7 легирана стомана лекция
Легирани стомани. Основните легиращи елементи в стоманите, тяхното въздействие върху структурата и свойствата. Индустриална стомана. Тяхната цел, желаните свойства, термична обработка.
Появата и широко разпространени легирани стомани, поради непрекъснатото нарастване на изискванията за материали.
Легирана стомана се нарича, съдържаща в състава си, с изключение на обичайните примеси специфично въведени елементи в количество за осигуряване на желаните физични и механични свойства. Тези елементи се наричат легиране.
За стомана легиращи прилага хром (Сг), никел (Ni), манган (Мп), силиций (Si), волфрам (W), молибден (Мо), ванадий (V), кобалт (Co), титан (Ti), алуминиев (Al), мед (Си), и други елементи. Манганът се счита само при легиране съдържание на компонент в стоманата повече от 1%, и силиций - при надвишаване 0.8%. Легиращи елементи или разпределена между фазите, съществуващ по конвенционален въглеродна стомана (ферит и цементит) и по този начин се променя своя състав и свойства, или образуване на нова фаза уникален за стомани сплави
(интерметални съединения, карбиди, и така специално. D.).
Легиращи елементи променят критичната точка на стомана и имат значителен ефект върху кинетиката на трансформации фаза, които се случват в стоманата по време на топлинна обработка.
Поради естеството на влиянието на критичната температура на полиморфна преобразуването на желязо легиращи елементи са разделени в две групи. Първата група включва Ni, Mn, N, Cul други елементи, които подобряват съществуване региона на γ - твърд разтвор (Фигура 1а). Тези елементи sFeα iFeγ образуват заместващата твърд разтвор (легирани или легирани ферит аустенит), увеличаване точка А4 и ниска точка на A3. Когато съдържанието на някои елементи на тази група vyshen (1а), критичната точка превръщане γ-a е под стайна температура. Такива сплави дори при бавно охлаждане структура придобива γ - твърд разтвор (легирани аустенит).
а) Ni, Mn, Cu, Co, N, С и др. б) Cr, Si, W, Mo, V, Ali и сътр.
Фиг.1. Влиянието на легиращи елементи на критичната точка на желязо (схема).
Втората група включва Cr, Si, W, Mo, вулгарис други елементи, ограничаващи обхвата на съществуването на γ-твърд разтвор (1б). Тези елементи се понижават и повдигнати точка точка A4 A3. Когато съдържанието на елемент в тази група възлиза prevyshayuschihm (1б) сплави на всички температури до температурата на топене имат структура α-твърд разтвор (легирани ферит).
Всички легиращи елементи, с изключение на алуминий и кобалт, повишена стабилност на преохлажда аустенит (преместване С-образни криви на дясно) и по този начин намаляване на критичната скорост на охлаждане. Следователно, закаляване на стоманени продукти сплав, произведена при относително ниски скорости на охлаждане (в масло или въздух).
По отношение на въглерод и легиращи елементи са разделени в две групи:
елементи, които не образуват карбиди в стомани (Ni, Si, Co, Cu, Al);
елементи, образуващи карбиди (Mn, Cr, W, Mo, V, Ti, NBI AL.).
първата група от елементи са напълно разтворени в твърдия разтвор (ферит, аустенит). Елементи на втората група са частично разтворени в твърд разтвор и частично отива до образуване на карбиди.
Карбид, които са елементи имат по-голяма от желязо, афинитет към въглерод. Чрез увеличаване на афинитета към въглерод, и следователно стабилността на фазите карбид, карбид образуващ елементи са подредени в следния ред: Fe-Mn-Cr-Mo-W-V-Nb-Zr-ти. Колкото по-стабилна карбид, толкова по-трудно се разтваря в аустенит и освобождава по време на ваканция.
Когато се въвежда в стоманата в относително малко количество легиращи карбид бивш първо се разтваря в цементит, вместо железни атоми; при което се образува легирани цементит например (FeMn) 3 С С увеличаване на съдържанието на легиращ елемент горе формата на разтворимост граница специални карбиди тип SR7 С3, MN3 Ci др.
Според структурата на кристалната решетка се разграничат два вида карбиди. Към първата група принадлежат карбиди Fe3 С, MN3 С, SR7 C3, Cr23 С6. Тези карбиди не са достатъчно силни и при нагряване в процеса на топлинна обработка на стомана разграждат за да се образува твърд разтвор на легиращи елементи в аустенит.
Карбиди втората група Mo2 С, WC, TiCimeyut прост кристална решетка. Те се характеризират с по-висока якост и се разпадат при високи температури за отопление. Всички карбиди имат висока твърдост, но твърдостта на карбид на втората група е малко по-висока твърдост карбид на първата група.
С увеличаване на дисперсия на карбиди увеличава твърдостта и здравината на стоманата.
Маркирането на легирани стомани.
България е приела буквено-цифрова система за маркиране на легирани стомани. Символи състоят от цифри и букви показват приблизителния състав на стоманата.
Всяка легиращ елемент е шофиране българска азбука A-азот, ниобий, В-, B-W, L-манган-медна D, Е, селен, кобалт-К, М-молибден, никел-H, n-фосфор, P борен P-силиций, титан-T, S-ванадий-хром X, TS-цирконий, итрий-B и редкоземни метали, Yu-алуминий.
Буквата в края на марката означава: А - Това се отнася до високо стомана, която се определя главно от количеството на вредните примеси на сяра и фосфор; А - стомана отнася до отливката; W и VD- особено неръждаема стомана, получена чрез електрошлаково претопяване и вакуум дъга.
За специална стомана, използвана допълнителна индексация. Буквите в началото на марката дойдоха да кажеш: А - картечница, групи SH- сачмен лагер, P-скорост, магнитно Е, Е- електротехника.
Класификация на легирани стомани.
Легираните стомани са разделени на:
1) съгласно съдържание на въглерод. нисковъглеродна (до 0.3% С); среда (0.3-0.6% С); високо съдържание на въглерод (повече от 0.6% С).
2) Общият размер на легиращи елементи. нисколегирана (2%), srednelegirovannye (2.5-10%), високо сплав (10%);
3) химически състав. хром, хром-никел, манган и др.;
4) Класификация на легирана стомана структура:
Според структурата в състояние на равновесие, т.е. След бавно охлаждане (отгряване) на стомана в следните групи:
hypoeutectoid стомана. има структура, легирани с излишък от ферит;
евтектоидните. има структура перлит;
хиперевтектоидни класове имат излишна структура (вторични) карбиди;
ledeburitic стомана, в структурата като първични карбиди освободени от стопената стомана. Образуването на евтектична тип карбид ledeburite в други стомани по време на кристализацията се дължи на факта, че броят на легиращи елементи смени точката Е diagrammyFe-Fe3 Cvlevo, т.е. към по-ниско съдържание на въглерод. Например, стомана, съдържаща 5% хром, границата на разтворимост на въглерод в аустенит (точка Д) се измества на 1,3%, и със съдържание на хром от 10% - 1.0% В.
Ledeburitic стомани съдържат по този начин по-малко въглероден от бели ютии, и следователно могат да бъдат подложени на гореща пластмаса работа. Vrezultate коване първични карбиди под формата на отделни частици.
К клас ledeburitic стомани принадлежат bysrorezhuschie стомана (М5 Р6, P18)
Чрез феритни клас включва ниско въглеродна стомана, легирана голям брой елементи, които намаляват съществуване региона на γ-твърд разтвор. Steel от този клас имат феритна структура с малко количество карбид. Феритна претърпява трансформации (рекристализиран) по време на нагряване до температурата на топене. Примери на такива стомани са трансформатор стомана, високо-хром устойчиви на корозия и топлоустойчива стомана (08H13, 08H17T, 15H25T и др.)
Фиг.2. Диаграма на изотермични разлагането на аустенит от различни класове са:
За да принадлежат аустенитна неръждаема стомана, киселинно-устойчиви, топлоустойчиви и др. Стомана със специални свойства (12X18H9T стомана, 18Cr10NiTi т.н.).