Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.

Главные определения и понятия.Особые стали — это сплавы на базе железа, отличающиеся от обыденных сталей особенными качествами, обусловленными или их хим составом, или особенным методом производства, или методом их обработки (Э. Гудремон).

Почти всегда особые стали содержат легирующие элементы.

Легирующими элементами именуют хим элементы, специально введенные в сталь для получения требуемых Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. строения, структуры, физико-химических и механических параметров.

Основными легирующими элементами в сталях являются Mn, Si. Cr. Ni. Мо W. Со. Си. Ti. V, Zr, Nb, AI. В. В неких сталях легирующими элементами могут быть также Р, S. N, Se. Те, РЬ, Се, La и др. Перечисленные элементы, также Н Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.. О. Sn, Sb, As, Bi мо­гут быть также примесями в стали. Содержание легирующих частей в стали лижет ко­лебаться от тысячных толикой процента до 10-ов процентов.

Примесями именуют хим элементы, перешедшие, в состав стали в процессе ее производства как технологические добавки пли как составляющие шихтовых .материа­лов Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.. Содержание примесей в стали обычно ограничивается последующими пределами: Mn<0.8 %, Si<0.4 %. Cr<0.3 %. Ni<0.3 %. Cu<0.3 %. Мо<0.10 %. W<0.2 %. Р< 0,025-0,040%. S<0,015-0,050%.

Как видно, примесями и легирующими добавками могут быть одни и те же химиче­ские элементы. Отнесение их к тому либо иному признаку находится в зависимости от количества и роли в стали.

Легированные стали - это сплавы на базе железа, в хим Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. состав которых специально введены легирующие элементы, обеспечивающие при определенных методах производства и обработки требуемую структуру и характеристики.

В легированных сталях содержание отдельных частей больше, чем содержание этих же частей в виде примесей.

Некие легирующие элементы (V. Nb. Ti. Zr. В) могут оказывать существенное воздействие на структуру и характеристики стали Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. при содержании их в сотых толиках процента (В - в тысячных толиках процента). Такие стали время от времени именуют микролегированными.

Из приведенных определений видно, что понятие особые стали более обширное, чем понятие легированные стали, потому что к особым сталям, не считая легированных, мо­гут относиться и углеродистые стали, если им приданы особые Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. характеристики посредст­вом определенных методов производства и обработки. Так. к особым сталям отно­сятся последующие углеродистые стали определенного предназначения и свойства: высококачественные конструкционные, инструментальные, термически упрочненные, для прохладной штамповки и др.

Систематизация легирующих частей. Согласно принятой систематизации железо и сплавы на его базе относятся к черным металлам, а Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. все другие металлы и сплавы на их базе — к цветным. Легирующие элементы-металлы можно условно разде­лить на последующие группы:

Металлы стальной группы. К ним относятся металлы кобальт, никель, также близ­кий к ним по свойствам марганец.

Тугоплавкие металлы. К ним относятся металлы, имеющие температуру плавления выше, чем у железа Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., т. е. выше 1539 °С. Из тугоплавких металлов, более нередко исполь­зуемых в качестве легирующих частей в стали, можно отметить вольфрам, молибден, ниобий, также ванадий и хром.

Легкие металлы. Из этой группы легирующих частей более нередко используют титан и алюминии.

Редкоземельные металлы (РЗМ). К этой группе относятся лантан, церий, неодим, также Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. близкие к ним по свойствам иттрий и скандий, Редкоземельные металлы нередко ис­пользуют в виде так именуемого мишметалла, содержащего 40—45 % церия и 45—50 % всех других редкоземельных металлов.

В сплавах железо - углерод систематизацию легирующих частей можно проводить по степени сродства легирующих частей к углероду по сопоставлению со сродством к не Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.­му железа. По этому признаку различают карбидообразующие и некарбидообразующие легирующие элементы. Карбидообразующие легирующие элементы (Ti, Zr. V, Nb. Та. Cr. Мо. W. Mn), также железо могут создавать в стали карбиды. Некарбидообразующие элементы (Си, Ni, Со, Si, AI) карбидов в стали не образуют. Склонность к карбидо-образованию у легирующих частей тем посильнее Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., чем наименее достроена d-оболочка у

железного атома.

А - открытая; б - расширенная; в - закрытая; г -суженная

Набросок 35 - Воздействие легирующих частей с виду у-области диаграммы железо-легирующий элемент по Ф. Веферу

Легирующие элементы изменяют температуру полиморфных перевоплощений в железе, т. е. точки Аз и А4, тем влияя с виду Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. диаграмм железо — элемент.

По воздействию легирующих частей на диаграмму состояния их можно поделить на две группы, любая из которых в свою очередь делится на две подгруппы. На рисунке 35 приведена схема по Ф. Веферу, иллюстрирующая систематизацию легирующих частей по их воздействию на полиморфизм железа.

К первой группе относятся легирующие элементы, расширяющие γ -область (набросок Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. З5.а, б). Расширение γ-области будет происходить в этом случае, если легирующий эле­мент увеличивает точку А4. и понижает точку A3. При всем этом может быть существование у -фазы во всем интервале концентраций (открытая γ -область) и ограничение области суще­ствования γ -фазы вследствие возникновения новых фаз и образования Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. гетерогенных областей (расширенная γ -область).

Таким макаром, легирующие элементы первой группы можно еще поделить на эле­менты, образующие с железом сплавы со структурой неограниченного гомогенного твер­дого раствора (набросок З5.а), к ним относятся никель, марганец кобальт, палладий, пла­тина, и на элементы, образующие сплавы, в каких гомогенная область Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. ограничивается гетерогенной вследствие образования новых фаз (набросок 35.6). К таким элементам отно­сятся углерод, азот, медь, цинк.

Ко 2-ой группе относятся элементы, сужающие γ-область (набросок 35.6. г). Суже­ние γ -области будет происходить в этом случае, если легирующий элемент понижает точку А_|, и увеличивает точку A.i. При определенной концентрации легирующего элемента может происходить Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. полное замыкание у -области. В этой группе различают также двой­ные системы с замкнутой у -областью и гомогенной а-областью (закрытая γ-область. ри­сунок 35,е) и системы, в каких γ-область ограничена областью гетерогенных структур (суженная γ-область. набросок 35. г).

Таким макаром, легирующие элементы 2-ой группы делят на элементы, обра Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.­зующие с железом сплавы с на сто процентов замкнутой γ-областью и образованием гомогенной α-области (бериллий, алюминий, кремний, ванадий, хром, молибден, вольфрам, гитан, мышьяк, олово, сурьма), и элементы, образующие с железом сплав с суженной γ-областью. ограниченной гетерогенной областью (рений).

Отметим, что приведенная схема не обхватывает всего обилия вероятных ва­риантов воздействия Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. легирующих частей на критичный точки железа и, как следует, с виду диаграммы железо - легирующий элемент. Так, хром, молибден, алюминий, вана­дий, относящиеся к элементам, замыкающим γ-область. сначала снижают критичные точки A4 и Аз и только начиная с определенной концентрации начинают увеличивать точку Аз. Кобальт, содействующий получению открытой γ-области Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., сначала увеличивает крити­ческую точку A3.

Настолько различное воздействие легирующих частей на полиморфизм железа и с виду диаграмм железо - легирующий элемент обосновано воздействием разных причин: изоморфностью легирующего элемента одной из модификаций железа (γ либо α), различи­ем атомных радиусов железа и легирующего элемента, нравом и энергией межатом­ного взаимодействия, электрическим строением атомов Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. железа и легирующего элемента.

При легировании железа несколькими элементами сразу их воздействие на по­лучение γ- и α-фаз не суммируется. Более того, в ряде всевозможных случаев их воздействие может быть да­же обратно действию этого элемента в двойном сплаве. К примеру, хром в трой­ном жестком растворе Fe-Cr Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.-Ni содействует получению γ, а не a-фазы. как в двойных сплавах Fe - Сr.

Легирующие элементы по-разному оказывают влияние на расширение либо сужение γ-области на диаграмме железо - легирующий элемент. Если для углерода и азота, образующих с желе­зом жесткий раствор внедрения, расширение области γ-фазы связано с наличием огромных Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. позиций внедрения (октаэдрических пор) в гранецентрированной кубической решетке (г. ц. к.), то для легирующих частей, дающих С железом жесткий раствор замещения, од­ной из обстоятельств расширения либо сужения γ -области может быть изменение сокрытой тепло­ты перевоплощения при перестройке г. ц. к. решетки в о. ц. к.. Если поглощенное тепло, при­ходящееся Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. на единицу концентрации растворенного элемента в α- и γ-железе, выразить через Нα и Нγ, а ∆Н = Нα - Нγ, то в случае, когда ДН положительно, термодинамически вы­годным будет существование γ-фазы и диаграмма будет иметь открытую (набросок 36. а) либо расширенную γ-область.В данном случае две ветки кривой растворимости можно рас Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.­сматривать как часть сплошной кривой. Если ДН негативно, получим диаграмму с за­крытой γ-областыо (набросок 36).

Примеры реальных диаграмм железо - легирующий элемент приведены на ри­сунке . 37.

Набросок 37 - Вид диаграммы состояния железо-легирующий элемент тля Ti V, Cr, Mn, Со и Ni.

Лекция 9. Воздействие легирующих частей на критичные точки стали Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.. Клас­сификация сталей

Легирующие элементы существенно оказывают влияние на критичные точки в сталях. В част­ности, они могут активно смещать точку Ас в стали. Схожее воздействие легирующих частей связано с 2-мя факторами.

Как понятно, критичная температура Ас, в углеродистой стати отвечает превраще­нию эвтектоидной консистенции перлита α + Fe3C в аустенит Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. методом фазового перехода α —» γ дис­социаии карбида и растворения углерода в γ - железе. С очной стороны, легирующие элементы изменяют температуру а γ-превращения для феррита, входящего в состав эвтектоида (перлита), и. с другой стороны, оказывают влияние на температуру диссоциации эвтектоидных карбидов и следующего растворения углерода и легирующих частей в γ - же­лезе.

_____ I .. I . I I

D Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. z it 6 S t

Набросок 39 - Воздействие легирования на содержание углерода в звтектоиде (С,)

Обычно, карбидообразующие элементы увеличивают температуру диссоциации карбидов, и если при всем этом они также увеличивают температуру α в γ -превращения, то воздействие их на точку Ас в особенности очень (набросок 38).

Некарбидообразующие элементы, растворяясь в цементите, несколько снижают Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. температуру диссоциации карбида. При всем этом никель и марганец снижают температуру α —> γ перехода и как следует, понижают точку Ас1. Хром до 12-13 % сравнимо сла­бо увеличивает точку АС1|, а при содержании его более 14 % наблюдается резкое увеличение температуры Ас1 Схожее воздействие разъясняется тем. что при содержании до 12-13 % хром понижает температуру α —> γ перехода, и наблюдаемое Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. при этих содержаниях хрома увеличение точки Ac1 обосновано более сильным воздействием завышенных температур диссоциации эвтектоидных карбидов. Закономерности воздействия частей на критичные точки в главном сохраняются и в сталях, содержащих сразу несколько леги­рующих частей.

Легирующие элементы существенно оказывают влияние и на положение эвтектоидной точки S и максимальную концентрацию углерода Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. в аустените (точку Е). Некарбидообразующие эле­менты (никель, кобальт, кремний), растворяясь в феррите и замещая часть атомов железа в его решетке, тем уменьшают содержание железа в эвтектоиде и сдвигают точку S в сторону наименьших содержаний углерода (набросок 39). Аналогично оказывают влияние и карбидообразующие элементы, которые в большенном количестве растворяются в Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. феррите, карбиды ко­торых участвуют в образовании эвтектоида (к примеру, Мn и Сr). Такие элементы, как Мо и W, поначалу уменьшают, а потом наращивают содержание углерода в эвтектоиде. Име­ются сведения, что сильные карбидообразующие элементы Ti, Nb и V, некординально растворяющиеся в феррите и образующие стойкие карбиды, которые не участвуют Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. в образо­вании эвтектоида, уменьшают количество эвтектоида в стали и наращивают содержание углерода в эвтектоиде. т. е. сдвигают точку S в сторону огромных концентраций углерода. В то же время, если Ti, Nb и V растворены в аустените, то они понижают содержащие угле­рода в эвтектоиде (набросок 39).

Большая часть Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. легирующих частей понижает предел растворимости углерода в γ -железе и, как следует, сдвигает точку Е на диаграмме Fe-Fе3С в сторону наименьших концентраций углерода.

Систематизация сталей. В текущее время нет единой систематизации особых сталей. Существует много Признаков, по которым систематизируют стали, но часто и они не могут Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. быть конкретными для огромного числа марок сталей.

Разглядим систематизацию сталей по более общим признакам.

По хим составу стали и сплавы темных металлов условно разделяются на углеродистые (нелегированные) стали, низколегированные стали, легированные стати, высоколегированные стали, сплавы на базе железа:

1)углеродистые стали не содержат специально введенных легирующих частей. Их количество в этих Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. сталях должно быть в границах, регламентированных для примесей надлежащими ГОСТами;

2)в низколегированных сталях суммарное содержание легирующих частей долж­но быть менее 2,5 % (не считая углерода), в легированных - от 2,5 до 10 %, в высоколеги­рованных - более 10 % при содержании в их железа более 45 %;

3)сплавы на базе железа содержат железа наименее 45 %, но его количество больше, чем Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. хоть какого другого легирующего элемента.

Зависимо от наличия тех либо других легирующих частей стали именуются марганцовистыми, кремнистыми, хромистыми, никелевыми, также хромоникелевыми, хромарганцовистыми, хромокремнистыми, хромованадиевыми, хромомолибденованадие-выми, хромокремнемарганцовистыми и т.п.

По предназначению особые стали подразделяют на конструкционные, ислру мен­тальные, стали с особенными физическими качествами.

Конструкционной сталью именуется сталь Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., используемая для производства разных деталей машин, устройств и конструкций в машиностроении и строительстве и владеющая определенными механическими, физическими и хим качествами.

Конструкционные стали подразделяют на строй, машиностроительные и ста­ли и сплавы с особенными качествами - теплоустойчивые, жаропрочные, жаростойкие, коррозионностойкие.

Инструментальной сталью именуется сталь, используемая для обработки материалов Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. резанием либо давлением и владеющая высочайшей твердостью, прочностью,износостойкостью.


Инструментальные стали подразделяют на стали для режущего инструмента, штамповые стали и стали для измерительного инструмента.

Снутри обозначенной квалификации есть более узенькие подразделения сталей как по предназначению, так и по свойствам. Систематизация сталей по структуре в значимой степени условна.

По структуре сталей в Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. сбалансированном состоянии их делят на доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные.

Легирующие элементы изменяют содержание углерода в эвтектоиде по отношению к его положению в углеродистой стали. Потому зависимо от сочетания легирующих частей положение эвтектоидной точки может быть при разном содержании углерода.

Другим условным структурным признаком, по которому систематизируют стали, является основная структура Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., приобретенная при охлаждении на воздухе образцов маленьких конфигураций после высокотемпературного нагрева (~900оС). При всем этом зависимо от
структуры стали подразделяют на перлитные, бейнитные, мартенситные, ледебуритные, ферритные и аустенитные. Перлитные и бейнитные стали чаше всего бывают углеродистыми и низколегированными, мартенситные-легированными и высоколегированными, а ферритные и аустенитные обычно, высоколегированные. Но такая Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. связь меж структурой и легированностью стали далековато разнопланова. Вместе с пере­численными могут быть смешанные структурные классы: феррита - перлитный, феррито-мартенситный, аустените - ферритный, аустенито - мартенситный. Такая систематизация используется при наличии более 10 % феррита (как 2-ой структуры).

По качеству стали подразделяют на стали обычного свойства, качествен­ные, качественные, особо качественные.

Главными Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. высококачественными признаками стали являются жесткие требования по хи­мическому составу и, сначала, по содержанию вредных примесей, таких как фосфо­ра и серы. Ниже приведено предельное содержание фосфора и серы, % (менее), в ста­лях разной категории свойства:

S Р

Обычного свойства .... 0,040 0,050

Высококачественная 0,035 0,0^5

Качественная 0,025 0.025

Особовысококачественная... 0,025 0.015

Категория обычного свойства может относиться только к Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. углеродистым сталям Все другие категории свойства могут относиться к хоть каким по степени легирования сталям.

Вместе с приведенными классификациями по общим признакам, относящимся к различным сталям, есть более личные систематизации определенных групп сталей, которые подвергнутся рассмотрению в соответственных частях.

Маркировка сталей. Углеродистые конструкционные высококачественные стали обозна­чают Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация." двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых толиках процента (к примеру, 05; 08; 10; 15; 20; 25...80; 85).

Для сталей стопроцентно не раскисленных (при С< 0,20 %), в обозначение добавляются индексы: кп - кипящая сталь, пс - полуспокойная сталь (к примеру, 15 кп, 20 пс). Для спо­койных сталей индекс не указывается. Углеродистые инструментальные стали обозначают буковкой «У» и последующей за ней цифрой Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., указывающей среднее содержание углерода в 10-х толиках процента (к примеру, У74 У8; У9; У 10;У11; У12: У13). В легированных сталях главные легирующие элементы обозначают знаками: А -азот. К - кобальт, Т - титан. Б - ниобий, В - вольфрам. Г - марганец. Д - медь. Е - селен. ( М - молибден. Н - никель, П - фосфор. Р -бор Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., С - кремний. Ф - ванадий. X - хром. Ц -цирконий. Ю - алюминий. Числа после буковкы в обозначении марки стали демонстрируют примерное количество того либо другого элемента, округлое до целого числа. При среднем содержании леги­рующего элемента до 1.5 % цифру за буквенным индексом не приводят. Содержание уг­лерода указывается сначала марки в Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. сотых (конструкционные стати) либо 10-х (инст­рументальные стали) толиках процента.

Так, конструкционная сталь, содержащая 0,42 - 0,50 % С: 0.5 - 0,8 % Мп; 0.8 - 1 0 "о Cr; 1,3 - 1.8 % Ni, 0,2 - 0.3 % Мо и 0,10 - 0,18 % V. обозначается маркой 45ХН2МФ. Ин­струментальная сталь (штамповая) состава:0,32 - 0.40 % С; 0.80 - 1.20 % Si; 0.15 - 0 40 % Mn; 4,5 - 5.5 % Cr; 1,20 - 1,50 % Мо и 0.3 - 0.5 % V обозначается 4Х5МФС.

Если содержание углерода в инструментальных легированных сталях Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. 1% и поболее, то цифру сначала марки время от времени вообщем не ставят (к примеру, X. ХВГ).

Буковка «А» в конце марки показывает, что сталь относится к категории высококачест­венной (ЗОХГСА). если та же буковка посреди марки - то сталь легирована азотом (МГ2АФ), а сначала марки буковка «А» показывает на то, что Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. сталь автоматная повы­шенной обрабатываемости (АМГ2). Индекс «АС» сначала марки показывает, что сталь автоматная со свинцом (АС35Г2).

Особовысококачественная сталь обозначается добавлением через дефис в конце марки буковкы «Ш» (ЗОХГС-Ш либо 30ХГСА-Ш).

Сталь, не содержащая в конце марки букв «А» либо «Ш», относится к категории каче Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.­ственных (ЗОХГС).

В марках быстрорежущих сталей сначала приводят буковку «Р», за ней следует цифра, указывающая содержание вольфрама. Во всех быстрорежущих статях содержит­ся более 4 % Сr, потому в обозначении марки буковкы «X» нет. Ванадий, содержание кото­рого в разных марках наблюдается в границах от 1 до 5 %, обозначается в марке, либо его среднее содержание Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. 2,0 % и поболее. Потому что содержание углерода в быстрорежу­щих сталях пропорционально количеству ванадия, то содержание углерода в маркиров­ке стали не указывается. Если в быстрорежущих сталях содержится молибден либо ко­бальт, количество указывается в марке.

К примеру, сталь состава: 0,7- 0,8 % С; 3,8 -4,4 % Cr; 17,0 - 18,5 % W; 1.0-1,4 % V обозначается маркой Р Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.18. а сталь: 0,95 - 1,05 % С; 3,8 -4,4 % Сr; 5,5 - 6 % W; 4,6 - 1,2 5 Мо; 1,8 -2,4 % V и 7,5 - 8,5 % Со обозначается Р6М5Ф2К8.

Качественные стали сложного состава время от времени обозначают упрощенно по порядковому номеру разработки и освоения стали на металлургическом заводе. Перед но­мером стали ставят индексы «ЭИ», «ЭП» (завод «Электросталь»).

К примеру, упомянутая быстрорежущая сталь Р6М Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.5Ф2К8 упрощенно обозначается ЭП 658, а жаропрочная 12Х12н8Г8МФБ - ЭИ481.

Маркировка марок жаропрочных и жаростойких сплавов на железоникелевой осно­вах состоит только из буквенных обозначений частей, кроме никеля, после которого указывается цифра, обозначающая его среднее содержание в процентах.

К примеру, сплав состава: 0,12% С; 14,0 -16,0 % Сг; 34,0 - 38,0 % Ni; 1.1 - 1.5 % Ti; 2,8 - 3,5 % W, остальное Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. Fe обозначается ХН35ВТ (ЭИ612), а

сплав: < 0,07 % С; 19.0 -22,0 % Сг; 2,4 - 2,8 % Ti; 0.6 - 1,0 % AI; <4,0 % Fe; остальное - Ni обозначается ХН77ТЮР (ЭИ437).

СНГ ЧР ФРГ Франция США япо- ; ния
СкЮ хсю S9CK
50ХФ 50CrV4 50CV4 SU
У8 C85W2 ХС80 W1-0,8C SK5
Р18 N9825 В18 Z80W18 Т1 SKH2
12X13 Х10Сг13 Z Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.12C13 SEC1
12Х18Н9 Z12CrNil8-8 Z12CN18-8 SEC7

Так. буквенно-цифровая система употребляется в БНР. ВНР. ПНР. ФРГ. Италии. Франции и других странах. В ряде государств используют цифровое обозначение марок ста­лей. В капиталистических странах часто конторы присваивают сталям маркетинговые обо­значения [например. Welten 80 (свариваемая). Сопеп (стойкая Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. к атмосферной коррозии) н др.].

Лекция 10. Преобразующие элементы. Главные определения и понятия. Систематизация преобразующих частей

Терминология. Общее определение. Модифицирование и микролегирование чер­ных и цветных металлов является более обычным, дешевеньким и высокоэффективным способом улучшения их структуры, механических, технологических и служебных параметров.

Обычно, в отличие от производства незапятнанных либо Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. высокочистых сталей и сплавов сущность обоих процессов заключается не в рафинировании металлов, в регулируемом их «за­грязнении» отдельными элементами либо их соединениями. Эти соединения могут форми­роваться конкретно в водянистом металле, при кристаллизации, в послекристаллизационном периоде и, в конце концов, в жесткой фазе в процессе фазовых перевоплощений они могут вноситься в готовом Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. виде во время разливки. Для каждого из рассматриваемых процес­сов свойственна своя область воздействия, свои особенности.

Большинством работ установлено, что микролегирование оказывает всеохватывающее воздействие. На сталь и цветные сплавы - рафинирующее, преобразующее и легирующее. Все эти виды воздействия неразрывно связаны меж собой и вытекают любой из пре­дыдущего, оказывая Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. тем воздействие на структуру и характеристики в целом.

Рафинирование - технологическая операция, предусматривающая уменьшение растворенного кислорода в стали и сплавах и наибольшее удаление образующихся неметаллических включений. Я.Е. Гольдштейн занес последующие определения модифици­рования и микролегирования.

Модифицирование - процесс активного активного регулирования первичной кристаллизации и изменение степени дисперсности кристаллизующихся фаз методом Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. введения, в рас­плав малых добавок отдельных частей либо их соединений.

Эффективность деяния модификаторов может быть оценена по изменению ими поверхностного натяжения на границе водянистой и жесткой фаз, также по стойкости такового конфигурации во времени (термовременного эффекта).

Микролегирование - введение в большинстве случаев совмещаемого с раскислением и дегазацией Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. сплава, отдельных частей либо их соединений, остаточное содержание которых, не превышая 0,1 % по массе, оказало, бы существенное и наследуемое воздействие на процессы, протекающие в жесткой фазе (фазовый состав сплавов, размер вторичного аустенитного зерна, строение и чистоту границ и приграничных зон).

Такое определение микролегирования, приведенное Я.Е. Гольдштейном более 25 годов назад и удержавшееся в Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. литературе и доныне, является, естественно, условным так как, как справедливо отмечает Б. А. Мовчан, не дает точной физической грани меж понятием микролегирования и обыденным легированием.

По В.И. Архарову микродобавки примеси имеют два принципно разных толкования. К первой категории относят примеси, владеющие малой растворимостью в главном компоненте Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. сплава и поэтому придающее ему гетерофазность во всем объеме, а ко 2-ой примеси, оказывающее существенное воздействие на характеристики сплавов, невзирая на то. что их концентрация не всю массу сплава намного ниже их растворимости при темпе­ратурах обработки и эксплуатации сплава. Примеси этой категории В.И. Архаров относит к Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. микропримесям либо микролегирующим компонентам.

Но такое определение по существу исключает из числа микролегирующих доба­вок такие элементы, как титан, ванадий, всю группу редкоземельных металлов и ряд дру­гих, и поэтому является спорным.

Часто вредное воздействие отдельных примесей удается нейтрализовать введением в сплав малых добавок других частей, более небезопасных в отсутствии первых Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.. В данном случае специально вводимая добавка их вредной примеси преобразуется в микролеги­рующий элемент.

Приведем несколько примеров. Кислород является очень вредной примесью меди. Но введение кислорода в сплав позволяет в значимой мере убрать отрица­тельное воздействие висмута в итоге его окисления и внедрения в виде прерывающихся глобулей окиси висмута.

Сурьма Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., введенная в расплав чугуна, предназначаемого для отжига на ковкий чугун, обездвиживает вредное воздействие содержащегося в ней хрома (до 0,2 %). Малые добавки (0,02-0,05 %) церия в магниевый чугун обездвиживают деглобулиризующее воздействие малых коли­честв Bi и РЬ.

М.В. Мальцевым показана возможность восстановления механических параметров мед­ных сплавов и нейтрализации вредного воздействия ряда Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. примесей в итоге определенно­го соотношения меж ними и специально сводимыми добавками.

Модифицирование и микролегирование чугуна, стали и цветных сплавов является более экономным и высокоэффективным способом воздействия на формирование литой структуры слитков и отливок и придания металлу завышенных технологических и служебных параметров.

Нейтрализация вредных примесей и их Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. соединений, находящихся в расплавах чугуна и стали, специально вводимыми и строго дозируемыми малыми добавками также состав­ляет одну из важных задач микролегирования. Главным различием микролегирования от модифицирования является большая устойчивость его воздействия при переплавах. Но современные преобразующие лигатуры и консистенции часто содержат элементы, обуслав­ливающие эффекты микролегирования и напротив.

Систематизация преобразующих Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. частей. Условия процесса затвердевания имеют решающее значение в формировании микро- и макроструктуры слитков и отливок, определяют их качество в отношении рассредотачивания примесей, дендритной ликвации частей сплава и вероятных изъянов, нередко наблюдаемых в практике производства металлов и сплавов.

Подробные сведения о разных взорах на процесс кристаллизации металлов и Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. сплавов приведена в работах М.В.Мальцева. Н.С.Крещановского и М.С.Сидоренко. М.Флемингса, Е.М.Савицкого. Я.Е.Гольдштейна и др.

Принято рассматривать процесс кристатлизации как совокупа процессов самопроизвольного (флуктуационная кристаллизация) и принужденного «кристаллизация на примесях).

Теория кристаллизации Таммана не оправдывается в практических случаях, когда Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. кристаллизация определяется сначала наружными критериями. Потому сплошь и ря­дом в производственных критериях выходит даже для 1-го и такого же металла при уве­личении скорости остывания время от времени укрупнение зерна либо его измельчение. Это указы­вает на то. что главным фактором, влияющим на размер зерна, являются наружные усло­вия, а Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. не количество центров и скорость кристаллизации.

Увеличение свойства деформированных полуфабрикатов из сплавов цветных метал­лов значительно находится в зависимости от уровня технологии изготовления расплава и литья слитков. Судной из основных черт уровня технологии является качество слитков, вклю­чающее степень чистоты по газовым и жестким неметаллическим примесям, структуру металла Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. и обусловленную ими технологическую пластичность при жаркой обработке давлением. В решении трудности свойства металла, над которой в течение многих лет работают коллективы заводов и институтов, достигнуты значимые успехи. Разработаны действенные способы рафинирования и чистки расплава и проведены организационные и технические мероприятия по увеличению свойства металлов. Но непрерывный росл требовании Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. к качеству металла и разработке более четких способов оценки свойства деформируемых полуфабрикатов именуют необходимость предстоящего развития систем обеспечения высочайшего уровня чистоты металла, дозволяющие получить структуру с за­данными чертами.

Важное значение заполучила финансовая сторона технологических процес­сов. Наличие различных по эффективности и разных по цены способов ли­тья ставит задачку рационального Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. выбора средств чистки расплава для получения требуе­мого свойства металла по техническим условиям на полуфабрикаты. Что может быть дос­тигнуто наименее дорогостоящими средствами.

В связи с этим нужно установление определенных требований к качеству слитка зависимо от марки сплава, размеров слитков, вида полуфабриката, технических усло­вий и т Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация..д. На базе требований к слитку, выраженных в цифровых показателях, назнача­ется лучшая разработка обработки расплава, обеспечивающая выполнение техниче­ских критерий на полуфабрикаты по физико-механическим свойствам при наибольшей производительности труда. Разработка определенных характеристик свойства слитка необхо­дима и для воплощения контроля слитков в литейном цехе с тем, чтоб прирастить вы Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация.­ход пригодного в обрабатывающих цехах.

Основными факторами, порождающими различия в структурах отдельных литых сплавов, являются хим состав и скорость затвердевания слитка. Чтоб быть более четким, в понятие состава следует включить газы, которые могут выделяться в процессе кристаллизации, и примеси, которые вместе с элементами, номинально входящими в сплав, могут Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. содействовать зародышеобразованию. Скорость кристаллизации также должна пониматься обширно, с учетом того факта, что отдельные участки металла затвер­девают с различными скоростями и что, расплав может и не быть недвижным при затвер­девании.

Таким макаром, из всего произнесенного следует, что свойство конечного слитка либо от­ливки определяются структурой Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация., получившейся при затвердевании. Так, пористость, лик­вация, величина зерна либо избирательная ориентация должны контролироваться при затвердевании, в неприятном случае они являются в конечной структуре. В слитках и за­готовках, образующихся при затвердевании, структура меняется следующими деформацией и термообработкой, что приводит к созданию совсем новейшей структуры. Но она не устраняет стопроцентно от Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. пористости либо ликвации, которые могут серьезно воздействовать на характеристики металла, даже после таковой сильной деформации, как при прокатке листов.

Решение использовать тот либо другой процесс нередко является компромиссным меж требованиями экономики и технической необходимостью.

Лекция 11. Воздействие преобразующих частей на характеристики сплавов на базе цветных металлов

Теоретические нюансы микролегирования и Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. модифицировании металлов и сплавов. Практическое значение железных сплавов определяется тем. что они своими физико-механическими и технологическими качествами превосходят незапятнанные металлы. Применение сплавов и улучшение тем либо другим методом их параметров полу­чать для производства новые материалы с безпрерывно улучшающимися ценными ка­чествами, отвечающими возрастающим потребностям техники.

Сплавы, используемые в Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. технике, обязаны иметь определенный хим состав. Кроме неотклонимых компонент они содержат то либо другое количество примесей. Все входящие в сплав примеси зависимо от того, каким методом они попали в сплав, можно поделить на последующие группы: неизменные, либо неминуемые, легирующие и случайные. Неизменными, либо неминуемыми примесями, именуют те, которые ос­таются Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. в сплаве после выплавки и зависят от металлургических особенностей. К примеру, в углеродистой стали такими примесями являются кремний и марганец, вводимые в нее для раскисления, также безизбежно остающиеся в ней сера и фосфор. Эти приме­си попадают в металл еще при восстановлении железа из руды и производстве чугуна в Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. доменных печах.

Для многих сплавов к группе неизменных примесей могут быть отнесены такие газы, как азот, водород и кислород, являющиеся, обычно, ненужными.

Легирующими (либо особыми) именуют те примеси, которые в определенных количествах специально вводят (добавляют) в сплавы, чтоб придать им особенные физиче­ские, физико-химические характеристики, повысить крепкость и Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. т.д. К примеру, для стали и чугуна такими компонентами могут быть никель, хром, молибден, вольфрам, титан, медь, кобальт и др.; для бронз и латуней - марганец, железо, алюминий, никель, кремний и др. С. развитием процессов легирования было введено понятие микролегирования, под которым понимают введение в сплав легирующих материалов, остаточное Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. содержа­ние которых не превосходит 0.1-0,3 %.

Случайными являются примеси, попавшие в тот либо другой сплав случаем, наличие которых не является соответствующим для соответственных сплавов. Обычно их содержа­ние не должно превосходить определенного предела, оговариваемого эталоном либо тех­ническими критериями. К примеру, в углеродистых сталях либо обыкновенном сероватом чугуне к случайным Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. примесям относятся никель (до 0.3%), хром (до 0.2 %). медь (до 0.1 %). Стоит отметить, что одни и те же элементы в сплавах на одной и той же базе в одном случае могут быть полезными (к примеру, легирующими), а в другом, попав в сплав слу­чайно, вредными и ненужными.

К отдельной группе Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. следует отнести модификаторы. Модификаторами именуют хим вещества, вводимые в сплав в очень малых содержаниях с целью воздействия в хотимом направлении на процесс кристаллизации и получения тех либо других параметров. Метод модифицирования обширно применяется как в производстве стали и чугунов. так и в сплавах цветных металлов.

В текущее время понятно Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. два главных метола улучшения параметров металлов и сплавов. 1-ый из их заключается в получении металлов и сплавов с наибольшей степенью чистоты за счет приближения металлов к бездефектному, правильному атомно-кристаллическому строению. Этот путь в технике новый и получил обширное развитие в последние годы.

2-ой прямо противоположен первому и Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. заключается в увеличении количества де­фектов строения (т.е. в усилении степени нагружения атомно-кристаллического строения металлов), что обширно применяется в литейном производстве.

Таким макаром, зависимо от определенных критерий недостатки кристаллической решетки могут ослаблять либо упрочнять металлы и сплавы. Задачей инженера, занятого изысканием сплавов, является научное предвидение и искусное внедрение Лекция 8. Легирующие элементы. Основные определения и понятия.классификация. этого един­ства противоположностей. Нужно при всем этом подразумевать, что главным услови­ем, определяющим степень ослабления пли упрочнения, является количество изъянов. В этом случае, когда изъянов сильно мало, главным является ослабляющее действие (ри­сунок 40).


lekciya-af-niu-belgu.html
lekciya-bazi-dannih-i-fajlovie-sistemi.html
lekciya-bila-prochitana-28-dekabrya-1979-goda-v-auditorii-gautami-buddi-puna-indiya.html