Влияние легирующих элементов на свойства сталей


Кремний(С), находясь в твердом растворе с ферритом, повышает прочность стали, но ухудшает ее свариваемость и стойкость против коррозии. В малоуглеродистых сталях кремний применяется как хороший раскислитель; в этом случае в малоуглеродистые стали добавляется до 0,3% кремния, в низколегированные – до 1%.

Марганец(Г) растворяется как в феррите, так и в цементите, образует тугоплавкие карбиды, что приводит к повышению прочности и вязкости стали. Марганец служит хорошим раскислителем и, соединяясь с серой, снижает ее вредное влияние. В малоуглеродистых сталях марганца содержится до 0,64%, в легированных – до 1,5%; при содержании марганца более 1,5 % сталь становится хрупкой.

Хром (Х)

Никель (Н)

Вольфрам(В)

Ванадий (Ф)

Кобальт (К)

Молибден (М)ибор (Р) обеспечивают высокую устойчивость аустенита при охлаждении и тем самым облегчают получение закалочных структур (так называемых бейнита и мартенсита), что очень важно для получения высокопрочного проката больших толщин. После закалки и высокого отпуска сталь становится мелкозернистой, насыщенной карбидами. Такая сталь обладает высокой прочностью, удовлетворительной пластичностью и почти не разупрочняется при сварке.

Титан (Т)

Алюминий (Ю) входит в сталь в виде твердого раствора феррита и в виде различных нитридов и карбидов, хорошо раскисляет сталь, нейтрализует вредное влияние фосфора, повышает ударную вязкость.

Медь(Д) несколько повышает прочность стали и увеличивает стойкость ее против коррозии. Избыточное содержание (более 0,7 %) способствует старению стали.

Азот(А) в химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном или ниобием образует нитриды, становится легирующим элементом, способствующим измельчению структуры и улучшению механических свойств; однако ударная вязкость стали при низких температурах получается низкой. Увеличение сопротивления стали хрупкому разрушению обеспечивается простейшей термической обработкой – нормализацией.

Повышение механических свойств низколегированной стали осуществляется присадкой металлов, вступающих в соединение с углеродом и образующих карбиды и нитриды, а также способных растворяться в феррите и замещать атомы железа. Такими легирующими металлами являются марганец (Г), хром (X), ванадий (Ф), вольфрам (В), молибден (М), титан (Т). Прочность низколегированных сталей также повышается при введении никеля (Н), меди (Д), кремния и алюминия, которые входят а сталь в виде твердых растворов.

Вольфрам и молибден, значительно повышая твердость, снижают пластические свойства стали;

Классификация легированных сталей

Легированные стали классифицируются по нескольким признакам:

По назначению:

1. конструкционные стали, предназначаемые для изготовления

деталей машин, существуют 2 группы:

а) работающие в условиях обычных температур;

б) работающие в условиях повышенных температур (окалиностойкие);

2. инструментальные стали и сплавы, предназначаемые для изготовления

различного производственного инструмента и оснастки (3 группы):

а) режущего инструмента;

б) штампов;

в) измерительного инструмента;

3. стали и сплавы с особыми свойствами, обладающими определенными

специфическими физическими, химическими или механическими

параметрами (6 групп)

а) нержавеющие;

б) с высоким электросопротивлением;

в) электротехнические;

г) с особым тепловым расширением;

д) магнитные;

е) жаропрочные и жаростойкие.

 

По качеству:

а) качественная;

б) высококачественная (записывается буква А в конце марки стали. т.е. пониженное содержание вредных примесей);

в) особовысококачественная (записывается в конце марки буква Ш – шлаковый переплав, т.е. дополнительная очистка продувкой шлаком;

СШ – синтетическим шлаком; ВД – вакуумно-дуговой переплав).

 

По общему количеству легирующих элементов (включая углерод):

а) низколегированные (до 5%);

б) среднелегированные (от 5 до10%);

в) высоколегированные (свыше 10%).

 

По структуре в отожженном состоянии (равновесное состояние):

1) доэвтектоидные (содержат в структуре свободный феррит);

2) эвтектоидные;

3) заэвтектоидные ( содержат избыточные вторичные карбиды);

4) ледебуритные (содержат первичные карбиды, выделившиеся из жидкой фазы);

5) аустенитные (при достаточно высоком содержании элементов, расширяющих область существования аустенита, получают стали, в которых сохраняется аустенит при охлаждении до комнатной температуры).

 

По структуре после охлаждения на воздухе (после нормализации):

1) перлитный (обладает небольшой твердостью и высокой

пластичностью – большинство конструкционных и инструментальных сталей);

2) мартенситный (весьма твердая и хрупкая, использование невелико);

3) аустенитный (содержат до 20-30% легирующих элементов - хромоникелевые нержавеющие, некоторые жаропрочные, высокомарганцовистая износостойкая).

 

По виду легирующих элементов:

никелевые (в составе основной легирующий элемент никель), хромистые, хромоникелевые и т.д.;

 

По виду термической обработки:

1) цементуемые;

2) улучшаемые

 



Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 2065;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.011 сек.