Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [ 33 ] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

диаграммы состояния Fe-FegC) и предельную растворимость углерода в -у-железе (точка Е на рис. 56).

1533

80 W[,%fam.}

liO 60

Ш,°/о (по массе)

%% (am.)

10 W 30 40 SO 60 70 dU -1~

90 100

Fe 10 20 30 itO 50 60 70

V,7o (no Mocce)

Pkc. C3. Диаграммы состояния Fe-Ni (a) и Fe-V (6)

90 WO 6

Такие элементы, как Ni, Co, Si, W, Cr, Mn, сдвигают точки S и E влево, в сторону меньшего содержания углерода. Ванадий, титан, ниобий, наоборот, повышают концентрацию углерода в эвтектоиде.

Влияние легирующих элементов на свойства ферршпа и аустенита

Легирующие элементы, растворенные в феррите, повышают его временное сопротивление, ие изменяя существенно относительного удлинения, за исключением марганца и кремния при содержании их 2,5-3,0 %.

Наиболее сильно упрочняют феррит кремний, марганец и 1Н1кель. Остальные элементы сравнптельио мало изменяют прочность феррита.

Легирующие элементы при введении их в сталь в количестве 1-2 % снижают ударную вязкость, а при более высоком содержании повышают порог хладноломкости. Исключение составляет никель, который упрочняет феррит, одновременно увеличивает его ударную вязкость и понижает порог хладноломкости.

Легирующие элемееты, растворяясь в -у-железе, повышают прочность аустенита при комнатной и высоких температурах. Для аустенита хараетерны низкий предел текучести при сравнительно высоком значении временного сопротивления разрыву. Аустенит парамагнитен, обладает большим температурным коэффициентом теплового расширения. Аустенит легко наклёпывается, т. е. быстро и сильно упрочняется под действием деформации.

Карбидная фаза в легированных сталях

По отношению к углероду легирующие элементы делятся на:

1) графитизирующие элементы: кремний, никель, медь и алюминий (эти элементы находятся в твердом растворе);

2) карбидообразующие элементы; они расположены по возрастаюи.1ей степени сродства к углероду и устойчивости карбидных фаз так: Fe Мп Сг -> Мо -> W -> Nb V -> Zr Ti.

При малом содержании в стали таких карбидо-образующих элементов, как Мп, Сг, W и Мо, они растворяются в цементите, замещая в нем атомы железа. В этом случае состав цементита может быть выражен формулой (FcgM) С, где М - легирующий элемент. Так, при растворении марганца в цементите образуется карбид (Fe, Мп)зС, при растворении xpoivia - карбид (Fe, Сг)зС.

При повышенном содержании хрома, вольфрама, молибдена в зависимости от содержаьшя углерода в стали могут образовываться специальные карбиды. Например, если содержание хрома не превышает 2 %, то образуется легированный цементит (Fe, Сг)зС. При повышенном содержании хрома образуется специальный карбид СГ7С3. При еще больших содержаниях хрома (~10-12 %) карбид СгадСс-

При введении вольфрама и молибдена в сталь в количестве, превышающем предел насыщения цементита этими элементами, образуются сложные карбиды FegMogC и FegVC.

Специальные карбиды способны растворять атомы железа и других металлических элементов. Так, карбид Cr7Cs при 20 °С растворяет до 55 % Fe, образуя сложный карбид (Сг, Ре),Сз. Карбид Сг2зСс растворяет до 35 % Fe, образуя карбид (Сг, Fe)gsC6.

Карбиды цемеититного типа обозначают М3С. Карбиды, имеющие кристаллическую решетку карбидов хрома, - М7С3 и M.2sCe. Карбиды с решеткой, в которой атомы металла расположены по типу карбидов вольфрама или молибдена, MgC и карбиды типа МС. Под символом М подразумевается сумма металлических элементов, входящих в состав карбида.

Карбиды типа MgC, М7С3, MggCe и MgC сравнительно легко растворяются в аустените при нагреве.

Карбиды типа МС (VC, NbC, TiC и др-.), за исключением VC, в реальных условиях нагрева стали почти не растворяются в аустените.

Чем дисперснее частицы карбидов в стали, тем выше ее прочность и твердость, так как частицы этих фаз повышают сопротивление пластической деформации.

Интерметаллические соединения

При высоком содержании легирующие элементы образуют с железом или один с другим интерметаллические соединения, например FeMoo, FegTi, FcsNbg, FeV, FeCr (0-фаза) и др.

4. Структурные классы легированных сталей

Легированные стали по структуре в условиях равновесия можно разделить на следующие классы (рнс. 64): доэвтектоидпые, эвтектоидные и заэвтектоидные стали.