:Cr,Mo,W,V,Si,Tiи др.

Все перечисленные элементы образуют с железом диаграмму с «замкнутой» - областью (рис. 4.2). Концентрация, соответствующая точке с, для хрома составляет 12%.

Из перечисленных элементов, дающих замкнутую - область, только хром и ванадий не образуют с железом промежуточных фаз, и поэтому- область «открывается». Остальные легирующие элементы, замыкающие область, образуют с железом промежуточные фазы, поэтому при определенных концентрациях на диаграммах появляется линия, ограничивающая растворимость, правее которой расположены двухфазные области (рис. 4,2, б).

Однофазные сплавы с ОЦК решеткой, устойчивой при всех температурах вплоть до солидуса, называют ферритными сталями. Таким образом, ферритом называют не только твердый раствор углерода в Fe, но и любые твердые растворы на основеFe.

По отношению к углероду легирующие элементы разделяют на:

не образующие карбиды, которые, в свою очередь, подразделяются на графитизирующие – кремний, алюминий, медь; и нейтральные – кобальт и никель

карбидообразующие – марганец, хром, молибден, вольфрам, ниобий, ванадий, цирконий и титан (элементы перечислены в порядке возрастания их карбидообразующей способности).

При введении в сталь карбидообразующего элемента в небольшом количестве (десятые доли; для несильных карбидообразователей – 12%) образование карбида этого элемента чаще не происходит. В этом случае атомы легирующего элемента частично замещают атомы железа в решетке цементита; образуется легированный цементит, мало отличающийся по свойствам от обычного цементита.

Процесс взаимодействия легирующего элемента с фазами стали (ферритом и цементитом) можно представить протекающим в следующей последовательности: вначале происходит взаимодействие с карбидной фазой, в результате которого образуется легированный цементит либо специальные карбиды. Неизрасходованная часть легирующего элемента растворится в феррите (железе). Если легирующий элемент карбидов не образует, то он целиком растворится в железосодержащей (ферритной) фазе и оказывает влияние на полиморфные превращения железа.

Легирующие элементы существенно влияют на концентрацию углерода в эвтектоиде (перлите) и максимальную растворимость углерода в аустените (точки Sи Е диаграммы). Такие элементы, как никель, кобальт, кремний, марганец, хром, молибден, вольфрам, сдвигают точкиSи Е влево, т.е. в сторону меньших концентраций углерода. Очевидно, что в присутствии этих легирующих элементов ледебурит в структуре сплава появится при меньших концентрациях углерода, чем в нелегированных железоуглеродистых сплавах. Например, в стали с 1011%Crледебурит появляется в структуре при содержании углерода около 1%. В связи с этим легированные стали, содержащие ледебурит, классифицируют как ледебуритные.

Рассмотрим, какой будет структура различных легированных сталей в равновесном состоянии с учетом указанных закономерностей.

Пример 1. Сталь 30ХГСА содержит небольшие количества (около 1% карбидообразующих элементов – хрома и марганца – и не образующий карбидов кремний). Часть хрома и марганца израсходуется на легирование цементита, а остальная часть этих элементов и кремний пойдут на легирование феррита. В связи с изменением состава феррита и цементита изменяется состав эвтектоида в сторону меньших концентраций углерода, следовательно, в структуре стали 30ХГСА количество перлита увеличивается по сравнению со сталью 30.

Пример 2. Сталь шарикоподшипниковая ШХ15 содержит большое количество углерода (0,951,05%) и небольшое количество хрома (1,301,65%). Поскольку хром является активным карбидообразователем, он весь израсходуется на легирование цементита и образование собственных карбидов. Кроме того, он снижает содержание углерода в эвтектоиде. Поэтому структура стали в этом состоянии будет содержать перлит и повышенное количество карбидов хрома и легированного цементита.

Пример 3. Сталь нержавеющая 08Х13 содержит более 0,08% углерода и 1214% хрома. Поскольку содержание углерода невелико, то расход хрома на образование карбидов будет незначительным. Поэтому практически весь хром израсходуется на легирование феррита. А поскольку хром при концентрации около 12% замыкает область аустенита, то сталь 08Х13 будет иметь ферритную структуру при всех температурах, вплоть до плавления.

Пример 4. Сталь шарикоподшипниковая 95Х18 содержит около 1% углерода и 1719% хрома. Ввиду большого содержания хрома меньшая часть его израсходуется на образование карбидов, а большаяна легирование феррита. Поэтому структура этой стали будет состоять из легированного феррита и большого количества карбидов хрома и железа, а точнееиз перлита и карбидов. Поскольку хром сдвигает точкиSи Е диаграммы влево, и поскольку содержание его велико, то в структуре литой стали появится ледебуритная эвтектика, т.е. это сталь ледебуритного класса.

Пример 5. Сталь 12Х18Н10Т содержит не более 0,12% углерода, 1719%, хрома, 911% никеля, 0,65% титана. Поскольку титан является более сильным карбидообразователем, чем хром, то в первую очередь будут образовываться карбиды титана, а хром и никель будут легировать феррит. При совместном легировании стали хрома и никеля, которые противоположно воздействуют на полиморфизм железа, влияние никеля проявляется сильнее, поэтому сталь будет иметь аустенитную структуру с небольшим количеством карбидов.

Пример 6. Сталь 110Г13Л (сталь Гатфильда) содержит 0,91,3% углерода и 11,514,5% марганца. Часть марганца израсходуется на легирование цементита, а большая частьна легирование феррита. Поскольку марганец является элементом, расширяющим область существования аустенита и его содержание достаточно велико, то равновесная структура стали будет состоять из аустенита и легированного марганцем цементита.

При определении структуры легированных сталей следует учитывать следующие закономерности:

1. В зависимости от содержания углерода и легирующих элементов, легированные стали по структуре в равновесном состоянии могут быть отнесены к одному из классов: перлитному, ферритному, аустенитному, ледебуритному (карбидному).

2. Прежде чем рассматривать влияние легирующего элемента на полиморфные превращения железа, необходимо определить отношение этого легирующего элемента к углероду. Элементы, расширяющие область аустенита, имеют решетку ГЦК, т.е. изоморфную решетке аустенита. И наоборот, элементы с решеткой ОЦК, изоморфные решетке феррита, расширяют область. Если же легирующий элемент является карбидообразующим, то при кристаллизации образуется сложная кристаллическая решетка, отличающаяся от ОЦК и ГЦК решетки, т.е. если легирующий элемент образует карбид, то его влияние на полиморфизм проявляться не будет.

3. Большинство легированных сталей относятся к перлитному классу, в основном это низколегированные стали с любым количеством углерода.

4. Стали аустенитного класса могут содержать любое количество углерода, но обязательно присутствие никеля (не менее 67%) или другого элемента группы никеля.

5. В сталях ферритного класса должен присутствовать хром в количестве не менее 12% при низком содержании углерода (до 0,1%). С увеличением количество углерода для образования ферритной структуры содержание хрома должно быть тоже увеличено.

При совместном легировании хромом и никелем, которые противоположно действуют на полиформизм железа, влияние никеля проявляется сильнее приблизительно в 2,5 раза.

6. Стали ледебуритного (или карбидного) класса это среднеили высоколегированные стали с содержанием углерода более 0,8%.

Влияние легирующих добавок на свойства сталей


Влияние легирующих добавок на свойства сталей

Категория:

Черные металлы



Влияние легирующих добавок на свойства сталей

Легирующие элементы по-разному взаимодействуют в стали с твердыми растворами о и у и с углеродом.

Первая группа охватывает элементы: Ni, Мп, Со, (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), образующих первую подгруппу, и С, N, Си, возможно В, (Zn, Аи, Re), образующих вторую подгруппу. Элементы, помещенные в скобки, пока еще не имеют практического 1 значения при легировании сталей.

Элементы обеих подгрупп способны растворяться в железе у и стабилизировать его. Однако элементы первой подгруппы неограниченно растворимы в у-железе и очень сильно расширяют область его устойчивого существования. Элементы второй подгруппы ограниченно растворимы в железе у и расширяют 1 область у значительно меньше.

Вторая группа содержит Сг и V в первой подгруппе; Al, Si, W, j Mo, Ti, Be, P (Sn, Sb, As) — во второй и Nb, Та, Zr, Се, О —в третьей подгруппе.

Элементы всех трех подгрупп второй группы способны растворяться в железе а и стабилизировать его, резко суживая область у. Элементы двух первых подгрупп сходны тем, что образуют сплошные области растворов а, причем в первой подгруппе растворимость неограниченна (рис. 1,в), а во второй ограниченна (рис. 1,г). Элементы третьей подгруппы образуют не одну, а две области растворов а, отделенные друг от друга и от области у гетерогенными областями у + о (рис. 1,д).

Рис. 1. Схемы двойных диаграмм состояний сплавов железа с легирующими элементами

Из сказанного следует, что элементы первой группы можно назвать аустенитобразователями, а второй группы — ферритоб-разователями.

Легирование позволяет получать стали со структурами и свойствами, не присущими в тех же условиях углеродистым сталям. Так, например, используя легирование такими элементами, как никель или хром, можно получить стали с устойчивой аусте-нитной или ферритной структурой, обладающей новыми механическими и физическими свойствами и ценными служебными характеристиками, недоступными для нелегированных железоуглеродистых сплавов.

Большое значение имеет в стали взаимодействие легирующих элементов с углеродом. Железо и ряд элементов, находящихся левее его в таблице Менделеева, образуют с углеродом карбиды Различной устойчивости, из которых одни сравнительно легко переходят в твердый раствор с железом у при термической обра-отке (1 группа карбидов), а другие почти не растворяются в нем, даже при температурах нагрева, близких к линии солидус (II группа карбидов).

К первой группе (в порядке возрастания стойкости) относятся: Fe3C, Мп3С, Сг23С6, Сг7С3 и двойные карбиды, образованные двумя металлами, Fe2Mo2C и Fe2W2C.

Все эти карбиды принимают важнейшее участие при фазовых превращениях и упрочнении сталей в процессе термической обработки.

При ненормально медленном охлаждении W и Мо могут образовать почти нерастворимые карбиды второй группы Мо2С, W2C и WC, что портит сталь.

К второй группе карбидов принадлежат VC, TiC, NbC, ТаС, Та2С и ZrC. Несмотря на малую растворимость в аустените, они находят известное применение при изготовлении жаростойких жаропрочных сплавов и быстрорежущих сталей.

Карбиды первой группы переходят в твердый раствор и выпадают из него гораздо трудней и при значительно более высоких температурах по сравнению обыкновенным цементитом, так как при этом должны происходить сложные и медленно текущие диффузионные процессы.

Это обстоятельство используется для упрочнения сталей против смягчающего действия высоких температур. В результате легированные аустенит и мартенсит приобретают способность сохранять прочность при повышенных и высоких рабочих температурах за счет медленного выделения и укрупнения (коагуляции) частиц сложных карбидных фаз.

Если при этом усложнить и состав исходного твердого раствора за счет введения таких элементов, как никель, кобальт и некоторые другие, то эффект упрочнения еще более возрастает.

Этот комбинированный метод легирования широко практикуется при создании и использовании многочисленных жаропрочных сплавов.

Судить о способности легирующих добавок стабилизировать аустенит, замедлять его распад и повышать способность к переохлаждению можно по виду С-образных диаграмм. Если взять в качестве исходной С-образную диаграмму углеродистой стали i проследить, как меняется положение кривых начала и конца аустенитного распада под влиянием различных легирующих добавок, то окажется, что, за исключением кобальта, все легирующие элементы первой группы, а также кремний из второй группы, растворяясь в аустените, делают его более устойчивым при изотермической выдержке; это выражается на диаграмме в сдвиге ее вправо. Характер кривых начала и конца распада аустенита при этом сохраняется.

Рис. 2. Диаграмма состояний сплавов железа с никелем

Рис. 3. Типичные диаграммы состояний для элементов второй группы: а — первая подгруппа; б — вторая подгруппа

Карбидобразующие элементы (Cr, Mo, W и др.), переходя из карбидов в твердый раствор, также стабилизируют аустенит и сдвигают С-образную диаграмму вправо. Однако характер Кривых при этом меняется: на них вместо одного минимума устойчивости аустенита, лежащего примерно при 550°, появляется два минимума, лежащих соответственно при 600 и

Это означает, что карбидобразующие примеси способствуют выявлению двух максимумов скорости распада аустенита: пер-вый (при 600°) соответствует преобразованию аустенита в пластинчатую смесь (сорбит), а второй (при 300°) — в игольчатую смесь (игольчатый тростит).

Общим в действии легирующих добавок первой и второй групп (кроме Со) является сдвиг вправо кривой начала аусте-нитного распада, или расширение на С-образной диаграмме поля устойчивости аустенита во времени, а это равноценно возможности проводить закалку на мартенсит при уменьшенных скоростях охлаждения, т. е. увеличивать прокаливаемость. Другими словами, подавляющее большинство легирующих примесей снижает критическую скорость закалки легированных сталей. Это влияние нетрудно понять из схемы на рис. 4.

Рис. 4. Влияние никеля и хрома на изотермический распад аустенита в сталях с 0,5% углерода

На С-образных диаграммах видно также, что с увеличением степени легированности точка Мн постепенно снижается, что свидетельствует о все большей задержке превращения аустенита в мартенсит и непрерывном возрастании количества остаточного аустенита. В конце концов мартенситное превращение оказывается полностью подавленным и сталь, охлажденная до обычных температур, целиком сохраняет исходную аустенитную структуру.

Различные легирующие элементы по-разному смещают точку Мн.

Определяя способность аустенита к переохлаждению, можно классифицировать сталь по микроструктуре. Для этого ту или иную сталь в виде небольших образцов нагревают до заведомо аустенитного состояния, а затем охлаждают на воздухе.

Нелегированные или малолегированные стали испытывают при этом превращение аустенита в структуру перлитного типа; стали средней легированности приобретают мартенситную структуру. Стали высоколегированные сохраняют переохлажденный аустенит при комнатных температурах.

В соответствии с указанным поведением стали делятся на перлитный, мар-тенситный и аустенитный классы.

Рис. 5. Влияние легирующих элемен тов на положение начальной мартенситной точки

С изменением режима охлаждения или толщины образца результаты могут получиться искаженными. Так, легированная сталь перлитного класса при охлаждении вместо воздуха в масле и тем более в воде может приобрести мартенситную структуру. Наоборот, охлаждение с высоких температур сталей мартенситного и аустенитного классов более замедленное, чем на воздухе, может привести к получению структур перлитного типа.

Рис. 6. Диаграммы изотермического распада аустенита для сталей классов: а — перлитного; б — мартенситного; в — аустенитного

Соответствующим образом должна учитываться и толщина образца, изменяющая скорость охлаждения сердцевины и могущая обусловить получение структур, не предусмотренных классификацией.

Стали, содержащие в структуре специальные карбиды, относят к карбидному классу. Кроме того, существуют стали феррит-ного класса. Подавляющее большинство конструкционных сталей относится к перлитному классу. Для получения высоких служебных характеристик эти стали проходят закалку на мартенсит. Прокаливаемость у таких сталей высокая и тем выше, чем большее количество легирующих примесей в них содержится.

Рис. 7. Влияние легирующих элементов на концентрацию углерода в перлите

Из сталей перлитного класса с успехом изготовляют сравнительно простые детали, закаливаемые на мартенсит в масле.

Отпуск низкий, средний и высокий обеспечивают получение структур соответственно кубического мартенсита, тростита и сорбита.

Мартенсит легированных сталей, отличаясь высокой твердостью и прочностью, имеет гораздо лучшие характеристики пластичности и ударной вязкости по сравнению с мартенситом углеродистых сталей с такой же прочностью.

Стали мартенситного класса успешно применяются для тяже-лонагруженных деталей сложной формы и достаточно массивного сечения. В этом случае сталь мартенситного класса при охлаждении на воздухе прокаливается насквозь и приобретает мартенситную структуру без значительных температурных и остаточных напряжений и связанных с ними недопустимо больших деформаций детали, как это бывает с углеродистыми сталями при охлаждении в воде.

ИЗ сталей аустенитного класса, обладающих суммой свойств, не обеспечиваемых сталями других классов, изготовляются многие детали жаростойкого и жаропрочного назначения.

Легирование оказывает сильное влияние на критические точки обычной диаграммы Fe—Fe3C как в отношении концентраций углерода, так и положения на температурной шкале.

Почти все легирующие примеси смещают эвтектоидную точку влево, т. е. уменьшают содержание углерода в перлите. Так, например, 4% Ni смещают эвтектоидную точку с 0,8 до 0,7% С; 1 % W смещает ее с 0,8 до 0,55% С и т. д.

Рис. 8. Влияние легирующих элементов


Реклама:

Читать далее:
Легированные конструкционные стали

Статьи по теме:

Влияние легирующих элементов на основные свойства и структуру стали

Содержание:

Влияние легирующих элементов на основные свойства и структуру стали

  • Из общего количества выплавляемой в СССР стали 85% приходится на простой углерод, менее 15% — на сплав. Это связано с тем, что углеродистая сталь относительно недорогая, легко плавится и правильно обрабатывается давлением и резанием. Углеродистая сталь широко используется в промышленности, она имеет много недостатков. Основными недостатками являются высокая критическая скорость отверждения и недостаточное отверждение properties.

So, из простой углеродистой стали можно пропускать через прокаленные изделия диаметром не более 10-15 мм, а из легированной стали можно получить прокаливаемость изделий диаметром до 150-200 mm. At в то же время, чем меньше твердеющая среда используется для упрочнения легированных сталей (например, масло, а не вода), тем меньше внутренних напряжений образуется при упрочнении, что приводит к деформации, растрескиванию и другим дефектам упрочнения parts. By легируя, можно получить сталь с более высокой вязкостью (рис.12/) или такой же вязкостью по сравнению

с обычной углеродистой сталью той же прочности (рис. 62). Людмила Фирмаль

Прочность становится выше(рис. 12.2) и, наконец, можно получить прочность и вязкость выше, чем у обычной углеродистой стали (рис.12.5). Легированная сталь широко используется в авиационной и автомобильной промышленности, транспортном машиностроении и т. д., поскольку увеличение прочности легированной стали позволяет производить более тонкие детали сечения, различные металлические конструкции и все виды легких машин. Удельная прочность стали очень важна (отношение прочности к удельному весу). Каждый легирующий элемент оказывает свое положительное влияние на прочность или специальные физико-химические свойства стали, только если он введен в сталь в точно определенных пределах с соответствующим содержанием углерода.

— Часто только в сочетании с другими легирующими элементами, поэтому химический состав различных чистых сплавов, используемых на практике, строго определен. Влияние элементов сплава на свойства стали наиболее полно проявляется только после правильной термообработки. Легирующие элементы оказывают существенное влияние на структуру стали в равновесном и неравновесном состоянии. В стали, отожженной с одинаковым содержанием углерода, количество карбонизирующих элементов и перлита может значительно изменяться под влиянием легирующих элементов.

  • При растворении в цементите одни элементы уменьшают содержание углерода в нем, увеличивая общее количество карбидной фазы, а другие, наоборот, образуют карбиды с высоким содержанием углерода, уменьшая общее количество карбидной фазы. Поэтому некоторые легирующие элементы, снижающие концентрацию углерода перлита, смещают точку сдвига 5 на железоуглеродной диаграмме влево (рис.13, а), напротив, некоторые элементы могут увеличивать концентрацию углерода перлита.、 Углеродистая сталь 12.Механические свойства углеродистых и стальных отливок. Яркий прямоугольник-Oh, кг / мм2, затененный- Ак КГМ / см2 влияние легирующих элементов на свойства стали 63- Переместите точку сдвига 5 вправо(рис. 13.6).

Увеличение или уменьшение содержания углерода в перлите изменяет количество структурных компонентов перлита. Дело в том, что такие стали встречаются очень часто, и в их структуре присутствуют избыточные (вторичные) карбиды, в которых С составляет 0,4-0,5%, и они гиперэвтектоидны. И, наоборот, можно получить такой состав стали, в котором присутствует избыток феррита с содержанием 1,0-1,2% углерода. Я \ Голубь. Голубь. Голубь. Голубь. Голубь. Сталь Саевектоидная доза Сабентоид. Роиться 0.2-0.6 С./ Но… 0.8 1.0 0, б 0.8 1.2 С.% Шесть 1.6 2.0 13.Влияние легирующих элементов и содержания углерода в перлите(схема) Многие легирующие элементы обеспечивают сильные химические соединения, в том числе железо и интерметаллиды.

Интерметаллические соединения могут быть очень трудно отличимы от карбидов в металлографическом анализе. Людмила Фирмаль

Такие интерметаллические соединения, как и основная структура стали, повышают износостойкость и твердость стали, но являются хрупкими фазами, поэтому они часто значительно снижают их вязкость. Из-за ограниченной растворимости элемента в железе полученное интерметаллическое соединение обычно выделяется из пересыщенного твердого раствора в виде мелкодисперсной фазы, которая очень сильно упрочняет сталь. Некоторые легирующие элементы в определенной концентрации (Si, Al, Co и др.) образуют Железо и твердые растворы, в которых атомы в решетке железа расположены в регулярном порядке.

Такие твердые растворы, называемые надстройками, отличаются от неупорядоченных замещающих твердых растворов пониженной прочностью на растяжение, твердостью, пластичностью и вязкостью. При закалке-64 основы * учение о легировании Ной стали При температурах, выходящих за пределы образования надстройки или сильного упрочнения сплава, надстройка исчезает, что приводит к нормальному неупорядоченному замещению твердого раствора.

В легированной стали верхняя структура занимает промежуточное положение между твердым раствором и интерметаллическими соединениями, и, как и последняя, аустенитная сталь используется для отверждения без фазового превращения (например, термостойкость), для улучшения некоторых физико-химических свойств и т. д. н.

Смотрите также:

Материаловедение — решение задач с примерами

2.3 Влияние легирующих элементов на всех этапах термической обработки. Анализ диаграммы состояния системы железо-цементит

Похожие главы из других работ:

Анализ диаграммы состояния системы железо-цементит

2. Материал и вид термической обработки (химико-термической обработки) для детали винт

Виды, режимы и особенности термообработки сплава АМц

1.1 Влияние легирующих элементов на свойства сплава Амц

АМц – алюминиевый деформируемый сплав, где основным легирующим элементом является марганец.(Химический состав сплава Амц представлен в таблице 1) Таблица 1-Химический состав сплава Амц Элементы Процентное содержание Fe до 0,7 Si до 0…

Влияние деформационной и термической обработки на структуру и свойства стали 10Г2ФБ с различным исходным состоянием

3. Влияние термической обработки на структуру и свойства стали

Эффективным средством улучшения свойств низколегированной строительной стали является сочетание легирования с термической обработкой…

Влияние деформационной и термической обработки на структуру и свойства стали 10Г2ФБ с различным исходным состоянием

4. Влияние исходной структуры стали после дополнительной термической обработки

Одним из перспективных направлений получения игольчатого феррита в количестве более 80% в исследованных сталях является повышение однородности распределения легирующих элементов в исходном аустените…

Влияние легирующих элементов на свойства стали

1. Влияние легирующих элементов

Легированные стали Для изготовления режущего инструмента наиболее широко применяют стали 9ХС, ХВГ, ХВСГ, Х12М, химический состав которых приведен в табл. 22. Сталь ХВГ применяют для изготовления инструмента…

Выбор технологии и оборудования термической обработки для сверл малого диаметра из быстрорежущей стали Р6М5

6. Влияние легирующих элементов на протекание структурных превращений при ТО

Быстрорежущие стали, в отличие от легированных и углеродистых сталей, имеют высокую теплостойкость, сохраняя мартенситную структуру и твердость более 60 HRC при нагреве до 600-650°С…

Контроль резьбы при изготовлении деталей

2.2 Влияние легирующих элементов на свойства инструментальной стали

Хром обеспечивает одновременно удовлетворительную прокаливаемость с износостойкостью, а также повышает устойчивость ферритной фазы (т.е. является ферритизатором)…

Проект термического отделения для непрерывного обезуглероживающего и рекристаллизационного отжига изотропной электротехнической стали четвертой группы легирования

2.2 Влияние легирующих элементов на свойства изотропной электротехнической стали

Добавки кремния, фосфора, алюминия и марганца необходимы в основном для повышения удельного электросопротивления материала. Благодаря этому можно существенно снизить потери на вихревые токи и, как следствие, общие удельные потери…

Проектирование гидропривода опрокидывания ковша скрепера

8. Обоснование и выбор всех элементов гидроаппаратуры

Составим эквивалентную схему рабочего хода (рис. 4). Рисунок 4 – Эквивалентная схема рабочего хода Редукционный клапан (КП) – Г54-3: МПа, л/мин. Распределитель (Р) – ВЕ16 574 А В220 Н М УХЛ 4: МПа, л/мин; МПА. Фильтр (Ф) – класс очистки «5»: МПа, 10…

Проектирование отделения для нормализационной обработки изотропной электротехнической стали IV группы легирования

2.2 Влияние легирующих элементов и примесей на магнитные свойства изотропной электротехнической стали.

Кремний Легирование железа кремнием производится с целью изменения его магнитных и электрических свойств путем увеличения удельного электросопротивления, уменьшения констант магнитной кристаллографической анизотропии и магнитострикции…

Свойства металлов. Основные параметры при закалке стали

2. Для изготовления разверток выбрана сталь ХВСГ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите микроструктуру и свойства разверток после термической обработки

Сталь ХВСГ – инструментальная легированная сталь с содержанием 1% углерода. Содержание легирующих элементов (хрома, вольфрама, марганца) – в пределах 1-1,5%. Серы и фосфора – не более 0,035%. Имеет высокие: твердость, прочность и износостойкость…

Свойства металлов. Основные параметры при закалке стали

3. В котлостроении используется сталь 12X1МФ. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование и опишите структуру стали после термической обработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?

Высококачественная сталь 12Х1МФ перлитного класса состоит из 0,8-0,15% С, 0,9-1,2% – хрома, 0,25-0,35% – молибдена, 0,15-0,30% – ванадия. Передел длительной прочности (МПа) при = 80 МПа и =60 МПа…

Сырье в промышленности. Металлорезание

2. Сущность, назначение и виды термической и химико-термической обработки

Термической обработкой стали называется совокупность технологических операций ее нагрева, выдержки и охлаждения в твердом состоянии с целью изменения ее структуры и создания у нее необходимых свойств: прочности, твердости, износостойкости…

Термическая обработка сталей ХВГ, У8, У13

2.2 Влияние легирующих элементов

Никель. Повышает точку А4 и понижает точки А3 и А1точку перлитного эвтектоидного превращения сдвигает влево…

Термическое отделение для непрерывного отжига металла

2.2 Влияние легирующих элементов

Влияние углерода. Углерод ? это основной легирующий элемент, оказывающий влияние на свойства стали, прежде всего механические, так как углерод оказывает упрочняющие действие на сталь…

Влияние легирующих элементов на свойства стали. Основные легирующие элементы :: SYL.ru

Влияние легирующих элементов на свойства стали очень велико. Грамотно используя разнообразные добавки, можно получить самый разный материал, с самыми различными свойствами. Однако чтобы успешно использовать легирующие элементы, необходимо знать, что это такое, как они работают и как называются.

Общее описание веществ

Итак, как уже было сказано, влияние легирующих элементов на свойства стали велико. Что же это за элементы такие? Это вещества, которые вводятся в структуру стали и влияют на ее физические и химические характеристики. Материал, который получен в результате такого вмешательства, называется легированным. Сам же процесс – это технологическая процедура, основная задача которой – это улучшение или изменение изначальных характеристик сырья. Именно благодаря этой процедуре удается изменять любые свойства стали, делая ее пригодной для использования практически в любой сфере деятельности.

Легирующие элементы первого порядка

Естественно, что имеется несколько групп веществ, которые могут оказывать какое-либо действие на материал. В зависимости от степени использования и важности есть основные и вспомогательные реактивы. Влияние легирующих элементов на свойства стали из основной группы очень большое.

Наиболее распространенным считается углерод. Несмотря на то что он используется практически в любой процедуре, его влияние не совсем однозначное. С одной стороны содержание этого вещества в структуре около 1,2% улучшает такие качества, как прочность, твердость и хладноломкость. Однако с ростом этих свойств ухудшаются другие, к примеру, теплопроводность и плотность сырья. Кроме того, даже эти показатели не считаются главными. Как и введение любого другого вещества, добавление углерода в состав стали сопровождается определенной операцией. И вот здесь возникает важная разница. В результате этой процедуры не все реактивы способны сохранить свои компоненты в изначальной форме, некоторые просто теряются. Углерод же, в свою очередь, сохраняется полностью. Другими словами, во время проведения процедуры у операторов есть возможность полного контроля и регулирования количественного содержания этого вещества в структуре.

Другие вещества первой группы

Углерод – это не единственный легирующий элемент, влияющий на свойства стали сильнейшим образом. К основной категории относят также кремний и марганец. Хотя стоит отметить, что, к примеру, добавление кремния всегда очень минимальное, примерно 0,4%, а особых изменений этот реактив в структуру не вносит. Он используется в качестве основного окисляющего и связывающего вещества. Другими словами, эти компоненты являются связующим звеном, которое позволяет добавлять в состав стали другие важные компоненты таким образом, чтобы в итоге получилась целостная и прочная структура.

Элементы второго порядка

Количество веществ, входящих в эту группу, значительно больше. Влияние легирующих элементов на структуру стали из этой группы может быть самым разнообразным. Одним из наиболее используемых веществ стал молибден. Чаще всего эта добавка используется в хромистых сталях. Введение этой присадки значительно влияет на две характеристики стали – это увеличение прокаливаемости, а также значительное понижение порога хладноломкости. Чаще всего стали с содержанием молибдена используются строительной промышленностью. Кроме того, с его помощью создаются молибденовые компоненты. Эти вещества считаются очень эффективными, так как при добавлении их в материал они гарантируют динамическую, а также статическую прочность сырья. В то же время эти компоненты значительно уменьшают вероятность внутреннего окисления.

Еще одним представителем второй категории легирующих компонентов стал титан. Применение этой присадки довольно узкое, а используется она лишь в паре с хромомарганцевыми сплавами. В таких случаях титан способствует измельчению структурных зерен в этом материале. Содержание легирующих элементов, таких как кальций и свинец, к примеру, способствует тому, что процедура резки стали будет проходить гораздо легче. Потому и используются они лишь в тех металлических заготовках, которые после производства нужно будет резать на несколько частей.

Классификация реактивов

Стоит сказать, что кроме условного разделения на такие две категории, как основные и дополнительные элементы, существует более точная классификация. К примеру, это может быть связано с таким признаком, как степень механического воздействия на структуру вещества. По этому признаку все элементы можно разделить на три группы:

  • влияние элементов, в результате которого образуются карбиды;
  • элементы, оказывающие полиморфное влияние на сталь;
  • элементы, введение которых формирует интерметаллические соединения.

Однако здесь очень важно отметить, что влияние реактивов из любой категории этого класса будет зависеть еще и от того, какие сторонние присадки будут присутствовать в сплаве. Кроме того, если углубляться в классификацию легирующих элементов в сплавах, то стоит сказать, что степень полиморфного влияния также можно разделить на несколько групп по характеру их воздействия на материал.

Общее описание улучшений посредством легирования

Если говорить в общем, то имеется несколько категорий, по которым можно разделить все легирующие элементы. Одни будут значительно влиять на механические качества материала, улучшая его технический ресурс. Чаще всего улучшаются такие показатели, как прочность, твердость, пластичность или же прокаливаемость. Еще одним направлением, на которое оказывают влияние эти элементы, являются защитные свойства. Легированная сталь отличается от обычной тем, что она значительно лучше противостоит ударам, у нее значительно выше красностойкость, повышена жаропрочность, а также улучшена стойкость к коррозии.

Некоторые сферы деятельности человека требуют улучшения таких качеств металла, которые можно отнести к электрохимическим. Если необходимо улучшить эту составляющую, то чаще всего акцентируют внимание на повышение электро- и теплопроводности, повышают сопротивляемость к окислению веществ.

Вредные присадки

Естественно, что любой процесс сопровождается еще и негативной стороной. Для легированных сталей такой стороной стало появление фосфора и серы, которые также относятся к легирующим реактивам. Однако от них стараются избавляться, а не добавлять в структуру. К примеру, наличие фосфора в составе железа сохранится даже после того, как пройдет весь процесс легирования. А взаимодействие этих двух компонентов вызывает хрупкость зерен стали. В результате продукт будет иметь более низкую прочность, а также повышенную хрупкость. Хотя стоит отметить, что если будут соединяться элементы фосфора и углерода, то будет улучшаться процесс отделения стружки, что поможет в дальнейшем легче обрабатывать сталь. Поэтому минимальное содержание фосфора все же присутствует в составе сплава.

Из основных легирующих элементов, которые считаются вредоносными, вторым стала сера. Стоит отметить, что содержание этой примеси еще хуже, чем фосфора. В частности это обусловлено тем, что сера нивелирует сопротивляемость металла внешним нагрузкам. Это значит, что наличие этого реактива в составе стали сделает ее менее устойчивой к коррозии, значительно повысит истираемость, а также снизит сопротивляемость усталости металла.

Как проходит легирование

Чаще всего процесс легирования проходит на металлургическом производстве. В расплавленную массу или же шихту добавляют необходимое количество тех веществ, которые были описаны выше. В результате последующей термической обработки происходит процесс соединения отдельных реактивов в цельную структуру и некоторая деформация. Таким образом, происходит улучшение качества сплава.

Подробное описание элементов

Далее будет представлена более подробная характеристика легирующих элементов.

Название легирующего элементаСвойства сплава
ХромНаличие этого вещества в составе сплава увеличивает его прочность и твердость, однако несколько снижается пластичность. Влияет на увеличение такой характеристики, как стойкость к коррозии. Если добавить более чем 13% хрома в структуру, то материал перейдет в группу нержавеющих сталей.

Никель

Введение этого компонента также влияет на увеличение сопротивляемости коррозии. Повышается прочность и пластичность сырья. Увеличивается степень прокаливаемости, а также изменяется коэффициент теплового расширения.
ВольфрамПрисадка в виде вольфрама дает толчок к образованию таких веществ, как карбиды. Эти элементы сильно влияют на такие свойства, как красностойкость и твердость. Кроме того, устраняет процесс роста зерен во время нагрева, а также убирает хрупкость, возникающую во время отпуска изделия.
ВанадийТак же, как и хром, увеличивает прочность и твердость, однако не вызывает ухудшения пластичности. Измельчает зерно. Способствует повышению плотности стали, так как выступает в роли окислителя.
КремнийЕсли ввести в состав стали более 1% кремния, то это значительно увеличит прочность и сохранит вязкость материала. Также с ростом процентного содержания реактива будет увеличиваться электрическое сопротивление.
МарганецВлияние марганца на свойства стали будет происходить лишь в том случае, если его содержание будет также 1% или более. Будет расти твердость, стойкость к износу, повышаться стойкость к ударным нагрузкам. При этом пластичность материала останется прежней.
КобальтСпособствует повышению жаропрочности и магнитным свойствам сырья.
МолибденУсиливает такие характеристики, как красностойкость, упругость и предел прочности. Кроме того, увеличивает сопротивление окислению при повышенных температурах.
ТитанУлучшает прочность, а также плотность стали.
НиобийДобавление ниобия усиливает стойкость к окислению.
АлюминийСпособствует измельчению зерна.
МедьИспользуется для сталей строительного предназначения. Улучшает стойкость к коррозии.
ЦирконийВведение циркония измельчает зерно, а также позволяет получать в результате обработки материал с заранее заданной зернистостью.

Также стоит добавить, что имеется обозначение легирующих элементов, которое служит для того, чтобы можно было быстро понять, какие именно вещества использовались для улучшения структуры.

Что происходит при введении реактивов?

Не стоит думать, что добавление таких веществ не влияет на взаимодействие их между собой. Чем больше вводится разнообразных легирующих веществ, тем сложнее протекает этот процесс. Введение новых элементов создает новые фазы, изменяет процесс термической обработки, приводит к созданию новых структурных составляющих. Также здесь стоит отметить, что все элементы находятся в разном положении. Некоторые находятся в свободном состоянии (медь, свинец), некоторые образуют интерметаллидные соединения – металл-металл и т. д.

Мартенситные стали

Имеется такой вид стали, который относят к мартенситному. Введение определенных легирующих элементов в состав такого материала будет сказываться довольно негативным образом. К примеру, марганец, молибден или хром будут снижать мартенситную точку нагрева, а также способствовать увеличению аустенитного остатка. Эти качества будут негативно сказываться на конечном качестве материала после закалки.

Отпуск сырья

Присутствие легирующих элементов также оставит свой отпечаток и на отпуске стали. Большое количество реактивов будет уменьшать скорость превращения и повышать температуру, требуемую для превращения. По этой причине все легированные сплавы отпускаются при температуре на 100-150 градусов выше, чем обычные.

Подведение итогов

Процесс легирования – это сложный технологический процесс, который используется для улучшения или изменения изначальных характеристик стали. Во время этой процедуры используются основные легирующие элементы или второстепенные. Могут использоваться реактивы из обеих групп сразу. Также стоит помнить о том, что добавление некоторых элементов будет не только улучшать определенные характеристики, но и ухудшать другие. А потому прежде, чем приступить к данному процессу, необходимо проводить тщательные расчеты. Для выполнения этой задачи на заводах и фабриках присутствуют технологи, которые устанавливают состав для каждой марки стали, а также точно определяют количество, какое необходимо добавить в массу, чтобы достичь нужного эффекта.

Влияние легирующих элементов на структуру и свойства улучшаемых сталей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Политехнический институт

Кафедра физики металлов и материаловедения

Контрольная работа № 2

По теме: Влияние легирующих элементов на структуру и свойства улучшаемых сталей.

по учебной дисциплине (модулю)

«МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ»

Уровень профессионального образования: высшее образование – бакалавриат Направление ФММ подготовки:

150100  «Материаловедение и технологии материалов»

Профиль ФММ подготовки:

«Материаловедение и технология новых материалов»

Квалификация выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Выполнил:                                                                        

Группа: 622681                                                                 Федоричев П. В.

Руководитель работы:                                                      Мельниченко Н. В.    

                                        

        

Тула 2021 г.

  1. Краткие сведения из теории

Прочность материала в сложно нагруженном состоянии не является определяющим свойством, так как изменение размеров в упругой области напряжений от изгиба или кручения зачастую бывают больше, чем от растяжения или сжатия. По этим причинам для деталей машиностроения главным свойством, определяющим надёжность работы детали и изделия, является ударная вязкость.

Значение вязкости во многом зависит от легирования не только углеродом, который повышает прочность (твердость) стали в закаленном состоянии, но и от содержания ЛЭ: Mn, Cr, Ni и Mо. Чтобы сталь имела высокую вязкость, она должна иметь ферритную основу, а феррит – мелкозернистое строение. Прочность стали повышает карбидная фаза глобулярной формы.

Принципы легирования улучшаемой стали

В пределах растворимости углерод повышает прочность феррита, но снижает его вязкость. За пределом растворимости он образует карбидную фазу, увеличивая прочность стали, но снижает её вязкость. По этому, улучшаемые стали содержат до 0,5 % С.

 Для улучшения свойств деталей применяют стали легированные Mn, Cr, Ni, которые одновременно повышают прочность и вязкость и элементами способствующими измельчению зерна: Mo, Nb, V. Лучшим сочетанием является комбинация Cr – Ni – Mo.

Mn повышает вязкость феррита при концентрациях до 0,8 %, увеличивает прокаливаемость стали. Недостаток:  Mn – способствует росту зерна, увеличивает содержание остаточного аустенита в закаленной стали.

Cr (до 1 %) является одним из основных ЛЭ. Повышает вязкость и прокаливаемость, незначительно сдерживает рост зерна и при отпуске измельчает карбидную фазу. В сочетание с Mo (~  0,35 %) придает стали достаточно высокую прокаливаемость и мелкое зерно.

Для повышения теплостойкости и прочности деталей используют стали с содержанием Cr более 3 % и пониженным содержании углерода.

Ni – повышает прочность и вязкость стали, снижает температуру хрупко-вязкого перехода, сдерживает рост зерна при нагревании стали, уменьшает чувствительность стали к наличию концентраторов напряжений. В сочетании с Cr, увеличивает прокаливаемость.

Для увеличения прокаливаемости и с целью экономии применяют стали в которых Ni в пределах 1 % заменяют 1 % Mn. Никельсодержащие стали имеют высокую стоимость.

Mo содержащийся в хромоникелевых сталях  подавляет отпускную хрупкость.

Si сильно увеличивает прочность феррита, сдвигает интервал отпускной хрупкости I-го рода в область более высоких температур, что бывает важным для некоторых деталей, от которых требуется высокое значение условного предела текучести.

Недостаток. При концентрациях выше 0,8 % Si снижает ударную вязкость. В сочетании с Cr и Mn вызывает отпускную хрупкость II-го рода.

Взаимодействие ЛЭ с углеродом

ЛЭ образуют твердые растворы с железом и между собой. Важную роль имеет взаимодействие их с углеродом. Способность ЛЭ к образованию карбидов в стали, определяется их сродством к С. Если сродство ЛЭ к С больше, чем у железа, то будет образовываться карбид на основе ЛЭ, а не цементит.

Элементы легирующие. Влияние легирующих элементов на свойства стали и сплавов

В строительстве, промышленности и некоторых направлениях сельского хозяйства можно наблюдать активное применение металлических изделий. Причем один и тот же металл в зависимости от сферы использования раскрывает разные технико-эксплуатационные свойства. Объяснить это можно процессами легирования. Технологической процедуры, в рамках которой базовая заготовка обретает новые качества или улучшается по имеющимся характеристикам. Этому способствуют активные элементы, легирующие свойства которых вызывают химические и физические процессы изменения металлической структуры.

Основные легирующие элементы

Большое, но неоднозначное значение в процессах легирования имеет углерод. С одной стороны, его концентрация в структуре металла порядка 1,2% способствует повышению прочности, твердости и уровня хладноломкости, а с другой – он же снижает теплопроводность и плотность материала. Но даже не это главное. Как и все элементы легирующие, его добавляют при выполнении технологической переработки под сильным температурным воздействием. Однако, далеко не все примеси и активные компоненты сохраняются в структуре после завершения операции. Как раз углерод может оставаться в металле и в зависимости от требуемых характеристик конечного изделия технологи принимают решение о доработке металла или сохранении его текущих качеств. То есть они варьируют уровень содержания углерода посредством специальной операции легирования.

Также в перечень основных элементов легирования можно внести кремний и марганец. Первый вносится в целевую структуру в минимальном проценте (не более 0,4%) и особого влияния на изменение качеств заготовки не оказывает. Тем не менее этот компонент, как и марганец имеет существенное значение как раскисляющее и связующее вещество. Эти свойства легирующих элементов обуславливают базовую целостность структуры, которая еще в процессе легирования делает возможным органичное восприятие других, уже активных элементов и примесей.

Вспомогательные легирующие элементы

В данную группу элементов обычно включают титан, молибден, бор, ванадий и т.д. Наиболее заметным представителем этого звена является молибден, который чаще используют в хромистых сталях. В частности, с его помощью повышается прокаливаемость металла, а также снижается порог хладоломкости. Полезно для строительных марок сталей и применение молибденовых компонентов. Это эффективные легированные элементы в стали, которые обеспечивают динамическую и статическую прочность металлов, устраняя при этом риски внутреннего окисления. Что касается титана, то его применяют нечасто и только для одной задачи – измельчения структурных зерен в хромомарганцевых сплавах. Целенаправленными можно назвать также добавки кальция и свинца. Их используют для металлических заготовок, которые в дальнейшем подвергаются операциям резки.

Классификации элементов легирования

Помимо весьма условного разделения легирующих элементов на основные и вспомогательные, также применяются и другие, более точные признаки различия. Например, по механике воздействия на характеристики сплавов и сталей элементы делятся на три категории:

  • Оказывающие влияние с образованием карбидов.
  • С полиморфными превращениями.
  • С формированием интерметаллических соединений.

Важно учитывать, что в каждом из трех случаев влияние легирующих элементов на свойства интерметаллидов также зависит от сторонних примесей. Например, значение может иметь концентрация того же углерода или железа. Также существует классификация уже элементов полиморфного превращения по характеру воздействия. В частности, выделяются элементы, которые допускают наличие в сплаве легированного феррита, а также их аналоги, способствующие стабилизации оптимального содержания аустенита независимо от температуры.

Влияние легирования на сплавы и стали

Можно выделить несколько направлений, по которым могут быть улучшены качественные характеристики стали. В первую очередь это физические качества, определяющие технический ресурс материала. Легирование в этой части позволяет увеличить прочность, пластичность, прокаливаемость и твердость. Другим направление положительного влияния от легирующих элементов является улучшение защитных свойств. В этом плане стоит выделить сопротивляемость ударам, красностойкость, жаропрочность и высокий порог коррозийного поражения. Для некоторых сфер применения металлы готовят и с учетом электрохимических качеств. В данном случае элементы легирующие могут использоваться для повышения электро- и теплопроводности, сопротивления окислению, магнитопроницаемости и т. д.

Особенности влияния вредных примесей

Типичными представителями вредных примесей являются фосфор и сера. Что касается фосфора, то он при условии соединения с железом способен формировать хрупкие зерна, которые сохраняются после легирования. В итоге полученный сплав утрачивает высокую степень плотности, а также наделяется хрупкостью. Впрочем, соединение с углеродом дает и положительную характеристику, улучшая процесс отделения стружки. Это качество облегчает процессы механической обработки. Сера, в свою очередь, является еще более опасным веществом. Если влияние легирующих элементов на сталь в целом призвано улучшать сопротивляемость материала внешним воздействиям, то данная примесь нивелирует эту группу качеств. Например, ее высокая концентрация в структуре приводит к увеличению истираемости, снижению сопротивления усталости металла и минимизации коррозионной стойкости.

Технология выполнения легирования

Обычно легирование выполняется в рамках металлургического производства и представляет собой внесение в шихту или массу расплава дополнительных элементов, которые рассматривались выше. В результате термической обработки в структуре происходят химические и физические процессы соединения отдельных веществ, а также деформации. Таким образом, элементы легирующие позволяют улучшать качества металлургических изделий.

Заключение

Легирование является сложным технологическим процессом изменения характеристик металла. Сложность его главным образом заключается в первичном подборе оптимальных рецептов для достижения желаемого набора свойств заготовки. Как уже говорилось, влияние легирующих элементов разнопланово и неоднозначно. Один и тот же компонент активной добавки может, например, одновременно улучшать прочность металла и ухудшать его теплопроводность. Задача технологов заключается в разработке выигрышных комбинаций элементов, которые позволят сделать металлическую деталь или конструкцию наиболее приемлемой по своим качествам с точки зрения использования в конкретных целях.

Влияние легирующих элементов на свойства стали

В этой статье мы поговорим о влиянии легирующих элементов на свойства стали.

Общий эффект легирующих элементов:

Уже было замечено, что и феррит, и цементит будут присутствовать в углеродистой стали в равновесии при комнатной температуре; феррит представляет собой мягкую составляющую, а цементит – твердую. Кроме того, именно форма и распределение карбидов в железе (а не простое присутствие цементита) делает сталь твердой.

Также было замечено, что можно растворить весь карбид в аустените путем нагревания стали в области GSEN, а затем получить желаемый размер и распределение карбидов в феррите путем подходящего охлаждения в диапазоне охлаждения (т.е. лечение).

Если содержание углерода в стали равно 0,8% (эвтектоидный состав), при ее медленном охлаждении до критической температуры образуется структура, известная как перлит с чередующимися пластинами феррита и цементита (поскольку обе эти составляющие в данном случае отбрасываются одновременно).

Если содержание углерода менее 0,8 % (гипоэвтектоидный состав), то сначала отбраковывается свободный феррит до тех пор, пока состав остального аустенита не достигнет 0,80 % углерода, после чего снова произойдет одновременное отбраковывание как феррита, так и карбида, в результате чего образуется структура, состоящая из участков свободного феррита и участков перлита.

При содержании углерода более 0,8 % (заэвтектоидный состав) и такой стали медленно охлаждается до критической области, цементит выбрасывается по границам аустенитных зерен, образуя цементитную сетку до тех пор, пока не образуется аустенит, содержащий 0.8% углерода, при котором снова образуется перлит; полученная структура, таким образом, состоит из областей перлита, окруженных тонкой карбидной сеткой.

При высокой скорости охлаждения расстояние между пластинками перлита становится меньше, а карбид больше диспергируется, что препятствует проскальзыванию кристаллов железа и делает сталь твердой. Когда скорость охлаждения очень высока (закалка), углерод не успевает выделиться в виде карбида, и аустенит превращается в высоконапряженную структуру, перенасыщенную углеродом, называемую мартенситом, который очень твердый и хрупкий.

При нагреве этого мартенсита до температуры несколько ниже критической карбид выделяется в виде мелких сфероидов (размер которых напрямую зависит от температуры), образующаяся структура становится пластичной, а твердость снижается.

Хотя характерное поведение углеродистой стали стирается добавлением легирующих элементов (которые добавляются для существенного изменения свойств углеродистой стали), тем не менее, они по-прежнему обязаны своими отличительными характеристиками содержащемуся в них углероду.

Любая сталь всегда содержит только две составляющие: феррит и карбид. Единственный способ, которым легирующие элементы могут повлиять на свойства стали, – это изменить дисперсию карбида в феррите, изменить свойства феррита или изменить свойства карбида.

У простых углеродистых сталей невозможно добиться равномерной твердости по всему сечению крупного образца даже при критических закалочных средах. Прокаливаемость простых углеродистых сталей можно повысить добавлением легирующих элементов, не прибегая к резким операциям закалки, которые в противном случае могут привести к растрескиванию и короблению.

Такие элементы, как молибден, вольфрам и ванадий, присутствуют в виде карбидов в аустените и препятствуют агломерации карбидов в мартенсите отпуска. Наличие этих стабильных карбидообразующих элементов позволяет использовать более высокие температуры отпуска без ущерба для прочности. Это позволяет этим сплавам иметь большую пластичность при заданной прочности, чем простые углеродистые стали.

Присутствие в твердом растворе феррита легирующих элементов, таких как фосфор, кремний, марганец, никель, молибден, вольфрам и хром, повышает прочность металла.Алюминий влияет на размер аустенитного зерна. Мартенсит, образованный из мелкозернистого аустенита, обладает значительно большей ударной стойкостью, чем образованный из крупнозернистого аустенита.

Оксиды, образующиеся при раскислении стали различными элементами, по-видимому, препятствуют росту зерна около критической температуры в значительном диапазоне температур. Наличие мелкодисперсных карбидов в аустените, по-видимому, оказывает аналогичное влияние на размер аустенитного зерна, поэтому элементы, образующие такие стабильные карбиды, также будут способствовать образованию мелкозернистого аустенита.

Ниже приведены причины легирования различных элементов в стали:

(i) Для замедления скорости превращения аустенита в перлит при закалке, чтобы обеспечить достаточное время для полного затвердевания толстых участков (без использования закалки, которая настолько резкая, что вызывает разрушающие трещины в стали).

Металлы, способствующие этому эффекту, — Mn, Cr, Mo, W, Ni, Si.

(ii) Для обеспечения более высокой твердости при высоких температурах (Mo, Cr, V, W).

(iii) Для обеспечения более высокой прочности при повышенных температурах (Mn, Ni, Si, C, Cr, Mo).

(iv) Для подавления роста зерен в аустените во время термической обработки (V, Al).

(v) Для обеспечения коррозионной стойкости (Cr, Ni).

(vi) Для обеспечения дополнительных твердых абразивных частиц для повышения износостойкости (V, Mo, Cr, W).

(vii) В сочетании с кислородом для предотвращения образования газов (Si, Al, Ti).

(viii) Для соединения с серой, которая в противном случае вызывает хрупкость (Mn).

(ix) Для улучшения механических свойств (S, P, Pb).

Обычно W, Mo, V и Cr достигают вышеуказанных свойств за счет образования карбидов, нерастворимых в феррите; Si, Mn, Ni, Co и Cr, растворяясь в феррите; Si, Al, Ti, Mn, S, P, Pb способствуют достижению этих свойств за счет образования нерастворимых в феррите включений.

Эффект отдельных элементов:

(i) Никель:

Он растворим во всех пропорциях как в альфа-, так и в гамма-формах железа.Укрепляет и делает ферритовую фазу более жесткой. Он придает стали эластичность, твердость и сопротивление усталости. Это снижает точки превращения и эвтектоидный состав. Уменьшает деформацию при закалке и повышает коррозионную стойкость.

Если содержание углерода низкое, то около 3% никеля достаточно, чтобы сделать сталь прочной. Если сталь должна быть прочной и поддаваться закалке в масле, то используется до 5% никеля. Если количество никеля слишком велико, то при закалке слишком быстро образуется мартенсит, и сталь будет слишком хрупкой и твердой.Цементируемые стали, содержащие никель, не подвержены росту зерен при науглероживании и не всегда требуют рафинирующей обработки.

Некоторые нержавеющие и жаропрочные стали производятся путем добавления около 8% никеля с хромом, поскольку эти два элемента предотвращают разрушение аустенита при охлаждении до комнатной температуры. Никель часто включают в качестве легирующего элемента в тяжелые поковки и высокопрочные конструкционные стали, которые закаляются при охлаждении на воздухе, а не при закалке в масле.

(ii) Хром:

Образует сложный ряд карбидов хрома в стали, улучшая тем самым глубину закалки металла и повышая его стойкость к истиранию и износу. Эти карбиды очень твердые. Хром улучшает износостойкость и режущую способность. Это увеличивает превращение A 3 и снижает содержание углерода в эвтектоидном составе.

Комбинация никеля и хрома используется для улучшения механических свойств стали.

Хром противодействует склонности никеля к графитизации стали, стабилизируя карбид железа, поэтому и Cr, и Ni вместе встречаются в сталях. Хром имеет тенденцию способствовать увеличению структуры и усложняет термическую обработку, и этому противодействует никель, который уменьшает размер зерна.

Коррозионностойкие и жаростойкие стали содержат очень высокий процент хрома.

(iii) Молибден:

Может образовывать твердый раствор в ферритной фазе сталей.Он также может образовывать сложные карбиды с определенным соотношением углерода и молибдена. Он повышает точку трансформации A 3 . Молибден также соединяется с углеродом и способствует прокаливаемости.

Стали, содержащие хром и никель, обладают отпускной хрупкостью, т. е. становятся хрупкими при выдержке при температуре от 250 до 500 °С, и поэтому их ударопрочность при этих температурах ухудшается. Эту проблему можно решить, добавив около 0,25% молибдена. Добавление молибдена также препятствует росту зерен в стали при высоких температурах, делая сталь более мелкозернистой и прочной.

(iv) Марганец:

Является легирующим элементом, если его присутствующее количество превышает количество, необходимое для раскисления. Образует карбид марганца. Он растворим в альфа- и гамма-железе. Увеличивает глубину жесткости. Стали, содержащие от 1 до 1,5 % углерода и от 11 до 14 % марганца, устойчивы к износу, легко упрочняются и устойчивы к истиранию при ударах. Противодействует действию серы.

(v) Кремний:

Считается легирующим элементом, если его количество превышает количество, необходимое для раскисления.Кремний растворяется в ферритовом компоненте. При его использовании до 2,5% повышается прочность без снижения пластичности.

(vi) Ванадий:

Образует карбиды со сталью. Придает стали прочность и твердость. Улучшает качество закалки стали. Он повышает точки превращения и снижает содержание углерода в эвтектоидах. Он используется для обеспечения мелкозернистой структуры в широком диапазоне температур.

(vii) Бор:

Бор добавляется в количестве от 0.0005 до 0,001%. Улучшает твердость и механические свойства стали. Это также улучшает прокатные качества стали.

(viii) Алюминий:

Используется как эффективный раскислитель. Его добавление контролирует рост зерна. В азотированных сталях его используют от 0,9 до 1,5 % для поверхностного упрочнения за счет образования стабильного нитрида алюминия.

(ix) Вольфрам:

Повышает твердость при резании и магнитную стойкость. Это также вызывает измельчение зерен.Он повышает температуру размягчения примерно до 600°C. 18% вольфрама используется в быстрорежущей стали, материале режущего инструмента.

(x) Медь:

Добавляется (от 0,2 до 0,5%) для повышения стойкости к атмосферной коррозии, а также в качестве упрочняющего агента.

(xi) Фосфор:

В низкоуглеродистых сталях улучшает обрабатываемость.

В таблице ниже показано использование различных хромоникелевых низколегированных сталей:

Согласно BIS, пять типов широко используемых стальных отливок обозначаются следующим образом:

(a) Отливки из нелегированной стали — CS с указанием минимальной прочности на растяжение в кг/мм 2 .

(b) Нелегированные специальные и стальные отливки с высокой магнитной проницаемостью — CSM с указанием минимальной прочности на растяжение в кг/мм 2 .

(c) Отливки из легированной стали — CS, за которыми следует важное содержание легирующих элементов и их количество, указанное в процентах после минимального значения предела прочности при растяжении.

(d) Отливки из жаропрочной стали — CSH.

(e) Отливки из коррозионностойкой стали — CSC.

За пунктами (d) и (e) следуют минимальный предел прочности при растяжении и содержание легирующих элементов.

Влияние легирующих элементов на сталь

Стали производятся путем легирования железа углеродом. Переработка железной руды или лома может использоваться для производства стали. Производимая жидкая сталь формуется в виде слитка путем литья или в виде заготовки или блюма методом непрерывной разливки. Легирующие элементы играют очень важную роль в свойствах стали. Особенно в последние 2 века человечество очень хорошо извлекло выгоду из стали и легирующих элементов. Мы можем исследовать этот процесс сплавления по сбалансированной диаграмме железо-углерод.Железо и углеродистые сплавы можно разделить на сталь и чугун. Мы называем сталью сплавы, образованные с содержанием углерода до 2,14% в железе. От этого состава до содержания углерода 6,7% по массе это чугун. Эвтектическое превращение происходит при 727°С при содержании углерода 0,76% по массе.

Углерод является основным легирующим элементом стали. При легировании могут образовываться некоторые примеси и в нем могут содержаться небольшие количества других элементов в результате воздействия внешних факторов.Мы можем классифицировать стали 3 различными способами в зависимости от их состава:

1. Углеродистые стали;

  • Низкоуглеродистые стали (C <0,25%)
  • Среднеуглеродистые стали (0,25%
  • Высокоуглеродистые стали (0,55%

2. Легированные стали;

Низколегированные стали содержат в своем составе менее 5 % легирующих элементов.

Высоколегированные стали содержат в своем составе более 5% легирующих элементов.

3.Стали по легирующему элементу в их составе;

  • Нержавеющая сталь
  • Марганцевая сталь
  • Хромоникелевая сталь

Сталь; Он используется во многих различных областях, таких как кухонная техника, бытовая техника, автомобильная, нефтяная промышленность, кожевенная промышленность, химическая промышленность, детали насосов и компрессоров, авиация, атомная промышленность. Некоторые изменения внесены в функции в соответствии с областями использования. Свойства стали различаются в зависимости от состава углерода и легирующих элементов.Каждый легирующий элемент придает стали разные свойства с разной скоростью. Производители, с другой стороны, производят материалы, которые соответствуют ожиданиям, корректируя эти составы в соответствии с ожиданиями в области использования материала, который они производят. Ожидать, что материал придаст все свойства наилучшим образом, очень сложно и очень дорого. Поэтому очень важно определить область использования и какие функции наиболее важны при этом использовании.

Например, при проектировании смесителя для домашнего использования этот материал будет часто контактировать с водой.По этой причине высок риск коррозии. Коррозионная стойкость материала должна быть высокой. Он не будет нести никаких запасных частей на материале. По этой причине не требуется очень большая прочность на сжатие.

Легирующие элементы и их влияние на сталь

Углерод, основной легирующий элемент стали; Повышает механические свойства, такие как прочность, твердость и механическое сопротивление. Но, помимо этого повышения, ковкость, пластичность и ударная вязкость снижаются.Кроме того, прочность на растяжение может увеличиваться до определенного предела. Увеличение содержания углерода в составе стали снижает пластичность материала, то есть вызывает у него хрупкие свойства. Существует риск растрескивания высокоуглеродистых сталей из-за остаточного аустенита, который возникает после применения термической обработки. Это отрицательно сказывается на ковочных и свариваемых свойствах стали.

Хром является наиболее часто используемым легирующим элементом в стали.Наиболее важной особенностью стали является то, что она придает стали свойства нержавеющей стали благодаря яркому оксидному слою, который он образует на поверхности стали. В составе нержавеющей стали примерно 12% хрома. Хром также увеличивает твердость благодаря карбидам, которые он создает в стали. Хотя он увеличивает прочность на растяжение и термостойкость, как углерод, он также снижает пластичность.

Никель может присутствовать в стальных материалах в количестве до 5% от массы композиции.Никель улучшает твердость и прочностные свойства материала, не снижая пластичности и ударной вязкости, в отличие от хрома и углерода. Он широко используется в нержавеющей стали.

Марганец улучшает механические свойства сталей. Повышает прочность и снижает пластичность. Повышает пластичность, реагируя с серой, содержащейся в композиции. Если смотреть с термической точки зрения, это увеличивает глубину закалки. Способность марганца повышать твердость и прочность также зависит от углеродного состава материала.Это также может привести к увеличению свариваемости материала.

Сера является нежелательным легирующим элементом, кроме автоматной стали. Потому что это делает сталь хрупкой. По этой причине эффект минимизируется при взаимодействии с марганцем. Желательно, чтобы он был в составе, так как он облегчает механическую обработку сталей, предназначенных для свободного резания.

Кремний используется в качестве кислородного и дегазирующего агента в процессе производства. Он также обеспечивает плавность литья. Улучшает магнитные свойства стали и повышает ее жаропрочность.Хотя он увеличивает прокаливаемость и износостойкость материала, он отрицательно влияет на качество поверхности.

Молибден: Используется для предотвращения отпускной хрупкости в сталях, содержащих молибден, низкое содержание хрома и никель. Повышает жаропрочность стали. Молибден усиливает действие других легирующих элементов. По этой причине его популярно использовать не в одиночку, а с другими легирующими элементами. Молибден соединяется с углеродом, образуя карбид.Поскольку карбиды увеличивают твердость, обычно используют инструментальные стали.

Ванадий ; повышает прочность, твердость и износостойкость сталей. Добавление небольшого количества ванадия может предотвратить укрупнение зерна. Процессы отпуска и размягчения после термической обработки результатов не дают. По этой причине он широко используется в инструментальных сталях.

Вольфрам; повышает износостойкость, твердость и ударную вязкость сталей. Обеспечивает горячую обработку и эффективность резки материала при высоких температурах.По этой причине он популярен в инструментальных сталях и быстрорежущих сталях. Предпочтительно использовать в конструкции жаропрочные стали.

Кобальт замедляет укрупнение зерна при высоких температурах. Повышает термостойкость материала и прочность при высоких температурах. По этой причине он предпочтителен в инструментальных сталях.

Алюминий используется в качестве раскислителя. Обладает функцией измельчения зерна, поэтому предотвращает рост аустенитных зерен. Повышает устойчивость к старению.По этой причине листы глубокой вытяжки содержат в своей структуре алюминий.

Фосфор , как и сера, делает сталь хрупкой. По этой причине фосфор тоже нежелателен. Повышает прокаливаемость стали. Но это вызывает огромное падение пластичности. Это снижение больше наблюдается в высокоуглеродистых сталях.

Медь придает стали коррозионную стойкость и твердость. Но при этом очень сильно снижает пластичность. По этой причине максимальное значение поддерживается равным 0.5% в составе.

Азот повышает прочность и твердость. Повышает твердость за счет образования нитрида в структуре стали. Это облегчает процесс обработки. Это увеличивает хрупкость.

Артикул

Влияние обычных легирующих элементов

Легирующий элемент может изменять механические и химические свойства стали. Сплавы регулярно используются для корректировки различных свойств стали, чтобы сделать ее более жизнеспособной.Смесь углерода и железа, сталь приобретает такие преимущества, как коррозионная стойкость и повышенная прочность при легировании другими элементами. Многие элементы могут быть легированы сталью; ознакомьтесь с этим руководством по влиянию этих распространенных легирующих элементов.

 

Хром

 

Хром является одним из наиболее распространенных элементов, используемых для создания стального сплава, и поэтому он является одним из самых распространенных металлов в доме. Когда более 11 процентов стального сплава состоит из хрома, его называют нержавеющей сталью.Нержавеющая сталь очень устойчива к коррозии, а также невосприимчива к окислению. Он прочнее и тверже обычной стали и может без проблем обрабатываться при достаточно высоких температурах.

 

Ванадий

 

Ванадий — еще один элемент, который обычно используется для создания стальных сплавов. Ванадий придает стали повышенную прочность и твердость, после чего она становится более износостойкой и лучше выдерживает ударные нагрузки. Это связано с тем, что ванадий сдерживает рост зерна — меньший размер зерна обеспечивает лучшую ударопрочность.Этот сплав чаще всего используется для высокоскоростных металлорежущих инструментов.

 

Марганец

 

Марганец используется для легирования стали для металлов, которые необходимо ковать. Марганец придает стали более высокую прочность, лучшую твердость и большую износостойкость. Это верно даже при очень высоких температурах. В результате из металлического сплава можно формовать различные изделия с большей легкостью, чем из других металлических сплавов или только из стали.

 

Никель

 

Добавление никеля к стали — еще одно распространенное изобретение.Добавление достаточного количества никеля превращает сталь в так называемую аустенитную нержавеющую сталь, которая является более прочной и твердой, но не менее пластичной. Обладает высокой коррозионной стойкостью даже при экстремальных температурах. Сплавы никелевой стали уникальны тем, что могут сохранять свою прочность даже при экстремально низких температурах. Температурный диапазон в сплаве никелевой стали один из самых разнообразных.

Для всех ваших потребностей в металлических сплавах ищите надежного поставщика металлических сплавов. Здесь, в Wieland Diversified, мы стремимся предоставить именно то, что вам нужно.

Легирующий элемент – обзор

Одним из недостатков этого подхода является то, что он не учитывает другие немартенситные составляющие, такие как доэвтектоидный феррит и перлит или бейнит. Это особенно проблематично для сталей с более высокой прокаливаемостью, где разница в прокаливаемости, полученная по критерию 50% и по критерию 99,9% мартенсита, может быть значительной ( 18 ). Поэтому некоторые авторы использовали более высокий критерий трансформации, например, 90%, используемый Grange для исследований средне- и высокоуглеродистых сталей ( 19 ) и Hwang et al.для бористых сталей ( 20 ).

По критерию прокаливаемости стали можно классифицировать как поверхностно-упрочняемые или глубоко упрочняемые (или сквозную закалку) ( 21 ). Стали с малой закалкой обычно имеют очень ограниченную глубину закалки и обычно определяются как стали, критический диаметр которых составляет менее 1 дюйма (25 мм), и включают в себя простые углеродистые стали с низким содержанием Mn и Si и других легирующих элементов ( 22 ). Для сталей глубокой закалки твердость поперечного сечения одинакова на всем протяжении.Некоторые легированные стали относятся к категории глубоко закаленных, например, инструментальные стали и быстрорежущие стали (HSS). Инструментальные стали используются в основном для изготовления инструментов, используемых в производственных процессах, а также для обработки металлов, дерева и пластмасс. Быстрорежущие стали изготавливаются на основе молибдена и вольфрама и используются для высокоскоростной обработки, такой как высокоскоростная обработка, отрезные инструменты (ножи, сверла, фрезы и т. д.) и валки для холодной прокатки. Примеры сплавов быстрорежущей стали включают M2, M4 и M42.Прокаливаемость большинства среднеуглеродистых низколегированных сталей занимает промежуточное положение между этими двумя классами сталей. Это обсуждение будет сосредоточено главным образом на прокаливаемости простых углеродистых и среднеуглеродистых низколегированных сталей.

12.03.2.3.1 Влияние состава стали и размера зерна

Легирующие элементы вводят в сталь по одной или нескольким из следующих причин: (1) для улучшения механических свойств путем контроля прокаливаемости и обеспечения более высокой температуры отпуска при сохранении высокая прочность и пластичность; (2) для улучшения механических свойств при высоких или низких температурах; (3) для повышения устойчивости к химическому воздействию или термическому окислению; и (4) влиять на особые свойства, такие как магнитная проницаемость и поглощение нейтронов ( 23 ).Из них улучшение механических свойств является одним из наиболее важных, а добавление легирующих элементов улучшает механические свойства за счет изменения размера диспергированных карбидов в феррите и за счет изменения свойств фаз феррита и цементита. Присутствие легирующих элементов в стали помогает уменьшить потребность в быстром закалочном охлаждении, которое обычно необходимо для низкопрокаливаемых углеродистых сталей. Снижение скорости охлаждения, необходимой для достижения желаемой твердости, также снижает вероятность деформации и растрескивания.Кроме того, присутствие легирующих элементов обычно увеличивает глубину упрочнения, тем самым увеличивая потенциал для полного упрочнения толстых профилей.

Хотя углеродистые стали в основном содержат углерод в качестве легирующего элемента, легированные стали могут содержать ряд потенциальных легирующих элементов, как показано в таблице 3 ( 24 ). Влияние состава стали на прокаливаемость изучалось многими авторами ( 16 , 25 , 26 ), но методология, используемая до сих пор, практически не изменилась с тех пор, как ее впервые предложил Гроссманн ( 27 ).В этой работе было показано, что прокаливаемость зависит от размера зерна и состава стали и была рассчитана с точки зрения «идеального критического диаметра» ( D I ), который, как обсуждалось ранее, определялся как наибольший стержень. диаметр, который может быть закален с образованием 50% мартенсита в центре после закалки в «идеальной» закалке, то есть при бесконечной жесткости закалки. Это микроструктурное определение, и здесь нет ссылки на твердость ( 28 ). Использование измерений твердости для определения положения, в котором возникает 50% мартенсита, не учитывает тот факт, что немартенситные структуры могут быть перлитными или бейнитными, каждая из которых вносит свой вклад в общую твердость после закалки.Идеальная закалка – это та, при которой температура поверхности аустенитизированной стали мгновенно снижается до температуры закалочной ванны ( 27 ). В этих условиях скорость охлаждения в центре стержня зависит только от коэффициента температуропроводности стали.

Таблица 3. Эффекты легирующих элементов на стальных свойствах A

Element B, C, D Эффект на стальные свойства B
Boron (B) Небольшие количества значительно повышают прокаливаемость.Стали, обработанные бором, обычно содержат 0,0005–0,003% бора. Хотя бор эффективен для низкоуглеродистых легированных сталей, его эффективность снижается с увеличением содержания углерода. Бор не рекомендуется для сталей, содержащих >0,6% углерода.
Марганец (Mn) Повышает прокаливаемость и является карбидообразующим (Mn 3 C) выше порогового значения. В сплавах конструкционных сталей марганец существенно увеличивает критическую скорость охлаждения и, следовательно, способствует глубокой закалке.
Никель (Ni) Повышает прокаливаемость за счет снижения критической скорости охлаждения, необходимой для получения упрочнения в результате закалки, и влияет на превращение аустенита путем понижения температуры A c и A r Никель не образует карбидных структур. В сочетании с хромом никель дает легированные стали с более высокими коэффициентами упругости, большей прокаливаемостью, более высокой ударной вязкостью и сопротивлением усталости, чем это возможно с углеродистыми сталями.
Хром (Cr) Хром является сильным карбидообразователем, и в присутствии углерода и железа хром образует сложную серию карбидных структур. Сложные карбиды хрома медленно растворяются в аустените. Хром значительно повышает прокаливаемость и повышает устойчивость к окислению и коррозии, а также увеличивает критическую температуру Ac 3 . Если используется достаточное время аустенизации, хром обеспечивает существенное улучшение глубины закалки, поскольку снижается критическая скорость охлаждения.
Молибден (Mo) Молибден повышает критическую температуру Ac 3 в конструкционных сталях при концентрациях 0,1–0,60 % и в зависимости от содержания молибдена и углерода может образовывать сложные карбидные структуры. Повышает прокаливаемость и более эффективен, чем хром, но часто используется в сочетании с никелем и/или хромом. В твердом растворе молибден снижает скорость превращения, что увеличивает глубину упрочнения.
Ванадий (V) Ванадий является сильным карбидообразующим элементом.Повышает прокаливаемость и способствует более мелкому размеру зерна. Присутствие ванадия снижает рост зерна при высоких температурах. Ванадий оказывает вторичное упрочняющее действие при отпуске и повышает твердость при повышенных температурах.
Кремний (Si) Кремний увеличивает критическую температуру на величину, которая зависит от содержания углерода; поэтому требуемые температуры аустенизации повышаются. Кремний не является карбидообразователем. Обеспечивает относительно небольшое увеличение прокаливаемости и упрочняет низколегированные стали, но в основном используется в низких концентрациях в качестве мощного раскислителя.

Приняв «полуотверждение» в качестве критерия упрочнения, мы можем оценить прокаливаемость, умножив базовое значение, которое является функцией содержания углерода, на коэффициент умножения, зависящий от прокаливаемости ( f ). Для заэвтектоидных сталей прокаливаемость зависит от квадратного корня из содержания углерода, которое становится базовым для этих расчетов. Это базовое значение относится к размеру идеального круглого стержня, который наполовину затвердеет в центре ( 16 ).Влияние небольших количеств различных элементов на образование перлита или бейнита при закалке углеродистой стали изучалось в ( 25 ). Идеальный критический диаметр можно рассчитать по формуле:

DI=DIBase(концентрация углерода и размер зерна)×fMn×fSi×fCr×fMo×fV×fCu×fNi×fX

, где f X – мультипликативный коэффициент для конкретного замещения. растворенный легирующий элемент. Значение D IBase и коэффициенты легирования приведены в таблице 4 ( 1 ).( Примечание : Это не исчерпывающий список факторов легирования, но он содержит те, которые обычно встречаются, и они позволяют проводить расчеты, иллюстрирующие влияние изменений химического состава стали на прокаливаемость.)

Таблица 4. Коэффициенты сплавов для расчета идеального Диаметр

7 Летяж фактор F x , где элемент x –0
Carbon% База идеального диаметра ( D I ) Для следующего размера зерна
№6 № 7 № 8 Mn Si, Ni Cr Мо
0,05 0,0814 0,0750 0,0697 1,167 1,035 1.018 1.1080 1.15
0.10 0.1153 0.1095 0,0995 1.0995 1.070 1.0360 1.036 1.2160 1.30
0,15 0,1413 0,1315 0,1212 1,500 1,105 1,055 1,3240 1,45
0,20 0,1623 0,1509 0,1400 1,667 1,140 1.073 1.4320 1.60
0,25 0.25 0.1820 0.1678 0.1560 1.833 1.175 +1,091 1,5400 1,75
0,30 0,1991 0,1849 0,1700 2,000 2,210 1,109 1,6480 1,90
0,35 0,2154 0.2000 0.1842 2.167 1.245 1.245 1.128 1.7560 2.05
0,2300370 0,2300 0.2130 0.1976 2,333 1,280 1,246 1,8640 2,20
0,45 0,2440 0,2259 0,2090 2,500 1,315 1,164 1,9720 2,35
0.50 0.2580 0.2380 0.2200 0,2200 2.667 1.350 1.182 2.0800 2.0800 2.50
0.55 +0,2730 0,2510 0,2310 2,833 1,385 1,201 2,1880 2,65
0,60 0,284 0,262 0,2410 3000 1,420 1,219 2.2960 2.80
0,295970 0.295 0.295 0.273 0.2551 0.2551 3.167 1.455 1.237 2.4040 2,95
0,70 0,306 0,283 0,260 3,333 1,490 1,255 2,5120 3,10
0,75 0,316 0,293 0,270 3,500 1.525 1.273 2.6200 2.6200 3.25
0.326 0.326 0.303 0.278 3.667 1.560 +1,291 2,7280 3,40
0,85 0,336 0,312 0,287 3,833 1,595 1,309 2,8360 3,55
0,90 0,346 0,321 0.296 4.000 1.630 1.321 1.9440 2.9440 3.70
0,95 4.167 1,665 1,345 3,0520
1,00 4,333 1,700 1,364 3,1600

Диаметр идеальной ( D I ) рассчитывается по сравнению с: D I = D IC · F MN · F Si · F NI · F Cr · f Mo ; где D IC — коэффициент D I для углерода, а f — коэффициент для легирующего элемента.

В качестве альтернативы коэффициент умножения ‘ f ‘, который изменяется линейно, может быть рассчитан по формуле:

f=1+ax

, где a – константа для каждого элемента, а x – массовый процент (%) элемента, присутствующего в стали. Эти факторы приведены в таблице 5 ( 16 ).

Таблица 5. Влияние углеродных и легирующих элементов на отвержденность

Элемент Фактор жемчуждения Фактор бейнитовой ограды
50% Pearlite или бейнит 0.338 × (% C) 0.5 0,494 × (% C) 0.5
по существу все мартенсит 0,254 × (% C) 0,254 × (% C) 0.5 0,272 × (% C) 0.5
Марганец 1 + 4.10 × (% MN) 1 + 4.10 × (% MN)
фосфор 1 + 2,83 × (% p) 1 + 2,83 × (% p)
Сера 1 – 0,62 × (%S) 1 – 0,62 × (%S)
Кремний 1 + 0.64 × (% Si) 1 + 0,64 × (% Si)
Chromium 1 + 2.33 × (% CR) 1 + 1.16 × (% CR)
Никель 1 + 0,52 × (% Ni) 1 + 0,52 × (% Ni)
MolyBdenum 1 + 3.14 × (% MO) 1 1
Медь 1 + 0,27 × (% CU) 1 + 0,27 × (%Cu)

Эти расчеты предполагают размер зерна ASTM, равный 7. важных ограничений этого подхода для оценки прокаливаемости стали.Одна потенциальная проблема заключается в том, что коэффициент умножения, присвоенный элементу, не всегда прямо пропорционален общему количеству этого элемента. Еще одно потенциальное ограничение мультипликативного подхода заключается в том, что существует вероятность эффектов взаимодействия, так что, когда два или более элементов присутствуют вместе, их суммарный эффект может отличаться от того, если бы только один из элементов присутствовал по отдельности ( 28 , 29 ).

Ятчак использовал 90% мартенсита в качестве критерия прокаливаемости вместо 50% мартенсита для высокоуглеродистых сталей из-за влияния углерода на прокаливаемость.Для высокоуглеродистых сталей (0,60–1,10 % С) при определении прокаливаемости необходимо также учитывать температуру аустенизации. В этих высокоуглеродистых сталях часть углерода может оставаться в карбидах, а не в растворе в аустените, в зависимости от температуры аустенизации. При более высоких температурах аустенизации растворяется больше карбидов, что увеличивает прокаливаемость, как показано на рисунках 60–62.

По этой причине данные Ятчака были ограничены теми сталями, которые были закалены от 925 °C (1700 °F) ( 28 , 30 ).

Доан также показал в своем обзоре, что влияние марганца до 1% больше для низкоуглеродистых или высокоуглеродистых сталей, чем для среднеуглеродистых сталей ( 28 ). Влияние кремния может сильно варьироваться в зависимости от содержания углерода и намного больше в высокоуглеродистых сталях, чем в низкоуглеродистых. Кроме того, величина влияния никеля на прокаливаемость зависит от содержания углерода, и это влияние больше всего проявляется в среднеуглеродистых сталях. Ятчак сообщил, что существует взаимодействие между марганцем и никелем для сталей, аустенитизированных при температуре ниже 925 °C (1700 °F) ( 30 ).Если никель присутствует в концентрациях более 0,75%, наблюдается синергетический эффект никеля и молибдена в низкоуглеродистых сталях.

Наконец, Доан также сообщил, что влияние хрома на прокаливаемость является наибольшим в среднеуглеродистых сталях, хотя влияние все еще велико для низкоуглеродистых и науглероженных сталей ( 28 , 29 ). При более низких температурах аустенизации влияние хрома на прокаливаемость меньше из-за стабильности образующихся карбидов.

Таким образом, мультипликативный подход к оценке прокаливаемости стали с использованием коэффициентов, разработанных Гроссманном, обеспечивает хорошее приближение к D I для среднеуглеродистых низколегированных сталей с использованием критерия 50% мартенсита. Однако есть исключения, которые могут привести к значительным ошибкам, например, хромомолибденовые стали. Факторы и подход, использованные Ятчаком, обычно предпочтительны для углеродистых сталей, содержащих 0,60–1,10% углерода, в дополнение к высокоуглеродистым поверхностным слоям, присутствующим в науглероженных сталях (будет обсуждаться далее в этом обзоре), с использованием критерия 90% мартенсита ( 31). ).Поэтому, чтобы гарантировать минимальную ошибку, эти вычислительные подходы должны использоваться с соответствующей осторожностью.

D I зависит от содержания углерода при данной зернистости стали ( 27 ). Размер зерна относится к размерам зерен или кристаллов в поликристаллическом металле, за исключением двойниковых областей и субобластей, если они присутствуют. Обычно металлургические структуры, образующиеся при охлаждении, формируются на границах аустенитных зерен. Увеличенный размер зерна приводит к уменьшению площади границы зерна на единицу объема, что сдвигает кривые начала превращения в сторону более длительного времени, увеличивая глубину закалки за счет соответствующего улучшения прокаливаемости ( 32 ).И наоборот, чем меньше размер зерна, тем выше склонность к зарождению перлита и ниже прокаливаемость ( 33 ). Размер зерна является самым большим фактором, влияющим на прокаливаемость. За исключением сталей с очень высокой прокаливаемостью, важно получить точную оценку размера зерна, поскольку разница между увеличением размера зерна по ASTM с 6 до 7 может привести к разнице в прокаливаемости до 10 % ( 27). ). На рис. 8 показана зависимость критического диаметра от размера зерна для малозакалочных сталей после закалки в воде и превращения в мартенсит на 90 % ( 19 ).

Рисунок 8. Диаграмма для прогнозирования диаметра прокаливаемого материала (мартенсит 90 %, закалка в воде) для любого размера зерна, отличного от того, для которого была измерена или оценена прокаливаемость.

Воспроизведено из Grange, RA. Оценка прокаливаемости углеродистых сталей. Металл. Транс . октябрь 1973 г., 4 , 2231–2244.

Размер зерна обычно оценивают или измеряют на поперечном сечении совокупности зерен. Общие единицы: (1) средний диаметр, (2) средняя площадь, (3) количество зерен на линейную единицу, (4) количество зерен на единицу площади и (5) количество зерен на единицу объема.Размер зерна можно определить в соответствии со стандартом ASTM E112, где представлены стандартные сравнительные таблицы ( 34 ).

Влияние легирующих элементов на микроструктуру и свойства горячекатаной низкоуглеродистой низколегированной бейнитной стали

  • WW Gerberich, итал.: ASTM STP 370, pp. 154–71, 1965.

  • PS Trozzo и GE Pellisier: Metallurgical Society Conferences , HD Greenberg, ed., vol. 31, с. 281, издательство Gordon and Breach Science, N.Ю., 1966.

    Google ученый

  • Ф. Б. Пикеринг: Симпозиум, спонсируемый Climax Molybdenum Company of Michigan и Мичиганским университетом, p. 109, 1967.

  • Х. И. Ааронсон и Х. А. Домиан: Trans. TMS-AIME , 1966, вып. 236, с. 781.

    КАС Google ученый

  • Дж. С. Киркалди, Р. Дж. Бригам, Х. А. Домиан и Р. Г. Уорд: Can.Встретились. кв. , 1963, том. 2, нет. 3, стр. 233–41.

    КАС Google ученый

  • К. Дж. Ирвин, Ф. Б. Пикеринг, В. К. Хезелвуд и М. Аткинс: J. Iron Steel Inst. , 1957, том. 186, с. 54.

    Google ученый

  • К. Дж. Ирвин и Ф. Б. Пикеринг: J. Iron Steel Inst. , 1957, том. 187, с. 292.

    Google ученый

  • К.Дж. Ирвин и Ф. Б. Пикеринг: J. Iron Steel Inst. , 1963, том. 201, с. 518.

    КАС Google ученый

  • М. Экономопулос и Т. Гредей: C.N.R.M. , октябрь 1964 г., вып. 1, с. 45. (Также перевод BISI 4001.)

  • Б. Л. Брамфитт и А. Р. Мардер: Мет. Транс. , 1973, том. 4, с. 2291.

    КАС Статья Google ученый

  • стр.Л. Мангонон и У. Э. Хайтманн: Неопубликованное исследование «Влияние кремния на прокаливаемость модифицированной стали 10B30», Внутреннее сообщение Inland Steel Research Laboratories.

  • П. Абромовиц и Р. А. Молл: Мет. Транс. , 1970, том. 1, с. 1773.

    Артикул Google ученый

  • И. Гупта и Ф. Гарофало: Обработка и свойства низкоуглеродистой стали , Дж. М. Грей, изд., с. 249, Металлургическое общество AIME, Нью-Йорк, 1973 г.

    Google ученый

  • В. Ф. Закай и В. М. Юстуссон: Special Report 76 , p. 14, Институт железной стали. (Лондон), 1962.

    Google ученый

  • Л. Дж. Хабракен и М. Экономопулос: Симпозиум, спонсируемый Climax Molybdenum Company of Michigan, p. 69, 1967.

  • PM Kelly and J. Nutting: J. Iron Steel Inst. , 1961, том.197, стр. 199–211.

    Google ученый

  • Д. Н. Шеклтон и П. М. Келли: Special Report 93 , Iron Steel Inst., (Лондон), с. 126, 1965.

    Google ученый

  • А. С. Тетельман и А. Дж. МакЭвили-младший: Разрушение конструкционных материалов , John Wiley and Sons, Нью-Йорк, 1967.

    Google ученый

  • Вт.Э. Дакворт: Статистические методы в технологических исследованиях , Methuen and Company, Ltd., Лондон, 1968.

    Google ученый

  • W. S. Owen and EA Wilson: Special Report 93 , p. 53, Институт железной стали. (Лондон), 1965.

    Google ученый

  • П. Л. Мангонон-младший и Г. Томас: Мет. Транс. , 1970, том. 1, с. 1587.

    КАС Статья Google ученый

  • Р.WK Honeycombe и FB Pickering: Met. Транс. , 1972, том. 3, с. 1099.

    КАС Статья Google ученый

  • Влияние легирующих элементов на сталь

    Горячекатаные и холоднотянутые круглые, квадратные и шестигранные прутки специального качества (SBQ) марки

    — это основа компании Eaton Steel. Мы являемся крупнейшим дистрибьютором SBQ в Северной Америке, ежегодно поставляя более 300 000 тонн стального проката.

    Eaton Steel производит более 500 запасных частей и индивидуальных химических составов на основе ваших спецификаций.Легированные добавки к стали расширяют возможности ваших инженеров при разработке вашей продукции. Ниже приведен список часто используемых легирующих элементов и их общее влияние на стальные стержни SBQ.

    Элемент Процент Положительные свойства Отрицательные свойства
    Углерод2 3   Прочность Пластичность
        Твердость Свариваемость
        Прокаливаемость  
    Марганец 0.30/1,15 Качество поверхности Обрабатываемость
        (в пользу включений MnS вместо FeS) Свариваемость
        Сила Обрабатываемость
      1,20/1,65   Свариваемость
        Качество поверхности  
      Больше 1.65 Прокаливаемость Обрабатываемость
          Свариваемость
    Фосфор 0,040 Макс. (без особых льгот) Пластичность, Прочность
      0,04/0,12 Обрабатываемость Пластичность, Прочность
        (желаемое образование стружки) Ударопрочность
    Сера Менее ~ 0.006 Качество поверхности Обрабатываемость
        (из-за отсутствия серы) (Плохое стружкообразование)
      0,01/0,05 (без особых льгот) Химическая примесь
      0,06/0,40 Обрабатываемость Свойства траверса
        Добавка Ударопрочность
          Свариваемость
          Способность к холодной штамповке
    Кремний 0.10/0,40 Раскислитель Обрабатываемость
      Более 1,00 Прочность феррита Обрабатываемость
        Сопротивление провисанию Обезуглероживание
        (Пружинная сталь)  
    Никель 0.01/0.25 Прочность (микросплав) Обрабатываемость
      0,30/0,80 Прокаливаемость Обрабатываемость
      ~1,00/4,00 Низкотемпературный Обрабатываемость
        Прочность  
           
    Хром 0.01/0.25 Прочность (микросплав) Обрабатываемость
      0,30/0,80 Прокаливаемость Обрабатываемость
      ~1,00/2,00 Стойкость к истиранию (карбидообразование) Обрабатываемость
        Высокая термостойкость  
        Прокаливаемость  
    Молибден 0.08/.060 Прокаливаемость Обрабатываемость
        Прочность на ползучесть Свариваемость
        Высокая температура  
        Сила  
    Медь 0.20 Макс. Прочность (микросплав) Качество поверхности
      0,20/0,50 Коррозионная стойкость Качество поверхности
          Ковкость
      Более 1,00 Предел текучести (сплав) Пластичность
          Ударопрочность
          Ковкость
    Азот 0.020 Макс. Прочность (микросплав) Способность к холодной штамповке
        Предел текучести (микросплав) Пластичность
    Алюминий   Раскислитель Обрабатываемость
        Зерноочиститель  
      0.95/1,30 Способность к нитриду  
    Колумбий   Раскислитель Обрабатываемость
        Зерноочиститель Свариваемость
        Прочность (микросплав) Прочность
        Карбидная формация Прокаливаемость (через обеднение углеродом)
    Ванадий 0.05/0.20 Раскислитель Обрабатываемость
        Зерноочиститель Пластичность
        Прочность (микросплав)  
        Износостойкость  
    Титан   Раскислитель Обрабатываемость
        Зерноочиститель  
        Поглотитель азота  
    Бор 0.0005 Мин. Прокаливаемость Свариваемость
        Поглотитель азота Низкотемпературный
          Прочность
    Свинец/висмут 0,10/0,40 Обрабатываемость Охрупчивание при температуре 600+ градусов по Фаренгейту
    Теллур   Обрабатываемость Качество поверхности (член семейства серы)
        (модификатор включения сульфидов)  
    Кальций   Обрабатываемость Восприимчивость к контактной усталости при качении
        Модификатор включения  
        Десульфурация  
        Литье  

    Легирующие элементы – SSINA

    Углерод всегда присутствует в нержавеющей стали.Ключевое значение имеет количество углерода. Во всех категориях, кроме мартенситной, уровень остается довольно низким. В мартенситном классе уровень преднамеренно повышен для получения высокой прочности и твердости. Термическая обработка путем нагревания до высокой температуры, закалки и последующего отпуска приводит к образованию мартенситной фазы.

    Углерод может влиять на коррозионную стойкость. Если позволить углероду соединиться с хромом (с образованием карбидов хрома), это может отрицательно сказаться на способности к формированию «пассивного» слоя.Если на отдельных участках содержание хрома уменьшится ниже 10,5%, слой не образуется.

    Хром является высокореактивным элементом и объясняет «пассивный» характер всех нержавеющих сталей. Устойчивость к химическому воздействию коррозии и типичному «ржавлению» (окислению), которое происходит с незащищенной углеродистой сталью, является прямым результатом присутствия хрома. Как только композиция содержит не менее 10,5% хрома, мгновенно образуется прочная и нерастворимая поверхностная пленка, которая предотвращает дальнейшую диффузию кислорода на поверхность и предотвращает окисление железа в матрице.Чем выше уровень хрома, тем выше защита.

    Никель

    является важным связующим элементом в марках нержавеющей стали серии 300. Присутствие никеля приводит к образованию «аустенитной» структуры, которая придает этим маркам стали прочность, пластичность и ударную вязкость даже при криогенных температурах. Это также делает материал немагнитным. Хотя роль никеля не оказывает прямого влияния на развитие «пассивного» поверхностного слоя, она приводит к значительному улучшению устойчивости к кислотному воздействию, особенно к серной кислоте.

    Добавление молибдена в матрицу Cr-Fe-Ni повышает устойчивость к локальному точечному воздействию и лучшую стойкость к щелевой коррозии (особенно в ферритных марках Cr-Fe). Он помогает противостоять пагубному воздействию хлоридов (316 с 2% молибдена предпочтительнее, чем 304, в прибрежных и противообледенительных условиях). Чем выше содержание молибдена (существуют нержавеющие стали с содержанием молибдена 6%), тем выше устойчивость к более высоким уровням хлоридов.

    Обычно марганец добавляют в нержавеющие стали для облегчения раскисления во время плавки и для предотвращения образования включений сульфида железа, которые могут вызвать проблемы с горячим растрескиванием.Он также является «аустенитным» стабилизатором и при добавлении в более высоких количествах (от 4 до 15%) заменяет часть никеля в марках нержавеющей стали серии 200.

    Небольшие количества кремния и меди обычно добавляют в аустенитные нержавеющие стали, содержащие молибден, для улучшения коррозионной стойкости к серной кислоте. Кремний также улучшает стойкость к окислению и является стабилизатором «феррита». В «аустенитных нержавеющих сталях высокое содержание кремния улучшает стойкость к окислению, а также предотвращает науглероживание при повышенных температурах (примерами являются 309 и 310).

    Добавки ниобия предотвращают межкристаллитную коррозию, особенно в зоне термического влияния после сварки. Ниобий помогает предотвратить образование карбидов хрома, которые могут лишить микроструктуру необходимого количества хрома для пассивации. В «ферритных» нержавеющих сталях добавление ниобия является эффективным способом повышения сопротивления термической усталости.

    Титан является основным элементом, используемым для стабилизации нержавеющей стали перед использованием сосудов для аргонно-кислородного обезуглероживания.Когда нержавеющая сталь плавится на воздухе, трудно снизить уровень углерода. 302, наиболее распространенному сорту до AOD, разрешалось иметь максимальный уровень углерода 0,15%). На таком высоком уровне требовалось что-то для стабилизации углерода, и титан был наиболее распространенным способом. Титан будет реагировать с углеродом с образованием карбидов титана и предотвращать образование карбидов хрома, что может повлиять на формирование «пассивного» слоя. Сегодня вся нержавеющая сталь обрабатывается в сосуде AOD, а уровень углерода, как правило, низкий из-за отсутствия кислорода.На сегодняшний день наиболее распространен сорт 304 (с максимальным содержанием углерода 0,08, хотя на самом деле уровни ниже).

    Содержание серы обычно поддерживается на низком уровне, поскольку она может образовывать сульфидные включения. Он используется для улучшения обрабатываемости (где эти включения действуют как «стружколомы»). Однако добавление серы снижает стойкость к точечной коррозии.

    Элемент Воздействие на нержавеющую сталь
    Хром Образует с кислородом пассивную пленку, препятствующую дальнейшей диффузии кислорода в поверхность.
    Состав должен содержать не менее 10,5% нержавеющей стали.
    Никель Повышает пластичность и прочность. Повышение коррозионной стойкости к кислотам. Аддитон создает немагнитную структуру.
    Молибден Повышает стойкость к точечной и щелевой коррозии. Повышение устойчивости к хлоридам.
    Медь Повышение коррозионной стойкости к серной кислоте.
    Марганец Заменитель никеля (серия 200).
    Титин/ниобий Связывает углерод и предотвращает межкристаллитную коррозию в зоне сварки ферритных марок.
    Азот Повышение прочности и коррозионной стойкости аустенитных и дуплексных марок.
    Силикон Повышает устойчивость к образованию накипи при высоких температурах.
    Сера Обычно поддерживается на низком уровне для марок “свободной механической обработки”.
    Углерод Обычно поддерживается на низком уровне.Используется в мартенситных сплавах для повышения прочности и твердости.
    Элемент Воздействие на нержавеющую сталь
    Влияние легирующих элементов на свойства нержавеющей стали.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.