- •2. Атомно-кристаллическое строение металлов
- •Строение реальных кристаллов
- •Аллотропические модификации металлов
- •3.2. Механизм процесса кристаллизации
- •3.3. Аморфное состояние металлов
- •3.4. Реальная форма кристаллических образований
- •3.5. Получение монокристаллов
- •3.6. Жидкие кристаллы
- •3.7. Строение стального слитка
- •3.8. Методы исследования структуры
- •4.2.2. Твердость – способность материалов сопротивляться пластической или упругой деформации при внедрении в него более твердого тела, которое называется индентором.
- •4.3. Конструкционная прочность металлов и сплавов
- •4.4. Пути повышения прочности металлов
- •4.5. Влияние нагрева на строение и свойства деформированного металла (рекристаллизация)
- •5.2. Химические соединения
- •5.3. Электронные соединения (фазы Юм – Розари)
- •5.4. Механические смеси
- •6. Диаграмма состояния
- •6.1. Построение диаграмм состояния (равновесия)
- •6.2. Правило отрезков или правило рычага
- •6.3. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов ( I рода)
- •Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии (III рода)
- •6.7. Диаграмма состояния для сплавов, испытывающих полиморфные превращения
- •6.8. Связь диаграммы состояния сплава с его свойствами
- •7 Анализ диаграммы «железо - углерод»
- •7.1. Характеристика линий и точек диаграммы Fe – Fe3c
- •Механические свойства некоторых марок серых чугунов (гост 1412-85)
- •8.2. Превращения в стали при нагреве - образование аустенита (I превращение)
- •8.4. Перлитное превращение
- •8.5. Бейнитное превращение
- •9.2. Классификация видов термической обработки
- •9.3. Способы закалки
- •9.4. Закаливаемость и прокаливаемость
- •10. Внутренние напряжения
- •11. Отпуск
- •12. Химико-термическая обработка (хто)
- •12.1. Цементация стали
- •13. Термомеханическая обработка
- •14.2. Влияние легирующих элементов на кинетику распада аустенита
- •14.5. Принципы комплексного легирования
- •14.6. Технологические особенности термической обработки легированной стали
- •15. Конструкционные материалы
- •15.1. Классификация конструкционных сталей
- •16. Инструментальные стали и сплавы
- •16.1. Режущие стали
- •16.2. Быстрорежущие стали
- •16.3. Твердые peжyщие сплавы
- •16.4. Штамповые стали
- •16.5. Стали для измерительных инструментов
- •17.2. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы
- •17.3. Криогенные стали и сплавы
- •17.4. Магнитные стали и сплавы
- •17.5. Сплавы с особенностями электросопротивления
- •17.6. Сплавы с высоким электросопротивлением
- •17.7. Сплавы с заданным коэффициентом теплового расширения
- •Технические железоникелевые сплавы относятся к сталям аустенитного класса.
- •17.8. Сплавы с заданными упругими свойствами
- •18.2. Алюминиевые сплавы
- •18.5. Антифрикционные сплавы
- •Список использованных источников
- •Содержание
14.5. Принципы комплексного легирования
Всё чаще в промышленности разрабатываются и применяются новые комплексно легированные стали и сплавы. Такой подход позволяет сократить расход дорогостоящих легирующих элементов (например, вольфрам) не снижая, а, как правило, повышая многие свойства сталей и сплавов.
Комплексное легирование проводится для того, чтобы:
- повысить устойчивость аустенита к переохлаждению и распаду, так как легирующие элементы снижают критическую скорость закалки;
- увеличить прокаливаемость;
- уменьшить склонность стали к pocту аустенитного зерна;
- увеличить степень дисперсности карбидных фаз после закалки и отпуска;
- упрочнить феррит;
- повысить температуру рекристаллизации;
- уменьшить склонность стали к отпускной хрупкости;
- улучшить обрабатываемость сплава;
- уменьшить склонность стали к деформации (короблению) при термической обработке (так как используются "мягкие" охлаждающие среды);
- увеличить запас вязкости и сопротивление хладноломкости;
- увеличить эксплуатационную надежность детали;
- улучшить свариваемость.
Легированные стали без термической обработки не применяются.
14.6. Технологические особенности термической обработки легированной стали
Легирование, изменяя скорости и температуры фазовых превращений, а также тепловые характеристики (теплопроводность) стали, существенно влияет на режим термической обработки.
Нагрев под закалку необходимо проводить медленно, так как легирование уменьшает теплопроводность стали. Время выдержки увеличивается для завершения фазовых превращений и выравнивания состава. Температура нагрева под закалку легированной стали выше, чем у нелегированной углеродистой при одинаковом содержании углерода.
Охлаждение легированных сталей после нагрева и выдержки проводится со значительно меньшей скоростью (масло, воздух), чем нелегированных углеродистых.
Так кaк легирующие элементы снижают Мн и увеличивают количество остаточного аустенита, для более полного превращения аустенита в мартенсит дополнительно проводят обработку стали холодом, либо проводят два или три отпуска. Такая обработка повышает твердость после отпуска за счёт распада остаточного аустенита на мартенсит отпуска.
14.7. Особенности отпуска легированной стали
Легирующие элементы оказывают количественное и качественное влияние на фазовые превращения при отпуске.
Количественное влияние заключается в изменении скоростей и температурных интервалов фазовых пpeвращений при отпуске.
I превращение в стали (П→ А) сопровождается выделением углерода из мартенсита ( с/а → 1). В углеродистых сталях тетрагональность решетки стали исчезает при 300 °С. С введением Сг, V, Ti, W, Mo, Si эта температура поднимается до 450 – 500 оС и повышается красностойкосгь стали.
При II - ом превращении в стали (А → Ф + Ц) легирующие элементы повышают устойчивость переохлажденного аустенита, тем самым увеличивая кoличество остаточного аустенита (до 30 %), который при отпуске превращается в мартенсит отпуска при более высокой температуре, чем у не легированных сталей. Вольфрам (W) и хром (Cr) повышают температуру коагуляции до 450 оС, молибден (Mo) - до 550 °С. Карбидообразующие элементы замедляют процесс коагуляции.
Качественное влияние легирующих элементов при отпуске легированных сталей заключается в появлении новых эффектов при отпуске закаленных сталей: карбидного превращения и вторичной твердости.
После III –го превращения (А → М), которое идет при более высокой температуре (450-500 оС), некарбидообразующие элементы (Co, Ni, Si) диффундируют из цементита в перлит (Ц→ П), карбидообразующие (Cr, Mn, W, Mo) из феррита в цементит (Ф → Ц).
В момент предельного насыщения цементита легирующим элементом происходит карбидное превращение; легированный цементит превращается в специальный карбид (Fe Ме)3С, (Cr Fe)23C6.
Явление вторичной твердости заключается в повышении твердости после отпуска в интервале достаточно высоких температур 500 - 600 °С. Это явление связано с превращением остаточного аустенита в мартенсит и образованием высоко дисперсных спецкарбидов, которые заклинивают плоскости скольжения и повышают твердость.