Влияние легирующих элементов

<2 3 456 7 8 >

Легирующие элементы преимущественно растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов феррите и аустените, а также цементите или образуют специальные карбиды. Они взаимодействуют с железом и углеродом, влияя на полиморфизм железа (альфа, бета и гамма-железо) и превращения в стали при термической обработке (Таблица 9).

Таблица 9 - Влияние легирующих элементов на превращения в стали.

Превращения	Пояснения
На кинетику распада аустенита	Увеличивают прокаливаемость хром, никель, молибден, марганец, поэтому они входят в состав большинства конструкционных легированных сталей. Прокаливаемость стали может быть особенно увеличена при совместном легировании несколькими элементами. Таково, например, совместное действие никеля и хрома. Очень эффективно действует молибден при введении его в хромоникелевую сталь.
На мартенситное превращение	Позволяют снизить температуру превращения аустенита, например 5%Мп снижает мартенситную точку до 0 °С, что позволяет сохранить аустенит в закаленной стали.
На рост зерна аустенита	Хром, молибден, вольфрам, ванадий, титан сильно измельчают зерно; никель, кобальт, кремний, медь - слабо влияют на рост зерна; марганец, бор - способствуют росту зерна.
На превращениях при отпуске	Замедляют процесс распада мартенсита. Некоторые элементы, такие как никель или марганец, влияют незначительно, тогда как большинство (хром, молибден, кремний и др.) - весьма заметно. Для получения одинаковых результатов сталь, легированную такими элементами, как хром, молибден, кремний и др., нужно нагревать при отпуске до более высокой температуры или увеличивать продолжительность отпуска, по сравнению с углеродистой сталью.

Влияние легирования на твердость стали см. Рисунок 1 и на вязкость см. Рисунок 2. Атомы легирующих элементов замещают атомы железа. Но они отличаются от атомов железа размерами и строением, что создает в решетке напряжения. Изменение размеров решетки вызывает и изменение свойств феррита. Например, молибден вольфрам, марганец и кремний снижают вязкость феррита, а никель интенсивно снижает порог хладноломкости, уменьшая тем самым склонность железа к хрупким разрушениям

Маркировка

Обозначение марки стали: первые цифры — массовая доля углерода в десятых долях процента, затем буквы — вещество, используемое в качестве легирующего элемента, цифры, стоящие после букв, — средняя массовая доля соответствующего легирующего элемента в целых единицах процентов. Начальную цифру опускают, если содержание углерода не менее 1%. Буква «А», в середине марки стали — содержание азота, в конце — сталь высококачественная. Например, сталь 5ХН2М.

Для некоторых сталей буквой указывается их назначение, например Р18 — быстрорежущая с 18% W, Э3А — электротехническая с3% Si, ШХ-15 — шарикоподшипниковая с 1,5% Cr и т.д. Некоторые стали обозначаются буквами ЭИ или ЭП с соответствующим номером (например, ЭИ69, ЭП220); в большинстве случаев это новые стали, проходящие испытание и освоение в промышленности.