Стеллажи, телефон (495) 642 02 91
Проектирование, продажа, монтаж лестниц и стеллажей. Стеллажи из различных материалов, простой конструкции и функционального дизайна, обеспечивающее безопасность хранения и удобство доступа.

Стеллажи всех видов

 

Легирующие элементы это


Легирующие элементы. Легирующие элементы стали. Влияние легирующих элементов. Назначение легирующих элементов. Хромансиль.

Легирующие элементы – химические элементы, специально вводимые в сталь для получения заданных свойств. Улучшают механические, физические и химические свойства основного материала.

Маркировка сталей. Маркировка углеродистых сталей. Маркировка легированных сталей. Маркировка инструментальных сталей.
Легированные стали. Классификация легированных сталей. Классификация легированных сталей по микроструктуре. Маркировка легированных сталей.

Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей — (0…-100) oС.

Влияние углерода на сталь. Влияние углерода на свойства стали.
Влияние примесей на свойства. Влияние примесей на свойства сталей. Красноломкость. Флокены.

Дополнительные легирующие элементы:

  • Бор — 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а такхе повышает порог хладоломкости (+20…-60 oС.
  • Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)oС.
  • Титан (см. Титан и его сплавы) (~0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.
  • Введение молибдена (0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости до –20…-120oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.
  • Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.
  • Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.

При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием.Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.

Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.

Усталостная прочность. Предел выносливости. Живучесть материалов.
Ударная вязкость. Определение ударной вязкости. Испытания на ударную вязкость.

Распределение легирующих элементов в стали.

Легирующие элементы растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов ( феррит, аустенит, цементит), или образуют специальные карбиды. Растворение легирующих элементов в Feα происходит в результате замещения атомов железа атомами этих элементов. Эти атомы создают в решетке напряжения, которые вызывают изменение ее периода. Изменение размеров решетки вызывает изменение свойств феррита – прочность повышается, пластичность уменьшается. Хром, молибден и вольфрам упрочняют меньше, чем никель, кремний и марганец. Молибден и вольфрам, а также кремний и марганец в определенных количествах, снижают вязкость.

Компоненты железоуглеродистых сплавов. Фазы железоуглеродистых сплавов.

В сталях карбиды образуются металлами, расположенными в таблице Менделеева левее железа (хром, ванадий, титан), которые имеют менее достроенную d – электронную полосу.

В процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение d – электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обуславливающую металлические свойства карбидов.

При соотношении атомных радиусов углерода и металла более 0,59 образуются типичные химические соединения: Fe3C, Mn3C, Cr 23C6, Cr7C3, Fe3W3C – которые имеют сложную кристаллическую решетку и при нагреве растворяются в аустените.

При соотношении атомных радиусов углерода и металла менее 0,59 образуются фазы внедрения: Mo2C, WC, VC, TiC, TaC, W2C – которые имеют простую кристаллическую решетку и трудно растворяются в аустените.

Все карбиды обладают высокой твердостью и температурой плавления.

Сталь — легирующие элементы

Влияние легирующих элементов.Присутствие в стали легирующих элементов улучшает ее свойства.

Легированная сталь имеет высокую прочность и вязкость.

Некоторые легирующие элементы, например никель, кремний, кобальт, медь, не образуют с углеродом химических соединений — карбидов — и в основном распределяются в феррите.

Другие же элементы — вольфрам, хром, ванадий, марганец, молибден, титан и др. — образуют с углеродом карбиды.

Наличие карбидов в легированной стали способствует повышению ее твердости и прочности, а в инструментальной стали — и режущих свойств.

Легирующие элементы не только улучшают механические свойства стали (главным образом в термически обработанном состоянии), но в значительной степени изменяют ее физические и химические свойства. Влияние отдельных легирующих элементов на свойства стали сводится в основном к следующему:

  • Марганец повышает прочность и твердость стали, увеличивает прокаливаемость, уменьшает коробление при закалке, повышает режущие свойства стали, но вместе, с тем способствует росту зерна при нагреве, чем снижает стойкость стали к ударным нагрузкам.

  • Хром затрудняет рост зерна при нагреве, повышает механические свойства стали при статической и ударной нагрузке, повышает прокаливаемость и жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание. При значительных количествах хрома сталь становится нержавеющей и жаростойкой.

  • Кремний значительно повышает упругие свойства стали, но несколько снижает ударную вязкость.

  • Никель повышает упругие свойства стали, не снижая вязкости, противодействует росту зерна, улучшает прокаливаемость и механические свойства стали. При значительных количествах никеля сталь становится немагнитной, коррозионностойкой и жаропрочной.

  • Молибден противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали вследствие образования карбидов, уменьшает склонность стали к хрупкости при отпуске, повышает жаростойкость стали.

  • Кобальт повышает прочность стали при ударных нагрузках, улучшает жаропрочность и магнитные свойства стали.

  • Вольфрам, так же как и молибден, повышает твердость и режущие свойства стали, уменьшает рост зерен при нагреве, повышает жаростойкость.

  • Ванадий способствует раскислению стали, противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали.

  • Титан является раскислителем стали, способствуя также удалению из нее азота, благодаря чему сталь получается более плотной, однородной и жаропрочной.

Наиболее эффективно повышение свойств стали под влиянием легирующих элементов наблюдается в термически обработанном состоянии. Поэтому в огромном большинстве случаев детали из легированных сталей применяют после закалки и отпуска.

Максимальное значение механических свойств достигается одновременным присутствием в стали двух или более легирующих элементов.

Таким образом, в машиностроении наряду с хромистыми, марганцовистыми, кремнистыми и другими сталями широко применяются и более сложные — хромоникелевые, хромокремнемарганцовистые, хромовольфрамовые и другие стали.

Почти все легирующие элементы понижают значение критических точек при охлаждении и уменьшают критическую скорость закалки стали.

Практически это значит, что легированные стали, содержащие эти элементы, следует охлаждать при закалке не в воде, как это необходимо для углеродистых сталей, а в масле.

Таким образом, легированная сталь удовлетворяет самым разнообразным требованиям машиностроительной промышленности и во многих случаях заменяет более дорогие цветные металлы и сплавы.

Применение легированной стали непрерывно расширяется в связи с усовершенствованием конструкций машин и приборов.

§

Легирующие элементы - Энциклопедия по машиностроению XXL

Содертание легирующего элемента  [c.201]

О 1 г 3 It 5 % Содержание легирующего элемента  [c.201]

Характер кривых изотермического распада аустенита и их расположение на диаграмме зависят от химического состава стали, однородности аустенита и размера его зерна. Почти все легирующие элементы увеличивают период распада аустенита, т. е. сдвигают кривые изотермического распада вправо.  [c.231]

Содержание основных легирующих элементов в наплавленном металле Механические свойства при 20° С Длительная прочность  [c.272]


Никель — дефицитный и дорогой легирующий элемент и поэтому в тех случаях, когда условия работы конструкции позволяют, используют стали с пониженным его содержанием или без-никелевые хромистые стали. В сплавах на железоникелевой основе содержание никеля еще выше, чем в хромоникелевых сталях. В никелевых сплавах никель служит основой, а железо — легирующей присадкой. Эти сплавы благодаря своим свойствам находят применение в ответственных конструкциях, работающих в сложных и специфических условиях.  [c.279]

Марка Легирующие элементы Примеси не более Марка Легирующие элементы Примеси lie более  [c.342]

В обозначениях высококачественных (легированных) сталей и цветных металлов введено буквенное обозначение легирующих элементов и материалов, составляющих сплав.  [c.127]

Неплавленые флюсы могут быть приготовлены и в виде простой механической смеси (флюсы — смеси). Из группы неплавле-льгх флюсов наибольшее распространение получили керамические флюсы, состав которых близок к составу покрытий основного типа. Легирование металла такими флюсами достигается введением в них необходимых ферросплавов. Флюсы при изготовлении пе подвергаются операции расплавления, поэтому количестио и сочетание ферросплавов и других легирующих элементов может быть различным, что позволяет легко получать любой требуемый состав металла наплавки.  [c.115]

При применении углекислого газа вследствие больнюго количества свободного кислорода в газовой фазе сварочная проволока должна содержа 1 ь донолнителыюе количество легирующих элементов с большим сродством к кислороду, чаще всего Si и Мн (сверх того количества, которое требуется для легирования лн талла шва). Наиболее широко применяется проволока Св-08Г2С.  [c.121]

С механических свойств металла шва пропорционально концентрации легирующих элементов и что при комплексном их легировании действие всех элементов подчиняется закону аддитивности. Непосредственное определение механических характеристик металла швов позволило установить коэффициенты влияния каждого элемента и составить эмпирические уравнения для расчета олшдаемых механических характеристик металла сварных низколегированных ншов в следующем виде для предела прочности шва, кгс/мм  [c.201]

Формулы (41) —(45) справедливы при условии, что концентрация отдельных элементов лс>кит в указанных выше пределах, суммарное содержание всех легирующих элементов не превышает 5% II скорость охлаждения металла шва не превышает 2° С/с (т. е. отсутствует эффект закалки). При больших скоростях ох-лагкдения необходимо учитывать эффект закалки, используя данные рис. lOLi, на котором эффект закалки в зависимости от скорости охлал денргя приведен для двух эквивалентных содержаний углерода Са = 0,2() и Сй = 0,57. Для промежуточных значений С., рекомендуется пользоваться интерполяцией и определять и охл- Эквива-  [c.202]


Сталь — это железный сплав, содержащий до 2% С. В углеродистых конструкционных сталях, широко используемых в маши-ност1)оении, судостроении и др., содержание углерода обычно составляет 0,06—0,9%. Углерод является основным легирующим элементом и определяет механические свойства этой группы сталей. Повышение его содержания в стали усложняет технологию сварки и затрудняет возможности получения равнопрочного сварного соединения без дефектов.  [c.204]

Легированными называются стали, содержащие специально введенные элементы. Марганец считается легирующим компонентом при содержании его в стали более 0,7% по нижнему пределу, а кремний свыше 0,4%. Поэтому углеродистые стали марок ВСтЗГпс, 15Г и 20Г (табл. 42) с повышенным соде])жапием марганца соответствуют низколегированным конструкционным сталям. Легирующие элементы, вводимые в сталь, вступая во взаимодействие с Ь елезом и углеродом, изменяют ее свойства. Это повы-нгает механические свойства стали и, в частности, сни/кает порог хладноломкости. В результате появляется возможность снизить массу конструкций.  [c.207]

При производстве сварных ко1[струкций широко используют низкоуглеродистыо низколегированные конструкциоиные стали (табл. 45 и 46). Сулшарное содержание легирующих элементов в этих сталях обычно не превышает 4,0%, а углерода 0,25%. Низколегированные стали в зависимости от вводимых в стал ,  [c.207]

Добавки в углекислый газ аргона (иногда в эту смесь вводят кислород) изменяют технологические свойства дуги (глубину проплавдения и форму шва, стабильность дуги и др.) и позволяют регулировать концентрацию легирующих элементов в металле шва.  [c.225]

Для обеспечения технологической прочности сварных швов, выполненных низколегированными сварочными материалами, содержание углерода в шве не должно превышать 0,15%. Уменьшенное, по сравнению с содержанием в свариваемой стали, количество углерода и легирующих элементов приводит к спигкению температуры у -> а-превращения, которую можно оценить уравнением  [c.247]

Это всегда следует учитывать при выборе сварочных материалов для легированных конструкционных сталей. Так, например, при сварке низколегированной стали с временным сопротивлением 50 кгс/мм применение электродов типа Э50А может привести к значительному повышению временного сопротивления металла шва и существенному снижению пластичности и ударной вязкости. Это происходит ввиду легирования металла элементами, содержащимися в основном металле при проплавлении последнего. Характер изменения этих свойств зависит от доли участия основного металла в формировании металла шва. Поэтому, как правило, следует выбирать такие сварочные материалы, которые содержат легирующих элементов меньше, чем основной металл.  [c.248]

Высокую технологическую прочность и работоспособность можно получить, если содерн апие легирующих элементов в низколегированном металле шва не превысит (в %) 0,15 С 0,5 Si  [c.249]

Мн 1,5 Сг 2,5 № 0,5 V 1,0 Мо 0,5 Nb. Комбинируя раз-личн].1е легирующие элементы в указанных пределах, можно получить швы с временным сопротивлением до GO—70 кгс/мм в исходном после сварки состоянии и 85—145 кгс/мм после соответствующей термообработки. При сварке низколегированных сталей повышенной прочности не предъявляют требований к идентичности состава металла шва и основного металла основным критерием выбора служит получение гарантированных механических свойств металла шва, что и предусмотрено действующим ГОСТ 9467-75.  [c.249]

При выборе сварочных материалов для молибденовых, хромомолибденовых и хромомолибденова]шдиевых теплоустойчивых сталей, кроме обеспечення необходимых механических свойств при температуре -f 20 °С, требуется га])антировать работоспособность швов при повышенных температурах, для которых предназначена свариваемая сталь. Это требование может быть выполнено только в том случае, если и шов будет легирован в необходимых количествах теми эледгептами, которые придают стали теплоустойчивость. Это также предупредит развитие диффузионных процессов между металлом шва и основным металлом. Поэтому при выборе сварочных материалов для этих сталей необходимо создавать композицию легирующих элементов, позволяющую получить шов, близкий к составу свариваемой стали. Это предусмотрено действующим ГОСТ 9467—75.  [c.249]


В связи с этим в шов с расплавленным основным металлом поступают легирующие элементы, содержащиеся в свариваемой стали, в том числе и углерод, концентрация которого в сталях этой группы достаточно высока. Влияние содержания углерода, серы и марганца в шве на склонность к образованию горячих трещин схематически представлепо на рис. 124. Линия I служит границей раздела составов с низким содержанием углерода ( ] m. при которых образуются или не образуются горячие трещины. При повышенном содержании углерода [С] , ш такой границей будет линия 5, в этом случае даже при низком содержании серы и большой концентрации марганца в шве могут возникнуть горячие трещины. При механизированной сварке под флюсом необходимы подготовка кромок, техника и режимы сварки, при которых доля основного металла в шве будет минимальной.  [c.252]

В зависимости от разновидности способа сварки в защитных газах подготовка кромок должна быть различной. Так как ири сварке в защитных инертных газах расплавленный металл изолирован от атмосферного воздуха, то в сварочной ванне могут протекать металлургические процессы, связанные с наличием в нем растворенных газов и легирующих элементов, внесенных из основного или д,ополнителъного металла. При использовании смесей инертпых с активными газами возникают металлургические взаимодействия между элементами, содержащимися в расплавленном металле, н активными примесями в инертном газе.  [c.254]

Фторидные бескислородные флюсы не обеспечивают достаточно xopoHiero формирования швов. Поэтому для сварки высокохромистых сталей рекомендуется применение либо безокислительного, высокоосновного флюса 48-ОФ-6, почти не изменяющего в процессе плавления состава электродной проволоки, либо слабо-окислительного (за счет введения в низкокремнистый флюс некоторого количества окислов железа) флюса АН-17 в комбинации со специальными проволоками 15Х12НМВФБ и 15Х12ГНМВФ. В связи с тем, что при флюсе 48-ОФ-6 выгорание легирующих элементов меньше, чем при флюсе АН-17, прочность и длительная прочность металла швов, выполненных с флюсом 48-Od>-6, выше, но при меньшей длительной пластичности. Для увеличения их длительной пластичности требуется в этом случае менее легированная электродная проволока.  [c.266]

Вьссоколегированные аустенитные стали имеют повытттеипое содержание основных легирующих элементов — хрома п ниг(еля (обычно не ниже 16 и 7% соответственно), придающих им соответствующую структуру и необходимые свойства (табл. 72). Для сокращения в1.1соколегированн1.1е стали можно обозначать в соответствии с содержанием основных легирующих элементов циф-ралги, например 18-8, 25-20 и др. Первая цифра обозначает содержание хрома, вторая — никеля.  [c.279]

Жаропрочные стали и сплавы обладают высокими механическими свойствами при повышенных температурах и способностью сохранять их в данных условиях в течение длительного времени. Для придания отих свойств сталям н сплавам их обычно легируют элементами-упрочнителями, молибденом и вольфрамом (до 7% каждого). Важной легирующей присадкой, вводимой в пекоторые стали п сплавы, является бор. В ряде случаев к этим металлам предъявляется требование и высокой жаростойкости.  [c.281]

После соответствующей термообработки высоколегированные стали и сплавы обладают высокими прочностными и пластическими свойствами (табл. 73). В отличие от углеродистых при закалке эти стали приобретают повышенные пластические свойства. Структуры высоколегированных сталей очень разнообразны и зависят в основном от их химического состава, т. е. содержания основных элементов хрома (ферритизатора) и никеля (аустенити-затора). Иа структуру влияет также содеря[c.281]

Пзмененне в сталп содержания легирующих элементов влияет на положение фазовых областей. Основными легирующими элементами в рассматриваемых сталях служат хром н никель. В зависимости от их соотиошешш стали иногда разделяют па стали с малым (% Ni /% Сг 1) и большим запасом аустенитпости (1% Ni /% Сг > 1).  [c.285]

Техническая медь в зависимости от марки могкет иметь различное количество примесей Bi, Sb, As, Fe, Ni, Pn, Sn, S, Zh, P, 0. В паиболее чистой меди марки MOO примесей может быть до 0,01%, марки М4 — до 1% (табл. 98). Сплавы па медной оспове в зависимости от состава легирующих элементов относятся к латуням, бронзам, медно-никелевым сплавам.  [c.342]

Сплавы на медной основе, в которых цннк не является основным легирующим элементом, называют бронзами. Название бронзы  [c.342]

Основные легирующие элементы марганец, алюминий, цинк и добавки — цирконий, церий. Предел прочности сплавов марок МА1, МА8, легированных в основном марганцем (1,3 -4- 2,5%), достигает 21—23 кгс/мм при относительном удлинении 10% и условном проделе текучести 9—11 кгс/мм . Предел прочности сплавов марок МА2, МА21, М3, М5, более сложнолегированных (до 7—9% А], до 1,5% Zri, до 0,8% Мп), достигает 26—30 кгс/мм , предел текучести 14—15 кгс/мм , относительное удлинение 5—8%. Прокат из сплавов этого типа используют в отожженном состоянии.  [c.350]

Тат , н])н введении через присадочную проволоку легирующих элементов толщина прослойки интерметаллидов в соеди1 хггель-ио1 [ слое составила при 1% Si 18—20 мкм, ири 4—5% Si 3—5 мкм при 1% Сн 28—30 мкм, при 2,5% Си 10—12 мкм введение 1—3% Ni ие изменило толщину прослойки, которая составляла 16— 22 мкм при 2% Zii 28—30 мкм, при 7% Zii 10—12 мкм при дальнейшем увеличении содержания цинка толщина прослойки растет, а ее прочность резко падает Зависимость прочности сварного соединения от толщины иптерметаллической прослойки 1 оказана па рис. 170.  [c.380]

Для легированных сталей применяют обозначения Н — никель, Г — марганец, С - кремний, Ю — алюминий, X — хром, М — молибден, В — вольфрам, Д — медь, Т — титан, Ф — ванадий. Буква А в конце обозначения означает высококачественную сталь, Ш — особовысококачественную. Цифра, стоящая справа от буквы, указывает процентное содержание легирующего элемента если содержание этого элемента не превышает 1,5%, цифра в обозначении не указывается.  [c.127]



Металловедение (1978) -- [ c.342 ]

Материалы ядерных энергетических установок (1979) -- [ c.31 , c.48 , c.51 ]

Теплоэнергетика и теплотехника Общие вопросы (1987) -- [ c.277 ]

Металловедение и термическая обработка Издание 6 (1965) -- [ c.303 , c.313 ]

Металлургия и материаловедение (1982) -- [ c.0 ]

Металлы и сплавы Справочник (2003) -- [ c.290 ]

Справочник металлиста Том2 Изд3 (1976) -- [ c.139 ]

Справочник металлиста Том5 Изд3 (1978) -- [ c.2 , c.139 , c.141 ]

Технология металлов Издание 2 (1979) -- [ c.217 , c.256 , c.284 ]

Мастерство термиста (1961) -- [ c.12 ]

Металловедение и термическая обработка (1956) -- [ c.300 ]

Справочник азотчика том №2 (1969) -- [ c.253 ]



Легирующие элементы основные - Справочник химика 21

    Последний эффект повышения жаростойкости металлов очень малыми добавками легирующих элементов может иметь место при любой валентности их ионов, в том числе и при п > п (рис. 55), и может быть объяснен протеканием реакции заполнения вакансий катионами легирующей добавки, которое, очевидно, преобладает при концентрациях легирующих элементов в окисле,, близких к концентрации дефектов в чистом окисле основного металла  [c.86]
    В отличие от самого алюминия его сплавы характеризуются высокой удельной прочностью, приближающейся к высокопрочным сталям. Основные другие достоинства всех сплавов алюминия — это их малая плотность (2,5—2,8 г/см ), удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии, сравнительная дешевизна и простота получения и обработки. Эти сплавы пластичнее сплавов магния и многих пластмасс, стабильны по свойствам. Основными легирующими элементами являются Си, Mg, 31, Мп, Хп, которые вводят в алюминий главным образом для повышения его прочности. Типичными представителями сплавов алюминия являются дуралюмины, относящиеся к сплавам системы Л1—Си—Mg. Высокопрочные сплавы алюминия относятся к системам Л1—7п—Mg—Си, содержащим добавки Мп, Сг, 2т. Из других сплавов широко известны силумины, в которых основной добавкой служит кремний, магналий (сплав алюминия с 9,5—11,5% магния). Алюминиевые сплавы применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, изготовлении строительных конструкций, заклепок, посуды и во многих других отраслях промышленности. [c.633]

    Термодиффузионный метод позволяет получать поверхностный слой сплава в результате диффузии атомов наносимого элемента в основной металл при высоких температурах и тем самым существенно понизить расход легирующих элементов при повышении жаростойкости металла. [c.118]

    Согласно теории (Вагнер, Хауффе и др.), малая добавка легирующего элемента должна окисляться с образованием ионов определенной валентности и, растворяясь в окисле основного металла, [c.111]

    Согласно данной теории (А. А. Смирнов, Н. Д. Томашов и др.), на поверхности сплава образуется защитный окисел легирующего элемента, затрудняющий диффузию реагентов и окисление основного металла. По этой теории, к легирующему элементу Ме предъявляются следующие основные требования  [c.113]

    В. И. Архаровым для сплавов на железной основе, легирующий элемент может образовывать с основным металлом двойные окислы [c.115]

    Согласно теории, сформулированной Н. Д. Томашовым, легирующий элемент образует на поверхности металла защитный окисел, предотвращающий или снижающий окисление основного металла. Согласно этой теории, легирующий элемент должен удовлетворять следующим условиям  [c.146]

    Фазовый анализ. В отличие от элементного анализа цель фазового анализа — разделение и анализ отдельных фаз гетерогенной системы, например железной или марганцевой руды, сплава, шлака и др. Основной областью применения фазового анализа является изучение распределения легирующих элементов в многофазных сплавах, определение зависимости количества, дисперсности и состава фаз от термической и механической обработки, вариаций химического состава, влияния различных добавок на свойства вещества. С помощью фазового анализа определяют также количество и состав неметаллических включений в металлах (оксидов, сульфидов, нитридов, карбидов), выделяют фазы в свободном состоянии. [c.824]


    Никель в чистом виде находит широкое применение в качестве защитного гальванического покрытия для изделий из железа и стали в целях повышения их коррозионной стойкости в атмосферных условиях. Основное применение никель находит в качестве легирующего элемента для изготовления различных марок высококачественных нержавеющих сталей. [c.255]

    Основным легирующим элементом нержавеющих сталей является хром, который облагораживает электродный потенциал стали и повышает ее коррозионную стойкость. Повышение коррозионной стойкости при увеличении содержания хрома в стали происходит скачкообразно. Первый порог коррозионной устойчивости достигается при концентрации хрома, равной 12,8%, что соответствует 1/8 атомной доли хрома в соста,ве стали. Для обеспечения коррозионной стойкости стали это количество хрома должно находиться в твердом растворе железа и не образовывать карбидов. При увеличении его содержания до 18% или до 25—28% достигается второй порог и наблюдается дальнейшее повышение коррозионной стойкости стали. Однако увеличение содержания хрома приводит к понижению механических свойств стали, особенно ударной вязкости, а также затрудняет сварку, вызывая хрупкость сварного шва. Поэтому стали с высоким содержанием хрома после сварки требуют термической обработки. [c.40]

    Основным легирующим элементом, повышающим стойкость металла к коррозии, является хром. При нормальных условиях его присутствие придает металлу стойкость к коррозии от влаги. При повышенных температурах хром придает металлу стойкость к коррозии, вызываемой газовыми агрессивными потоками. Она имеет место в трубах печей, реакторах, теплообменниках нагрева сырья со стороны газопродуктового потока. С ростом содержания хрома стойкость к коррозии увеличивается особой стойкостью обладают хромоникелевые сплавы. Из других добавок очень хорошо проявляет себя молибден. Однако характерным недостатком хромоникелевых сплавов является их склонность к межкристаллит-ной коррозии, при которой процесс разрушения развивается не на поверхности, а по границам кристаллов. Теория это объясняет образованием карбидов хрома при длительном нафевании сплавов выше 350°С. При этом участки, прилегающие к границам зерен или кристаллов, обедняются хромом и теряют свою коррозионную стойкость. Наиболее уязвимы для межкристаллитной коррозии сварные швы. [c.169]

    По своему назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. В качестве конструкционных могут использоваться как углеродистые, так и легированные стали. Конструкционные стали обладают высокой прочностью и пластичностью. В то же время они должны хорошо поддаваться обработке давлением, резанием, хорошо свариваться. Основные легирующие элементы конструкционных сталей — это хром (около 1%), никель (1—4%) и марганец (1—1,5%). [c.628]

    Специальные чугуны содержат еще легирующие элементы Сг, N1, М , Си, А1 и другие, более 2% Мп, более 4% 51. Ч.— твердый, хрупкий, нековкий сплав, который широко применяется для изготовления больших деталей, станин, плит и т. д. (Ч. литейный). Основная масса выплавленного Ч. перерабатывается в сталь (Ч. передельный). [c.286]

    Согласно первой теории малая добавка легирующего элемента должна окисляться с образованием ионов определенной степени окисления и, растворяясь в оксиде основного металла, уменьшать в нем число дефектов решетки. [c.364]

    Сплавы па основе медн, в которых основным легирующим элементом является любой металл, кроме цинка. [c.125]

    Используемые в технике сплавы содержат больше двух компонентов. В состав большинства марок стали входят наряду с железом и углеродом так называемые легирующие элементы — Мп, Сг, N1, 5 и др. Несколько элементов обычно входит в состав сплавов на основе меди, олова, алюминия и многих других цветных металлов. Для описания фазовых равновесий в реальных сплавах во многих случаях достаточно знания диаграмм состояния для систем, состоящих из трех основных компонентов, например, для нержавеющих сталей из железа, хрома и никеля. [c.180]

    Нержавеющие аустенитные хромоникелевые стали в настоящее время остаются основными конструкционными матерналамн, используемыми для изготовления технологического оборудования производств азотной промышленности. Широкое применение аустенитных хромоиикелевых сталей в качестве коррозионно-стойких, жаростойких, жаропрочных и криогенных конструкционных материалов обусловлено их коррозионной стойкостью, высокой технологичностью при горячей и холодной пластической деформации, хорошей свариваемостью. Отечественная промышленность выпускает разнообразные марки сталей тнпа 18—10. различающиеся содержанием углерода, хрома, никеля, а также наличием дополнительных легирующих элементов. Основными легирующими элементами хромоннкелевых сталей, обеспечивающими их коррозионную устойчивость, являются хром и никель. [c.314]


    Карбиды железа относятся к наименее стойким i сравнению с карбидами легирующих элементов. Основнь карбидом железа является цементит РезС, промежуточнь карбидом в сталях е-карбид, а в некоторых высокоуглер дистых сплавах т)- и %-карбиды. [c.64]

    По свариваемости мартенситно-стареющие стали превосходят широко используемые углеродистые легированные стали. Они мало чувствительны к образованию горячих и холодных трещин, обеспечивают повьппенный уровень механических свойстъ сварных соединений в нетермообработанном состоянии и возможность достижения равнопрочности основному мета1шу проведением после сварки старения. Высокая прокаливаемость мартенситно-стареющих сталей предопределяет получение мартенситной структуры независимо от скорости охлаждения после аустенитизации. Повышенное содержание легирующих элементов можег сместить температуру окончания мартенситного превращения ниже комнатной, что обусловит наличие в структуре определенного количества остаточного аустенита. Другой причиной его появления являйся нагрев закаленной стали на температуру, близкую к 600 С, что приводит к обратному а-у-превращению. [c.263]

    Ваипднй 15 основном используют в качестве добавки к сталям. Сталь, содергкащая всего 0,1—0,3% ванадия, отличается большой прочностью, упругостью и нечувствительностью к толчкам и ударам, что особенно важно, например, для автомобильных осей, которые все время подвергаются сотрясению. Как правило, ванадий вводят в сталь в комбинации с другими легирующими элементами хромом, никелем, вольфрамом, молибденом. Наиболее широкое применение ванадий нашел в производстве инструментальных и конструкцио.чных сталей (стр. 686). Он применяется также для легирования чугуна. [c.652]

    Инструментальные стали — это углеродистые и легированные стали, обладающие высокой твердостью, нрочн(Зстью и износостойкостью. Их применяют для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов. Необходимую твердость обеспечивает содержащийся в эт зх сталях углерод (в количестве от 0,8 до 1,3"/о). Основной легирую дин элемент инструментальных сталей—хром иногда в них вводят также волы()рам и ванадий. Особую группу инструментальных сталей составляет быстрорежущая сталь, сохранлюи ая режущие свойства при больших скоростях резания, когда температура рабочей частн резца повышается до 600—700 °С. Основ чые легирующие элементы этой стали — хром и воль( )рам. [c.686]

    Особенности конструирования элементов корпусов сосудов из аустенитных сталей. Основным технологическим приемом изготовления корпусов сосудов из аустенитных сталей является сварка. При конструировании сварных корпусов необходимо учитывать дефицитность и высокую стоимость аустенитных сталей (в 1,5— 3,9 раза дороже качественно конструкционной стали в зависимости от состава и сортамента). Из высоколегированных сталей следует изготовлять лишь те элементы корпуса, которые подвержены воздействию агрессивной среды, выполняя остальные детали из углеродистых сталей но ГОСТ 380 -71. При перегреве в процессе сварки возможно выгорание легирующих элементов и образование карбидов хрома с последую[цими потерями антикоррозионных свойств и появлением ослонности к межкристаллитной коррозии. Для исключения последней в сварных конструкциях используют аустенитные стали, дополнительно легированные титаном, который связывает карбиды хрома. [c.115]

    В зависимости от соотношения содержания в сталях феррито-образующих (Сг, Мо, 51, Си, И, ЫЬ) и аустени-то-образующих (С, N1, Мп, Ы) легирующих элементов нержавеющие стали делятся на несколько структурных классов ферритный, феррито-мартенситный, мартенсит-ный, аустенитный, феррито-аустенитный и мартенсито-аустенитный. Основные марки сталей, применяемых в промышленности, приведены в табл. П.1. [c.41]

    В качестве основного легирующего элемента а-спла-вов служит алюминий, образующий твердые растворы замещения на основе а-модификации титана. Сплавы с а-структурой обладают средними показателями прочности и пластичности и не упрочняются термической обработкой. Они отличаются высокой жаропрочностью, которая повышается с увеличением степени легирования. Особенно ценные качества их — отличная свариваемость и высокая термическая стабильность, т. е. отсутствие охрупчивания при длительном совместном воздействии высоких температур и напряжений. Например, двойные сплавы Т1—А1, содержащие до 6% А1, не охруп-чиваются при нагревании до 400—500 °С. [c.67]

    Легированные стали имеют наименования по названию основных легирующих элементов — хромистые, хромоникелевые, хромо-иикельмолибденовые и др. Легированные стали маркируются буквами, представляющими условные обозначения легирующих элементов Н — никель, М — молибден, Т — титан, X — хром, С — кремний, В — вольфрам, Ф — ванадий и др. Цифра, слсдую Цая за буквенным обозначением, определяет процентное содержа и не соответствующего легирующего элемента, а цифра, стоящая перед первой буквой,— содержание углерода. [c.27]

    Легирующие элементы с основным металлом образуют двойные оксиды с кристаллической решеткой типа шпинеля и обладающие повышенными защитными свойствами РеО СггОз, Ni0 Fe20з М10-Сг20з и др. С этим связана высокая жаростойкость высоколегированных сталей. [c.230]

    Однако реальные полупроводники всегда имеют примеси, которые существенно влияют на характер электрической проводимости, в этом случае называемой примесной. Примеси бывают донорные и акцепторные. Донорные примеси имеют на валентной электронной оболочке большее число электронов, чем их число на валентной электронной оболочке атома основного элемента полупроводника. Например, примеси атомов элементов V или VI главных подгрупп периодической системы в кристаллической решетке кремния (IV главная подгруппа) будут донорными. В зонной структуре полупроводника появляются дополнительные электроны проводимости. Если атом примеси содержит меньше валентных электронов, чем атом основного элемента, то полупроводник содержит в валентной зоне дополнительные свободные МО, на которые могут переходить валентные электроны. Такие примеси называются акцепторными, они приводят к появлению дополнительных дырок проводимости. По отношению к кремнию такими примесями будут элементы III главной подгруппы. Полупроводники с преобладающим содержанием донорных примесей называются полупроводниками с электронной проводимостью или п-типа. Если же преобладают примеси акцепторные, то полупроводники называются полупроводниками с дырочной проводимостью или р-типа. Для получения примесных полупроводников полупроводники, полученные специальными кристаллофизическими методами в сверхчистом состоянии, легируются элементами акцепторами или донорами электронов в микродозах, не превышающих 10 %. Примеси резко изменяют собственную электрическую проводимость полупроводников, поскольку количество носителей заряда, поставляемых ими обычно больше, чем их число в чистом полу-прово,цнике. Так, чистый кремний имеет удельное электрическое сопротивление электронной проводимости около 150-10 Ом-м, дырочной проводимости в.4 раза, электронной проводимости после легирования фосфором и дырочной проводимости после легирования бором — в 20 раз меньше. [c.636]

    Конструкционные стали могут быть и углеродистыми и легированными. Основные легирующие элементы конструкционных сталей Сг, N1, Мп. Эти стали хорошо поддаются обработке давлением, резанием они хорошо свариваются. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. Инструментальные стали тоже могут быть и углеродистыми и легированными. Основной легирующий элемент — хром. Эти стали характеризуются высокой твердостью, прочностью, износостойкостью. Их применяют для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов и т. п. К сталям с особыми свойствами относятся нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, магнитные и некоторые другие стали. Нержавеющие стали устойчивы против коррозии в агрессивных средах, жаростойкие — против коррозии при высоких температурах. В энергетике важны жаропрочные стали, сохраняющие высокие механические свойства при нагревании до значительных температур, что важно при изготовлении лопаток газовых турбин. В электротехнике важны магнитные стали, которые используются для постоянных магнитов и сердечников магнитных устройств, работающих в переменных полях. Постоянные магниты делают из высокоуглеродистых сталей, легированных хромом или вольфрамом. Они хорошо намагничиваются и долго сохраняют остаточную индукцию. Сердечники, наоборот, делают из низкоуглеродистых сталей, легированных кремнием. Они легко перемагничиаются и характеризуются малыми электрическими потерями. [c.296]

    Введением в сплав легирующих элементов улучшают защитные свойства образующейся оксидной пленки в результате уменьшения числа дефектов в решетке окисла, по которым осуществляется диффузия реагентов (в основном кислорода) или образование высокозащитных двойных (смешанных) окислов, легирующ /к компонента с основным металлом типа шпинели (ГеСГг04 на хромистых сталях [c.29]

    Основным легирующим элементом бoJ ъшин твa легированных сталей является хром. К коррозиошостойким относятся такие стали и сплавы, содержание хрома в которых составляет не менее 12%. Кроме того, в зависимости от назначения хромистых сталей их дополнительно легируют никелем, молибде- ном, кремнием, медью, алюминием, титаном, ниобием, азотом, и некоторыми другими элементами. [c.12]

    Коррозионная стойкость стали в атмосферных условиях резко возрастает при введении даже незначительного количества легирующих элементов, поэтому применение низколегированных сталей в качестве строительных и конструкщюнных материалов, эксплуатируемых в атмосферных условиях, экономически выгодно долговечность сооружений может быть повышена в 2-3 раза без дополнительной защиты в условиях промышленной, городской и сельской атмосферы. Защитное действие легирующих элементов в атмосферостойких низколегированных сталях основано на том, что легирующие элементы либо их соединения тормозят обычные фазовые превращения в ржавчине (см. рис. 1), и поэтому слой ржавчины на атмосферостойкой стали уплотняется. Считается также, что наряду с усилением защитных свойств слоя продуктов коррозии основной причиной положительного влияния меди является возникновение анодной пассивности стали за счет усиления эффективности катодной реакщш. Действие меди как эффективного катода подтверждается тем, что ее положительное влияние наблюдается уже в начальных стадиях коррозии, когда на поверхности стали еще не образовался слой видимых продуктов коррозии. [c.12]

    Ионное легирование зависит от природы легирующих элементов. Так, имплантация инертных газов практически не оказывает влияния на электрохимическое поведение основного металла, за исключением того, что процесс ионной имплантации может приводить к загрубению обраба-тьшаемой поверхности, утолщению воздушной окисной пленки на железе. [c.73]

    Нержавеющие стали. Основной легирующий элемент нержавеющих сталей — хром, который повышает механические свойства стали и способствует образованию на ее поверхности тонкого слоя окислов, облагораживающего электродный потенциал стали и повышающего ее коррозионную стойкость. Она повышается не монотонно, а скачкообразно. Первый порог коррозионной стойкости достигается при концентрации хрома, равной 12,8 %. При увеличении содержания хрома до 18 или до 25—28 % достигается второй порог коррозионной стойкости и наблюдается дальнейшее повышение коррозионной стойкости стали. Однако повышение содержания хрома приводит к понижению механических свойств стали, особенно ударной вязкости, а также затрудняет сварку, вызывая хрупкость сварного шва. Стали с высоким содержанием хрома после сварки требуют термической обработки. Повышение содержания углерода в нержавеющих сталях понижает их коррозионную стойкость, что связано с уменьшением содержания хрома в твердом растворе вследствие образования карбидов. Поэтому повышение содержания углерода в стали вызывает сдвиг порога коррозионной стойкости в область более высокой концентрации хрома. Понижение содержания углерода ниже 0,02% делает сталь стойкой против карбидообразо-вания. [c.31]


Влияние химических элементов на свойства стали.

Условные обозначения химических элементов:

хром ( Cr ) — Х
никель ( Ni ) — Н
молибден ( Mo ) — М
титан ( Ti ) — Т
медь ( Cu ) — Д
ванадий ( V ) — Ф
вольфрам ( W ) — В
азот ( N ) — А
алюминий ( Аl ) — Ю
бериллий ( Be ) — Л
бор ( B ) — Р
висмут ( Вi ) — Ви
галлий ( Ga ) — Гл
иридий ( Ir ) — И
кадмий ( Cd ) — Кд
кобальт ( Co ) — К
кремний ( Si ) — C
магний ( Mg ) — Ш
марганец ( Mn ) — Г
свинец ( Pb ) — АС
ниобий ( Nb) — Б
селен ( Se ) — Е
углерод ( C ) — У
фосфор ( P ) — П
цирконий ( Zr ) — Ц

 ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА СТАЛЬ И ЕЕ СВОЙСТВА

Углерод — находится в стали обычно в виде химического соединения Fe3C, называемого цементитом. С увеличением содержания углерода до 1,2% твердость, прочность и упругость стали увеличиваются, но пластичность и сопротивление удару понижаются, а обрабатываемость ухудшается, ухудшается и свариваемость.

Кремний — если он содержится в стали в небольшом количестве, особого влияния на ее свойства не оказывает.(Полезная примесь; вводят в качестве активного раскислителя и остается в стали в кол-ве 0,4%)

Марганец —  как и кремний, содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства также не оказывает. (Полезная примесь; вводят в сталь для раскисления и остается в ней в кол-ве 0,3-0,8%. Марганец уменьшает вредное влияние кислорода и серы.

Сера —  является вредной примесью. Она находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение сообщает стали хрупкость при высоких температурах, например при ковке, — свойство, которое называется красноломкостью. Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость. В углеродистой стали допускается серы не более 0,06-0,07%. ( От красноломкости сталь предохраняет марганец, который связывает серу в сульфиды MnS).

Фосфор — также является вредной примесью. Снижает вязкость при пониженных температурах, то есть вызывает хладноломкость. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки.

 ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА СТАЛИ

Хром (Х) — наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.

Никель (Н) — сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, оказывает влияние на изменение коэффициента теплового расширения. Никель – дорогой металл, его стараются заменить более дешевым.

Вольфрам (В) — образует в стали очень твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Это дорогой и дефицитный металл.

Ванадий (Ф) — повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем, он дорог и дефицитен.

Кремний (С)-  в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1-1,5% Si увеличивает прочность, при этом вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличивается электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, кислостойкость, окалиностойкость.

Марганец (Г) —  при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.

Кобальт (К) — повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Молибден (М) — увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах.

Титан (Т) — повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.

Ниобий (Б) — улучшает кислостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Алюминий (Ю) — повышает жаростойкость и окалиностойкость.

Медь (Д) — увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.

Церий — повышает прочность и особенно пластичность.

Цирконий (Ц) — оказывает особое влияние на величину и рост зерна в стали, измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Лантан, цезий, неодим — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Процесс легирования - Литейное производство


Процесс легирования

Категория:

Литейное производство



Процесс легирования

Легирование — это введение в расплавленные или твердые металлы легирующих материалов для получения сплава заданного химического состава с целью придания ему определенных требуемых свойств.

Общим (объемным) легированием называют введение легирующих материалов в жидкий металл и равномерное распределение их в объеме. Поверхностным легированием называют введение легирующих материалов в поверхностные слои затвердевшей или затвердевающей отливки. Легирующими материалами могут служить технически чистые элементы, преимущественно металлы, их сплавы или химические соединения. Основными легирующими элементами в стали и чугуне являются Cr, Ni, Mn, Si, Mo, W, Ti, Al, Nb, Co, Си, В и др., в алюминиевых сплавах — Si, Си, Mg, Ni, Cr, Со, Zn, в медных — Zn, Sn, Pb, Al, Mn, Fe, Ni, Be, в магниевых — Al, Zn и в свинцовых сплавах — Sn, Zn, Sb.

С развитием различных вариантов легирования появилась разновидность процесса, известная под названием микролегирования. При микролегировании остаточное содержание легирующих элементов не превышает 0,1%.

Легированные сплавы можно получить при использовании шихтовых материалов первичной плавки, содержащих легирующие элементы. Такие материалы называют природнолегированными. Например, природнолегированными являются чугуны, в которые легирующие элементы вносятся из руды при восстановлении железа в доменной печи. Эти элементы могут сохраняться при последующем переделе чугуна в сталь или при переплавке чугуна в других плавильных агрегатах. И в этом случае стали и чугуны называют природнолегированными. Промышленные методы легирования приведены на схеме 1.

Схема 1. Методы легирования

Несмотря на разнообразие сплавов и методов легирования, известны только два принципиально различных случая влияния легирующих элементов на свойства сплавов: первый, когда легирующие элементы остаются в твердом растворе и второй, когда они помимо раствора, образуют включения, имеющие поверхность раздела.

Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сплава зависит от соответствия кристаллических решеток легирующего элемента и металла, являющегося основой сплава.

Если атомный объем легирующего элемента, тип и параметры его кристаллической решетки подобны этим же характеристикам

новного элемента сплава, то возможен первый случай, т.е. образование твердых растворов с большой концентрацией легирующего элемента. Многие литейные сплавы (например сталь, чугун, бронзы, латуни, силумины и др.) представляют собой различные твердые растворы легирующего элемента в основном элементе (железе, меди, алюминии).

Легирующие элементы могут образовывать с основой сплава или другими присутствующими в нем элементами особые химические соединения (карбидные, оксидные, нитридные, карбонитридные и т. д.), обладающие многими ценными качествами: большой твердостью, высокой прочностью и пластичностью, хорошей химической стойкостью, магнитными (антимагнитными) свойствами, жаропрочностью и т. п. Равномерно и в достаточной степени распределенные в твердом растворе (или в качестве самостоятельной фазы) эти соединения придают сплавам необходимый для соответствующих условий эксплуатации комплекс свойств.

Если основной элемент сплава, например железо, подвержен в твердом состоянии полиморфным превращениям (а, у, б), то легирующие элементы определяют изменение свойств, получаемых в результате термической обработки соответствующих сплавов.

Легирующие элементы могут расширять или уменьшать те или иные области, представляемые диаграммами состояния. Например, никель и марганец расширяют область твердого раствора в сплавах железо-углерод и после быстрого охлаждения от высокой температуры никелевая или марганцевая сталь при соответствующем содержании указанных элементов обладает вязкой немагнитной аустенитной структурой с высокой температурой рекристаллизации.

Другие легирующие элементы, например хром, кремний, вольфрам, молибден и ванадий, сужают области у-твердого раствора и способствуют получению ферритной структуры с высокими магнитными свойствами и коррозионной стойкостью.

Условия растворения легирующих элементов определяются общими законами растворов и диффузионными, устанавливающими условия проникновения легирующих элементов в затвердевающую или затвердевшую поверхность отливки.

Характерной особенностью элементов, используемых для микролегирования, является их высокая химическая активность, т.е. способность непосредственно в расплаве взаимодействовать с кислородом, азотом, водородом, серой и некоторыми другими нежелательными примесями и таким образом нейтрализовать их вредное влияние.


Реклама:

Читать далее:
Процесс модифицирования

Статьи по теме:

Легированная сталь: особенности, классификация и характеристики - Метинвест

В век перепроизводства разве что младенец не знает, что существует легированная сталь. Но часто происходит подмена понятий и многие обыватели считают, что единственным достоинством такого материала является его высокая антикоррозионная стойкость. На самом деле, кроме нержавейки, существует колоссальное количество сплавов, содержащих легирующие добавки и имеющих различные механические и эксплуатационные характеристики. Ну а теперь все по порядку.

Легированные стали: определение и классификация

Легированные сплавы имеют сложный состав на основе железа и углерода и содержат различные химические элементы, которые влияют на структурные преобразования металлов на молекулярном уровне. Процентное содержание таких добавок и организация процесса раскисления, легирования и модификации сталей определяют их физико-химические свойства.

Интересный факт. Началом массового производства немагнитных сплавов считается выплавка стали англичанином Робертом Гадфильдом в конце XIX века. Конечно, человечество и раньше знало, что такое легированная сталь, но организовать потоковое производство и оценить все преимущества ее применения люди смогли только в эпоху глобальной индустриализации и, к сожалению, с появлением новых военных технологий. Благодаря высокому сопротивлению износу и ударным нагрузкам сталь Гадфильда вплоть до середины XX века становится наиболее используемым сплавом для производства железнодорожных крестовин, танковых траков, пехотных шлемов и даже тюремных решеток. Она и сейчас применяется при изготовлении зубьев ковшей экскаваторов и других элементов техники, подвергаемых ударным и истирающим нагрузкам во время их эксплуатации.

Отличия от углеродистых сталей

Любая сталь содержит железо и углерод. Причем содержание последнего может составлять 0,02 – 2,14% и напрямую определяет его свойства и марку. Он повышает твердость и прочность, но при увеличении концентрации снижает пластичность. Увеличивает режущую способность, электрическое сопротивление и коэрцитивную силу. Снижает температуру плавления и плотность.

Обыкновенные углеродистые стали, также как и легированные, могут содержать кремний, марганец, медь, серу, хром, фосфор, водород, азот и алюминий, только их количество значительно ниже. При этом Si и Mn вводятся для улучшения прочностных показателей и физико-химических свойств. Другие вещества попадают в расплавленную сталь из шихты или печных газов и соответственно считаются примесями. Некоторые их них (например, сера и фосфор) являются постоянными вредными примесями. При плавке легированных сталей их свойства формируются счет целенаправленного введения модифицирущих элементов. 

Легирующие добавки

Наиболее распространенными элементами, использующимися для улучшения физических, химических и механических свойств стали являются: хром, марганец, никель, кремний, вольфрам, молибден, ванадий, титан, медь, кобальт, алюминий, бор, ниобий, цирконий и другие. Но, несмотря на такой обширный список, все же наиболее используемыми являются лишь несколько из вышеперечисленных элементов.

Таблица 1 – Легирущие добавки

Элемент

Химическое обозначение

Обозначение в маркировке СНГ

Типичное содержание, %

Особенности применения

Марганец

Mn

Г

0,8 – 13

Аустенитобразующее вещество, улучшает прокаливаемость и увеличивает порог жидкотекучести металла. Повышает сопротивление истиранию и ударным нагрузкам.

Кремний

Si

С

0,5 – 14,0

Ферритообразующий компонент. Не влияет на вязкостные свойства, при этом повышает предел прочности и текучести, магнитную проницаемость и электропроводимость. Улучшает пластичность, кислотостойкость и прочностные показатели.

Алюминий

Al

Ю

0,02 – 0,07

Минимизирует процессы старения. Повышает пластичность. Связывает кислород

Фосфор

P

П

0,05 – 0,35

Улучшает антикоррозионные свойства и обрабатываемость. В количестве более 0,03% провоцирует хладноломкость.

Хром

Cr

Х

0,3 – 30

Ферритообразующий компонент. Широко используется как самостоятельный легирующий агент, так и в комплексе с другими веществами. Его введение способствует расширению температурного интервала затвердевания, увеличивает прочность и твердость без изменения показателей пластичности. Содержание 1% улучшает механические свойства. С повышением концентрации хрома до 5% увеличивается теплостойкость, а кислотостойкие и жаропрочные сплавы уже содержат более высокий процент хрома, который может достигать 28%.

Никель

Ni

Н

0,3 – 25

Аустенитообразующий компонент. Улучшает ударную вязкость и термоокислительную стабильность. Повышает прокаливаемость и окалиностойкость.

Молибден

Mo

М

0,2 – 6,5

Значительно повышает показатели твердости, прочности и прокаливаемости. В наибольшей концентрации содержится в жаропрочных и быстрорежущих сталях, а в конструкционных марках его количество обычно не превышает 0,4%.

Вольфрам

W

В

1,0 – 18,0

Карбидообразующая присадка, повышающая пределы прочности и твердости. Вводится в быстрорежущие инструментальные сплавы до 18% и оптимизирует термопрочность и сопротивление ударным нагрузкам.

Ванадий

V

Ф

0,09 – 2,0

Карбидообразующий агент, который увеличивает прочность и повышает вязкость. Ванадийсодержащие сплавы демонстрируют отличную ударную стойкость и инертность к напряжениям, но очень дорого стоят.

Титан

Ti

Т

0,03 – 0,15

Связывая углерод в прочные карбиды, измельчает зерна аустенита и снижает склонность к межкристаллической коррозии. Повышает кислотоустойчивость и, наряду с другими карбидообразующими, способствует самозакалке стали. 

Ниобий

Nb

Б

0,01 – 1,5

Сильный карбидообразующий элемент. В нержавеющие сплавы вводится для минимизации межкристаллической коррозии, в марганцовистую – для снижения отпускной хрупкости.

Медь

Cu

Д

0,03 – 4,0

Ее присадка увеличивает предел текучести, пластичность, сопротивляемость коррозионным процессам. В судостроении позволяет эффективно решить проблему обрастания подводной части корпуса водорослями и ракушками.

Бор

B

Р

0,0008 – 0,005

Увеличивает прокаливаемость. Является лучшей альтернативой для замены дорогостоящего молибдена и никеля.

Кобальт

Co

К

5,0 – 30,0

Используется для жаростойких и быстрорежущих марок. Его присадка позволяет режущей плоскости сохранять свои свойства даже при температурах красного каления и защищает конструктивные части теплогенерирующих элементов от окисления при воздействии агрессивных сред и критических температур.

Редко-земельные

металлы (РЗМ)

Ce, La и др.

Ч

0,02 – 0,05

Одновременно выступают дегазаторами и десульфураторами. В значительной мере оптимизирующее влияют на обрабатываемость и физико-механические свойства. Улучшают жидкотекучесть, свариваемость и ковкость.

Сера

S

--

0,03 – 0,3

Несмотря на то, что наличие серы активизирует процессы ржавления и охручивания стали, она используется в автоматных марках для облегчения станочной обработки.

На заметку. Даже в составе технически чистого железа обязательно присутствуют около 20 химических примесей. Но их суммарное количество не превышает 0,25 процента.

Общая классификация легированных сталей

Она основывается на том, в каком количестве добавка введена в состав сплава, и определяет основные группы, исходя из химической структуры, целевого назначения и уникальных свойств. Таким образом, различают следующие категории.

Классификация стальных сплавов по процентному содержанию всех легирующих компонентов:

  • не более 2,5 % - низколегированные;
  • в интервале от 2,5 до 10,0% – среднелегированные;
  • более 10% - высоколегированные.

Классификация легированных сталей по назначению:

  • конструкционные. Используются для изготовления металлоконструкций, деталей машин, агрегатов и механизмов;
  • инструментальные. Применяются при изготовлении высококачественного мерительного и режущего инструмента и ударо-штамповочной оснастки;
  • с особыми свойствами (жаростойкие, нержавеющие и прочие).

В своей профессиональной деятельности металлурги и инженеры часто прибегают к более широкой номенклатуре. Например, профессионалами используется классификация таких сплавов по их микроструктуре в нормализованном состоянии (перлитные, аустенитные, карбидные и мартенситные) или в равновесном состоянии (доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные).

Характеристика легированных сталей

Фазовые превращения в твердых растворах железа определяются общими законами взаимной растворимости и межатомных взаимодействий всех элементов, включая углерод и легирующие добавки. Поэтому легированная сталь имеет одновременно схожие и уникальные характеристики:

  • химические: жаростойкость, кислотостойкость, коррозионная стойкость;
  • физические: тепловые, магнитные, электрические;
  • специальные: износостойкость, сопротивляемость ползучести.

Среди преимуществ и достоинств, которыми обладает данный металлопрокат, следует выделить повышенное сопротивление хладостойкости, ударным и пластическим деформациям, улучшенная прокаливаемость, повышенная вязкость. При этом для большинства сплавов, содержащих разное количество легирующих присадок, характерно:

  • наличие остаточного аустенита после закалки;
  • склонность к образованию флокенов;
  • механическая прочность;
  • тугоплавкость.

На заметку. В зависимости от химической природы вводимых элементов легированная сталь изменяет свойства жидкотекучести и поверхностного натяжения. А также снижает температуру плавления следующим образом:

Элемент

Снижение T для 1% элемента в жидком р/р, ˚С

Элемент

Снижение T для 1% элемента в жидком р/р, ˚С

Элемент

Снижение T для 1% элемента в жидком р/р, ˚С

Углерод

90

Кремний

6

Никель

2,9

Сера

40

Фосфор

28

Титан

17

Марганец

1,7

Медь

2,6

Бор

100

Хром

1,8

Молибден

1,5

Вольфрам

1

Алюминий

5

Ванадий

1,3

Кобальт

1,5

Данные таблицы показывают, что по сравнению с малоуглеродистым нелегированным сплавом у высоколегированной марки, содержащей около 50% присадок, температура ликвидуса ниже почти на 100˚С.

Маркировка легированных сплавов и основные марки

В мировой практике используется несколько документов, регламентирующих маркировку легированных сталей. Но в любом случае они все предполагают использование буквенно-цифровых обозначений.

Стандарты стран СНГ

При обозначении легированной конструкционной стали процентная величина массовой доли углерода маркируется первыми двумя цифрами без использования буквенного обозначения. Далее в порядке уменьшения указываются легирующие компоненты и их доля в сплаве в среднем эквиваленте. Буквенные обозначения химических элементов указаны в таблице 1. Легирующие присадки, количество которых менее 1,0% указываются только в расшифрованной номенклатуре, так как обозначение тогда бы приняло очень громоздкий вид.   

Учитывая обширный сортамент, также марка стали может включать дополнительные симвноменклатуре, так как обозначение тогда бы приняло очень громоздкий вид.олы, более расширенно описывающие свойства или особенности: А – автоматные, Е – магнитные, Ж – нержавеющие, Р – режущие, Х – хромистые, Ш – шарикоподшипниковые, Э - электротехнические, Я – хромоникелевые. Также маркировка может предполагать исключения от общих правил обозначения. Так в зависимости от химического состава конструкционные сплавы разделяют на качественные и высококачественные. Например, в конце маркировки буква «А» указывает, что сплав является особо чистым в части содержания фосфора и серы, а буква «Ш» относит их к высококачественным.

Маркировка легированных сталей для речного и морского судостроения часто осуществляется в соответствии с ГОСТ 5521-86 и требованиями Международной ассоциации классификационных обществ. Это означает, что такие сплавы классифицируют на категории A, B, D и Е с учетом предела текучести, показателям прочности, хрупкости и сопротивления ударным нагрузкам.

Европейские стандарты

EN 10027 определяет порядок обозначения всех сталей. Легированные сплавы имеют маркировку 1.20ХХ – 1.89ХХ, где первая цифра определяет, что данный материал относится к сталям, вторая и третья цифра определяют номер группы сталей и две последние - порядковый номер сплава в этой группе. Например, категория инструментальных сталей идентифицируется как 1.20ХХ – 1.28ХХ, а нержавеющих как 1.40ХХ – 1.45ХХ.

Североамериканские стандарты ASTM/ASME и AISI

В США действует наиболее обширная система маркировки сталей. Например, маркировка ASTM предполагает обозначение основных химических элементов, предел прочности и форму проката. В системе AISI используют 4 цифры, где первые две указывают номер группы, две последующие – процентное количество углерода. Буквенные символы демонстрируют наличие соответствующих присадок.

Марки, наиболее востребованные в инжиниринге

  • 09Г2С – низколегированная сталь, сочетающая механическую прочность, хорошую обрабатываемость и доступную стоимость;
  • 40Х и ее аналог AISI 5135 – основной конструкционный материал для изготовления деталей и оборудования промышленного сектора и трубопроводной арматуры;
  • 10Г2С1 – кремнемарганцевая марка, демонстрирующая хладостойкость, неплохую свариваемость и повышенную коррозионную стойкость, благодаря чему востребована при сооружении мостов, газопроводов и объектов повышенной надежности;
  • 10Х11Н23Т3МР – жаропрочный сплав аустенитного класса, использующийся для производства пружин, деталей крепежа, работающих при температурах до 700ºС. 

Использование легированных сталей

Сегодня практически невозможно перечислить все сферы, где применяется легированная сталь. Это тракторостроение и машиностроение, химико-технологический и промышленно-производственный комплекс, нефтегазодобывающая отрасль и сельское хозяйство. Например:

  • из хромосодержащих сплавов изготавливают детали для оборудования, эксплуатируемого в условия прямого или вероятного контакта с агрессивными средами: плунжеры и шлицы, валы и зубчатые колеса, поршневые пальцы и карданные крестовины;
  • низколегированные конструкционные сплавы чаще всего востребованы в строительстве, массово используются при сооружении каркасных металлоконструкций и для изготовления труб, сортового и фасонного металлопроката. Несмотря на обширный сортамент, легированная сталь марки 09Г2С является наиболее популярной в этой сфере;
  • инструментальный сплав – универсальный материал для клейм, пресс-форм, эталонных калибров и штампов, ручного инструиента. А из ледебуритных марок изготавливаются быстрорежущий инструмент и шарошечные долота.

Также не стоит забывать, что физические особенности легированных сплавов проявляются в термообработанном состоянии. Именно поэтому их широко используют для термонапрягаемых деталей, высокоскоростных и тяжелонагруженных пар трения.

В связи с интенсивным развитием современных технических отраслей, легированная сталь находит применение в гражданской и военной авиации, в турбостроении и в альтернативной электроэнергетике. Так же можно купить металл в Украине, а именно легированную сталь для изготовления мультикоптеров и беспилотников, ядерных реакторов, ракетно-космических систем. В то же время стремительное расширение сферы применения легированных сталей обуславливает ужесточение требований к их качеству и мотивирует к разработке новых сплавов.

 

 

Легирующие элементы в стали - Дистрибьютор стальной продукции Stalesia sp.zo.o

Легирующие элементы из стали

Свойства стали определяются ее химическим составом. Для его получения используются сплавы железа с углеродом и другими элементами, то есть легирующие добавки. Их количество должно превышать минимальную концентрацию, при которой не происходит изменения свойств и структуры стали. Наиболее часто используемые легирующие элементы - это такие элементы, как: никель, титан, ванадий, хром, кремний, молибден, вольфрам, кобальт, алюминий, медь, ниобий и марганец.

Легирующие элементы вводятся не только для придания стали определенных свойств, но и для повышения прокаливаемости, облегчения термообработки, повышения коррозионной и износостойкости, а также улучшения физических, физико-химических, технологических и механических свойств. Каждая из добавок по-своему изменяет свойства стали. Однако не все они могут положительно повлиять на него, поэтому есть и полезные, и вредные добавки.

Молибден повышает коррозионную стойкость стали.В аустенитных кислотостойких сталях его содержание составляет около 2,5%, но может достигать даже 7%. Элемент отвечает за повышение прочности и закаливаемости стали, снижение хрупкости и повышение сопротивления ползучести.

Медь по своим физическим свойствам аналогична железу, но гораздо более устойчива к коррозии. Добавление этого элемента ценится все больше и больше, особенно когда речь идет о выплавке новой стали.

Никель не только облегчает процесс закалки и увеличивает его глубину, но и снижает температуру аустенитного превращения, а при растворении в феррите упрочняет сталь и увеличивает ударную вязкость.Элемент является важным компонентом кислотостойкой стали, так как обеспечивает хорошую свариваемость и возможность пластической обработки. Никель в количестве 0,5% - 4% добавляют в термическое улучшение, а более 8% - 10% - в кислотостойкую сталь.

Хром , как и никель, влияет на прокаливаемость стали, увеличивает ее прочность и способствует измельчению зерна. Это добавка, которая часто используется в конструкционных, жаропрочных, нержавеющих и инструментальных сталях.В случае нержавеющей стали именно хром делает ее стойкой к ржавчине. Содержание этой добавки колеблется от 12% до 30% в зависимости от марки стали.

Кремний обычно считается нежелательной добавкой, он влияет на хрупкость, твердость, эластичность и прочность стали. Примесь кремния чаще всего используется в качестве ингредиента в пружинных сталях, она также снижает ударопрочность и повышает устойчивость к высоким температурам.Компонент добавляется в те виды стали, которые работают при высоких температурах и контактируют с концентрированными азотной и серной кислотами.

Марганец положительно влияет на стойкость стали к ударам и истиранию, при этом не изменяя ее пластичность. Это элемент, который делает сталь более прочной.

Среди вредных примесей следует упомянуть, прежде всего, серу, , затрудняющую ковку стали, и люминофор , , снижающий прочность и ударопрочность, повышающий ее твердость и вызывающий хрупкость на морозе.

По соотношению легирующих элементов стали делятся на:
- низколегированные - с концентрацией одного элемента менее 2%
- среднелегированные - с концентрацией одного элемента менее 8%
- высокие -легированные - с концентрацией одного элемента более 8%

В зависимости от области применения мы различаем следующие стали:
- инструментальные стали
- конструкционные стали
- со специальными свойствами

Стали со специальными свойствами, то есть специальные стали, характеризуются высокой коррозионной стойкостью и могут быть разделены на категории в зависимости от их структуры (ферритные, мартенситные, мартенситные, закаленные секрецией, аустенитные и ферритно-аустенитные стали) и по химическому составу (высокохромистые стали). , хромоникелевые и хромоникелевые стали). никель-марганцевые).

.

Как легирующие элементы улучшают свойства стали

В современном мире трудно представить себе день без контакта человека со сталью в совершенно иной форме. Сталь с нами на каждом шагу, железобетон, в который заделаны стальные стержни, трубы стальных конструкций, предметы повседневного обихода, такие как ножи, и даже украшения. Откуда взялось такое невероятное разнообразие стали? Не стесняйтесь читать.

Сталь на самом деле представляет собой расплавленное железо в сочетании с углеродом, прошедшее соответствующую пластическую и термическую обработку.Теоретически это очень простой материал, известный уже в древности. Благодаря его долгой истории мы узнали о масштабах его применения. Правильная обработка, процессы создания и добавки, разные виды стали имеют разные свойства, поэтому это такой универсальный материал. Буквально везде.

Почему это так широко используется? Это связано с различными свойствами, которые достигаются добавлением в сплав соответствующих элементов - легирующих элементов - в соответствующих пропорциях.В магазине Krysmet Anna Kopczyńska представлен широкий выбор высококачественных стальных листов, прутков, профилей и труб.

Роль углерода в стали

Уголь - один из основных компонентов стали. Его содержание в первую очередь определяет механические свойства. Чем выше его содержание, тем выше предел прочности стали на разрыв, повышаются ее предел текучести и твердость. Это снижает его ударную вязкость, удлинение и сужение.Чем выше содержание углерода, тем лучше его закаливаемость и ухудшается свариваемость. Содержание углерода существенно влияет на использование данного типа стали и определяет правильную работу легирующих элементов.

Какие элементы добавляют в сталь и как они улучшают ее свойства? - основные легирующие элементы

Добавление никеля приводит к тому, что сталь имеет более высокую прочность и твердость, сохраняя при этом высокую ударную вязкость в высшей степени из всех элементов.Понижает температурный порог хрупкости стали, способствует хорошей закаливаемости элементов. Не образует карбидов и значительно снижает температуру порога хрупкости стали. Присутствие хрома и мобидема в значительной степени способствует хорошей прокаливаемости. Его широко используют для производства кислотостойких и жаропрочных сталей, а также для производства инструментальных сталей.

Хром, в свою очередь, является элементом, сильно влияющим на коррозионную стойкость. Это также увеличивает прочность и закаливаемость. Он также обеспечивает глубокую закалку, что, в свою очередь, важно для того, чтобы инструменты, изготовленные из этой стали, не деформировались, были устойчивы к истиранию и механическим повреждениям, таким как растрескивание.

Добавление марганца увеличивает предел упругости стали и значительно увеличивает ее сопротивление истиранию. С другой стороны, это снижает пластичность стали.

Кремний играет важную роль в металлургических процессах - тогда он действует как раскислитель. Это также делает сталь тверже.

Алюминий также обладает сильным раскисляющим действием и предотвращает рост аустенитных зерен.

Медь часто добавляют в сталь. По своим свойствам он похож на железо, но гораздо более устойчив к коррозии.

.

Что делают отдельные элементы в составе стали?

Сегодняшним вступлением мы хотели бы начать серию статей, расширяющих ваши знания о стали и методах ее обработки, из которых изготавливаются ножи, предлагаемые нашей компанией.

Начнем с сложной, но увлекательной темы - роль элементов в сталях.

Описание влияния элементов на свойства стали - непростая задача, в основном из-за того, что определение их влияния не всегда однозначно.А именно, действие отдельных элементов зависит от многих факторов, включая: тип стали , , к которому мы добавляем отдельные элементы (для аустенитных и перлитных сталей действие, например, марганца или никеля может быть противоположным), условий обработки и использования стали (например, сера, которая в большинстве сталей нежелательна, для быстрорежущих сталей - желательная добавка, улучшающая их обрабатываемость) и, прежде всего, химический состав стали - элементы могут изменять свое влияние в зависимости от другие добавки, с которыми они могут «работать».Дополнительно стоит отметить, что не существует «идеальных элементов» , которые улучшили бы все параметры производительности, обычно когда одни параметры улучшаются, другие ухудшаются.

Уловка - , вот как выбрать химический состав стали

.

Для уравновешивания действия всех присадок. В связи с тем, что японские металлурги для производства своих надежных ножей используют в основном углеродистые стали (с ограниченным количеством легирующих добавок) и коррозионно-стойкие стали (в народе называемые нержавеющими, основным легирующим элементом которых является хром, из которых по данным американский стандарт AISI должен быть минимум 11% (), мы сосредоточимся на роли отдельных элементов в этих двух типах стали.Также стоит отметить, что наше описание касается элементов, которые можно найти в сталях, из которых сделаны наши ножи, т.е. в первую очередь: углерод, хром, молибден, ванадий, вольфрам, кобальт, кремний и примеси в виде фосфора и серы. .

Углерод - Согласно популярному определению, сталь представляет собой «сплав железа с углеродом, обработанный
с содержанием углерода до 2,11%» , поэтому углерод является основным элементом. Можно сказать, что именно он решает, что сталь - это сталь, а не чугун (мы также не рассматриваем стали, в которых содержание углерода существенно ограничено, хотя он всегда есть). Углерод является ключевым элементом с точки зрения механических свойств стали (не только по его присутствию в стальной конструкции, но и по способности образовывать карбиды с другими элементами). Увеличение количества углерода в стали снижает содержание мягкого структурного компонента (феррита) и увеличивает количество твердого компонента (цементита) в стали. Проще говоря, , чем больше углерода в стали, , тем выше прочностные свойства ( например,твердость, прочность, сопротивление истиранию ) и пластические свойства (например, пластичность) снижаются. Кроме того, когда дело доходит до закалки, углерод является наиболее важным элементом - он увеличивает прокаливаемость стали. Сплавы железа с углеродом (до содержания 2,11%;)) с более высоким его содержанием после закалки и отпуска имеют меньшую склонность к растрескиванию. При закалке твердость полученной стальной структуры (мартенсита) также зависит в основном от углерода.

Хром - Это элемент, оказывающий значительное влияние на свойства стали. Это основной ингредиент, используемый в в коррозионно-стойких сталях (также жаропрочных и жаропрочных). В меньших количествах (0,2% - 2%) используется для улучшения прокаливаемости. В количествах более 10,5% обеспечивает стали с высокой стойкостью к коррозии и окислению (например, стали Gingami, AUS-8, ZDP-189, 420, VG 5 и 10, а также ванадий-молибденовые стали). Это карбидообразующий элемент , улучшающий износостойкость, твердость и, следовательно, износостойкость.К сожалению, добавление хрома снижает пластические свойства, такие как удлинение и сужение. Этот элемент также снижает ударную вязкость, то есть сопротивление стали динамической нагрузке, например удару.

Молибден - Как и хром, имеет карбидообразующий эффект. В меньших количествах, до 2,5%, он используется для того, чтобы улучшить закаливаемость и повысить вторичную твердость (полученную при отпуске стали после закалки, связанной с превращением остаточного аустенита и отделением карбидов новых сплавов. ).-. Благодаря карбидам Mo2C C этот элемент задерживает размягчение стали при повышении температуры.

Ванадий - Его часто добавляют в сталь для повышения прокаливаемости. Количество 0,2% (сталь VG 5 и 10, Super Aogami, R -2, AUS 8) также влияет на возникновение дисперсионного твердения в стали (за счет отделения растворенного компонента от перенасыщенного твердого раствора). Большие количества ванадия значительно увеличивают сопротивление истиранию, твердость, прочность и предел текучести.Интересно, что использование ванадия также увеличивает ударную вязкость и эластичность стали. Использование не снижает удлинения и сжатия. Таким образом, этот элемент является феноменом, он улучшает как прочность, так и пластические свойства.

Вольфрам - Также относится к группе карбидообразующих элементов. Его использование приводит к производству в стали карбидов W6C, которые значительно улучшают стойкость стали к истиранию. Вольфрам также улучшает другие прочностные свойства (стали FAX 40, Aogami и Super Aogami).В то же время он снижает удлинение и сужение сплава. При отпуске стали можно получить вторичную твердость благодаря добавке вольфрама.

Кобальт - Этот элемент может снизить закаливаемость стали за счет увеличения критической скорости охлаждения , однако , с другой стороны, предотвращает перегрев стали во время закалки. Таким образом, это позволяет повысить его температуру. Благодаря более высокой температуре , D мы можем увеличить насыщение стали карбидами сплава (например,ванадий, молибден, вольфрам), что значительно увеличивает его износостойкость. Ножи из стали с добавлением кобальта отличаются высокой прочностью. Однако кобальт снижает пластические свойства.

Марганец - Добавляется в сталь в количестве до 0,8% для связывания кислорода и серы , это предотвращает образование нежелательного сульфида железа, который вызывает хрупкость в горячем состоянии. В больших количествах он добавляется для упрочнения стали за счет раствора, улучшения закаливаемости и уменьшения ферритного зерна (что улучшает стойкость стали к растрескиванию). Улучшает прочностные свойства и снижает пластические свойства.

Кремний - Также используется как раскислитель. 0,5% - 1% усиливает феррит. Значительно увеличивает предел текучести, немного увеличивает твердость и прочность. Он очень хорошо влияет на эластичность стали. Кремний, к сожалению, снижает удлинение и ударную вязкость, , однако, с участием карбидообразующих элементов повышает пластические свойства сплава и снижает падение твердости после отпуска.

Пришло время «злодеев» в нашей стали. Элементы так называемого примеси - это элементы, которые в большинстве случаев (но не всегда) нежелательны в сталях, потому что они вызывают
отрицательных эффектов в сталях, имеющих большое значение для их качества.

Наиболее распространенными примесными элементами являются:

Сера - K вола и руды из k попадают в сталь в процессе плавки. Нежелательно в стали из-за образования неметаллических включений, которые являются местами зарождения трещин. Верхний предел содержания серы - 0,05%. (ни одна из сталей, из которых ножи доступны на нашем сайте, не близка к этому значению). В сталях без добавления марганца может образовываться FeS, что очень пагубно сказывается на пластических свойствах стали.

Фосфор - Попадает в сталь из руды. Это нежелательно для сталей из-за сегрегации границ зерен , а способствует хрупкому разрушению. Содержание фосфора в высококачественных сталях ограничено до 0,05% (ни одна из сталей, из которых изготовлены наши ножи, не превышает этого предела).

Артикул:

[1] Бличарски М., Введение в материаловедение, Научно-технические издательства, Варшава, 2001

[2] Добжаньски Л.А., Инженерные материалы и проектирование материалов - Основы материаловедения и металловедения, Научно-техническое издательство, Варшава, 2006

[3] Пшибилович К., Исследования металлов, Научно-технические издательства, Варшава, 1999.

[4] Пацина Ю., Металловедение - избранные выпуски, Издательство AGH, Краков, 2005

.

Сталь кислотостойкая и легирующие элементы. Что вы должны знать?

Свойства стали в первую очередь определяются химическим составом. Сегодня в Inox Polska мы сосредоточимся на легирующих элементах, то есть элементах, которые при добавлении в материал придают ему желаемые свойства, такие как коррозионная стойкость. Какие три важнейших элемента при производстве нержавеющей стали? Какой из компонентов может негативно повлиять на материал? Вы узнаете с Inox Polska!

Кислотостойкая сталь - три ключевые добавки

Они могут облегчить процесс термообработки, повысить прокаливаемость и износостойкость, а также повлиять на определенные физические свойства.Добавки в сплавы, поскольку они отвечают за этот набор свойств, вводятся для придания материалам специфических свойств. Наиболее часто используемые элементы: никель, ванадий, хром, кремний, вольфрам, молибден, кобальт, алюминий, ниобий, титан, марганец и медь. Однако из этого длинного списка мы можем выделить три наиболее важных добавки к сплавам. Это:

  • Хром (Cr) - этот элемент отвечает за большую прокаливаемость и прочность материала, а также обеспечивает оптимальную твердость.В случае нержавеющей стали именно хром делает ее стойкой к ржавчине.
  • Никель (Ni) - именно благодаря этому компоненту материал демонстрирует высокую устойчивость к очень низким температурам и сохраняет отличную пластичность. Никель также является очень важным элементом кислотостойких сталей из-за возможности пластической обработки и хорошей свариваемости. Для получения таких свойств его добавляют в кислотостойкую сталь в диапазоне от 8% до 10%.
  • Молибден (Mo) - этот элемент значительно снижает хрупкость стали, одновременно обеспечивая повышенную прокаливаемость и сопротивление ползучести.В аустенитных кислотостойких сталях содержание молибдена обычно составляет около 2,5%, однако в некоторых случаях оно может достигать даже 7%.

Разделение стали и доля легирующих элементов

По содержанию легирующих элементов можно выделить три типа стали:

  • низколегированные стали - где концентрация легирующей добавки составляет менее 2%, среднелегированные стали
  • , в которых концентрация легирующей добавки ниже 8%, высоколегированные стали
  • , в которых концентрация одной легирующей добавки превышает 8%.

Также следует помнить, что не все добавки положительно влияют на константу. Мы также выделяем вредные примеси, которые считаются загрязнителями. В эту группу входят, например, фосфор, который снижает пластические свойства стали, увеличивая при этом хрупкость, и серу, которая отвечает за хрупкость при горячей обработке.

.90 000 элементов из стали. Часть третья: легирующие элементы.

Легирующие элементы добавляют в сталь для изменения ее свойств, но они не используются для раскисления стали, для этого они слишком дороги.

Хром (Cr) - основная и наиболее важная легирующая добавка в инструментальные и конструкционные стали, используемые для изготовления ножей. Самое главное, потому что самый дешевый J и все делает правильно. Образует твердые карбиды хрома (Cr 3 C 2 , Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 )

повышающая стойкость к истиранию.Он также влияет на рост зерна в стали (такой же, как алюминий (Al)), но в гораздо меньшей степени. Именно карбиды хрома тормозят рост зерен при высоких температурах. Высокое содержание в стали (более 12%, в зависимости от содержания углерода) делает сталь устойчивой к ржавчине. Благодаря ему у нас появилась нержавеющая сталь! Молибден (Mo) - это самый недооцененный легирующий элемент в сталях, используемых для изготовления ножей. Повышает стойкость к растрескиванию закаленных сталей. В высоколегированных сталях (содержание легирующих элементов выше 5%) он вызывает вторичную твердость при отпуске стали, что очень часто используется производителями ножей.Это также увеличивает закаливаемость стали, самого прочного из всех элементов. Конечно, это увеличивает устойчивость стали к росту зерна (в высоколегированных сталях) больше, чем хром. За это отвечают карбиды молибдена (MoC, Mo 2 C, Mo 6 C). Он также увеличивает сопротивление истиранию сильнее, чем хром.

Рис. 1 Влияние содержания молибдена на твердость при отпуске стали [1]

Wolfam (W) работает так же, как Molybdenum, но в два раза слабее.Это связано только с его удельной плотностью, вдвое большей, чем у молибдена.

Ванад - очень важный элемент в стали, он добавляется почти в каждую инструментальную сталь. Даже при небольшом содержании он защищает сталь от роста зерна (0,1%), сильнее, чем хром, молибден, вольфрам или алюминий. За это отвечают карбиды ванадия (ВК). В высоколегированных сталях он также отвечает за возникновение вторичной твердости в большей степени, чем вышеупомянутые элементы.

Рис.2 Растворимость карбидов и нитридов ванадия в стали [2]

Никель (Ni). Фактически, это не легирующий компонент в инструментальных сталях. Тем не менее, он часто встречается в стали, добавленной к повреждению ржавчины, сталь с повышенным содержанием никеля после травления ржавчины дамаск становится ярче. Благодаря этому протравленная ржавчина Damastus просто красивее.

Литература

[1] https://www.imoa.info/molybdenum-uses/molybdenum-grade-alloy-steels-irons/tempering.php

[2] Томас Невилл Бейкер: «Микролегированные стали», производство чугуна и стали. Сентябрь 2015

На базе MELONTOOLS

.

Самые популярные легирующие элементы

«Сплав железа с углеродом» - с этих слов начинается большинство определений стали, имеющихся в различных источниках. Надо признать, что этот термин достаточно точно укладывается в суть этого материала, широко используемого во всех отраслях экономики. Углерод, в зависимости от его процентного содержания в сплаве, придает смеси очень характерные свойства, включая твердость и пластичность. В дополнение к двум упомянутым элементам в стали мы также можем найти другие добавки, улучшающие физические, механические и химические свойства этого материала.

Добавки в сталь, предназначенные для закалки

Прокаливаемость сплава железа и углерода может определяться легирующими добавками, используемыми в процессе производства. Никель, хром и молибден - элементы, небольшое количество которых способствует образованию мартенситной структуры в материале. Их главное преимущество заключается в том, что они снижают критическую скорость охлаждения, так что даже если процесс отверждения немного дольше, изменения в структуре материала все равно будут происходить правильным образом.Прекрасным примером сплава, обогащенного некоторыми из этих элементов, является, в частности, конструкционная сталь 38HMJ. Он был создан после расширения химического состава марки 38HJ молибденом, что значительно улучшило прокаливаемость материала.

Повышение термостойкости котельной стали

Деформируемость стали увеличивается с увеличением температуры окружающей среды, что во многих случаях является проблематичным. Вот почему в условиях, когда материал подвергается нагреву выше 500 градусов по Цельсию, в том числе используется хромомолибденовая сталь.Сплав 13CrMo4-5 был обогащен двумя элементами, фигурирующими в названии, которые существенно повлияли на его структуру. В результате его можно использовать в местах, где материал подвергается воздействию высоких температур или коррозии, вызванной реакциями окисления. Другие марки железоуглеродистых сплавов, например 42CrMo4 Также они отличаются очень хорошими техническими параметрами - сталь этого типа используется в системах с очень высокими нагрузками. Сам по себе молибден значительно улучшает прочность получаемого материала.Прекрасным примером этого является сталь 16Mo3, которая также используется в производстве печей, паровых котлов и теплообменников.

В дополнение к ранее упомянутым легирующим добавкам мы также выделяем те, которые повышают коррозионную стойкость стали (включая титан, хром, молибден) и раскисляют (например, алюминий). Однако, независимо от причины их использования, следует помнить, что их количество следует подбирать с особой тщательностью. Именно содержание конкретного элемента определяет параметры получаемого сплава.

.

Влияние элементов на свойства нержавеющей стали

Марганец - сильно аустенитообразующая добавка - расширяет область нахождения аустенита. Его растворимость в α-железе (первая аллотропная форма железа в высокотемпературном диапазоне) неограничена, в γ-железе - ограничена. Он имеет большее сродство к углероду и сере, чем железо, он накапливается в цементите Fe3C, карбидах M23C6 и M7C3. Это значительно увеличивает закаливаемость. Он снижает Ms и Mf (начало и конец мартенситного превращения) и, таким образом, увеличивает количество остаточного аустенита.Более того, это увеличивает содержание углерода в перлите. Растворенный в феррите, он значительно увеличивает его твердость, в то время как его ударная вязкость составляет всего примерно до 1%. Он способствует росту зерен аустенита. Он нейтрализует вредное воздействие серы и кислорода на сталь, поэтому он присутствует в каждой стали в количестве примерно до 0,5%. В аустенитных сталях он может частично заменять никель.

Никель - как и марганец сильно аустенитообразующий - расширяет диапазон нахождения аустенита. Его растворимость в железе α неограничена, в железе ограничена по γ.В сталях он не образует карбиды, а растворяется в аустените и феррите, повышая его твердость и ударную вязкость даже при пониженных температурах. Он способствует графитизации (осаждение графита в сплавах железа с углеродом) и увеличивает скорость коагуляции цементита (агрегации частиц в более крупные агрегаты). Он снижает температуру A1 (начало образования аустенита) сильнее, чем Mn, а также содержание углерода в перлите. Он снижает температуру Ms и Mf (увеличивает количество остаточного аустенита). Прокаливаемость увеличивается умеренно.Это частая добавка к конструкционным сталям, нержавеющим сталям, дисперсионно-твердеющим сталям и специальным (магнитным) сплавам.

Кобальт - это также аустенитообразующая добавка - расширяет ассортимент аустенита. Он бесконечно растворяется в α-железе и в меньшей степени в γ-железе. Он имеет сродство к углероду, аналогичное железу. Он не образует карбидов в сталях, способствует графитизации и снижает прокаливаемость. Повышает точку Ms, тем самым уменьшая количество остаточного аустенита.

Хром - это сильная ферритная добавка - сужает диапазон аустенита. В железе α растворяется до 12%, в железе γ растворяется неограниченно. Образует хрупкую фазу с железом. Он имеет большее сродство к углероду, чем железо, растворяется в цементите и образует карбиды M23C6 и M7C3 с более высоким содержанием. Это немного увеличивает температуру А1 и снижает содержание углерода в перлите. Феррит затвердевает только при более высоком содержании, снижая при этом ударную вязкость.Понижает точку Mg, увеличивая количество остаточного аустенита. Он довольно сильно увеличивает прокаливаемость. Это вызывает вторичную жесткость при более высоком содержании. Применяется в конструкционных, инструментальных, нержавеющих и жаропрочных сталях.

Вольфрам - также ферритообразующий элемент. Ограниченная растворимость в железе α, но выше, чем в железе γ. Это карбидообразующий агент, образует карбиды M6C и M2C в сталях. Последние вызывают вторичную твердость при отпуске.Умеренно увеличивает закаливаемость стали. Повышает температуру A1 и значительно снижает содержание углерода в перлите. Это способствует мелкому зерну стали. Повышает твердость феррита, но значительно снижает его ударную вязкость. Он вводится в инструментальные стали, поскольку образует твердые карбиды. Он является основным компонентом быстрорежущих сталей и повышает сопротивление ползучести жаропрочных и нержавеющих сталей.

Молибден - ферритообразующая добавка. Растворимость в железе ограничена α.намного меньше, чем в железе γ. Он имеет большее сродство к углероду, чем хром и вольфрам. Он создает сложные карбиды типа M2C и метастабильные карбиды типа M6C, которые вызывают вторичную твердость во время отпуска. Это значительно увеличивает закаливаемость стали.

Ванадий - сильно ферритный. Растворимость в железе α неограничена, в железе γ до 1%. Он сильно карбидообразующий - образует очень прочные карбиды типа MC (V4C3). Это способствует мелкому зерну стали. Он значительно увеличивает закаливаемость стали при растворении в аустените.Он вводится в конструкционные стали в качестве микродобавки (примерно до 0,3%), в инструментальные стали в виде микродобавок или в больших количествах (например, для быстрорежущих сталей), поскольку он образует очень твердые карбиды и вызывает вторичную твердость. Повышает сопротивление ползучести жаропрочных и нержавеющих сталей.

Tytan - сильно ферритная добавка. Α ограниченная растворимость в железе (около 7%), в железе γ низкая (

Алюминий - ферритообразующая добавка.Растворимость в α-железе до 35%, в γ-железе до 1,1%. Он имеет более низкое сродство к углероду, чем железо, и способствует графитизации. Растворенный в аустените, он незначительно увеличивает прокаливаемость. Он связывает азот в форме AlN и измельчает зерно аустенита, что, в свою очередь, снижает прокаливаемость. Это сильный раскислитель стали, поэтому в спокойной стали он всегда присутствует в количестве 0,02 - 0,2%. Они вводятся в сталь для азотирования, поскольку она образует очень твердые нитриды. Добавка в жаропрочные и нержавеющие стали, повышающая стойкость к газовой коррозии.Применяется для диффузионной термохимической обработки с целью придания сталям стойкости к окислению при высоких температурах.

Кремний - ферритообразующая добавка. Α ограниченная растворимость в железе (около 18%), в железе γ низкая (около 2%). Он не образует карбидов в сталях, но способствует графитизации и обезуглероживанию стали. Растворенный в феррите сильно укрепляет его. При содержании более 1% снижает пластические свойства. Это не влияет на положение г-жи.Прокаливаемость увеличивается умеренно, косвенно между Ni и Cr. Снижает склонность стали к закалке. Повышает термостойкость и сопротивление ползучести. Из-за высокого сродства к кислороду он используется как раскислитель. Кремний часто добавляют в конструкционные стали (особенно пружинные стали), нержавеющие стали, трансформаторные стали, жаропрочные стали и некоторые инструментальные стали.

Ниобий и тантал - это ферритные, прочные карбидообразующие элементы.Они образуют карбиды типа MC высокой твердости и прочности. Эти добавки фиксируют азот. Они сильно измельчают аустенитное зерно. Ниобий в основном используется в качестве микродобавки к стали. В нержавеющих сталях он предотвращает межкристаллитную коррозию.

Медь - образует аналогичную систему с железом в качестве углерода с более широким полем аустенита. Растворимость в α-железе составляет около 9,5%, а в γ-железе - 2,1%, снижаясь с температурой. Это может быть использовано для дисперсионного твердения.Он создает карбиды и способствует графитизации. Немного увеличивает прокаливаемость. Он делает сталь стойкой к атмосферной коррозии, речной воде и воде, содержащей SO2 и CO2. Он входит в состав сталей, устойчивых к аустенитной кислоте (2–3%), где повышает стойкость к HCl и h3SO4. Он препятствует пластической обработке стали в горячем состоянии, поскольку плохо растворяется в железе и, разлагаясь на границах зерен, вызывает плавление границ и растрескивание стали. Добавление никеля (около 0,5%) противодействует этому явлению.

Бор - введенный в сталь в количестве ок.0,003%, так как значительно увеличивает прокаливаемость при содержании углерода до 0,6%. При более высоком содержании бора способность стали к упрочнению снижается и увеличивается склонность к росту зерен аустенита, поскольку бор снижает поверхностную энергию границ зерен. Он увеличивает активность углерода в аустените и препятствует диффузии по границам зерен. Вместе с железом он образует бориды FeB и Fe2B очень высокой твердости, которые могут образовываться на поверхности элементов, подвергающихся истиранию в процессе термической и химической обработки, называемой борированием.

.

Смотрите также

Корзина
товаров: 0 на сумму 0.00 руб.

Стеллажи Тележки Шкафы Сейфы Разное

Просмотр галереи

 

Новости

Сделаем красиво и недорого

На протяжении нескольких лет работы в области складского хозяйства нашими специалистами было оснащено немало складов...

08.11.2018

Далее

 

С Новым годом!

Коллектив нашей компании поздравляет всех с Наступающим Новым 2012 годом!

02.12.2018

Далее

 

Работа с клиентом

Одним из приоритетов компании является сервис обслуживания клиентов. На примере мы расскажем...

01.11.2018

Далее

 

Все новости
 


 

© 2007-2019. Все права защищены
При использовании материалов, ссылка обязательна.
стеллажи от СТ-Интерьер (г.Москва) – изготовление металлических стеллажей.
Электронная почта: [email protected]
Карта сайта