Вплив легуючих елементів на поліморфізм заліза і на ферит

 

Усі легуючі елементи за впливом на поліморфізм заліза поділяють на дві групи.

Елементи першої групи (Ni, Mn, C, N, Cu) підвищують точку А4 і знижують точку А3, тобто розширюють g- і звужують a-область (рис.9.1, а) на діаграмі стану «Fe-легуючій елемент».

Елементи другої групи, навпаки, знижують точку А4 і підвищують точку А3 , тобто розширюють α- і звужують g -область. До цієї групи належать: Si, Cr, Al, Mo, W V, Ti, B, Zr тощо (рис.9.1, б).

У легованих сталях при певному вмісті елементів першої групи (правіше точки 1, рис.9.1, а) утворюється стійка аустенітна структура, яка не зазнає поліморфного (g ® a) перетворення, а елементів другої групи (правіше точки 2, рис.9.1, б) - феритна структура без (a ® g) перетворення від температури плавлення до кімнатної температури.

Більшість легуючих елементів (Si, Ni, Mn, Co, Cr, Mo, W та інші) розчиняються у фериті і утворюють тверді розчини заміщення, змінюючи параметри ґратки Fea, що пов¢язано з різницею атомних радіусів заліза і легуючих елементів. Внаслідок зміни параметрів гратки Fea значно змінюються властивості фериту. Значно підвищують твердість і знижують в’язкість фериту Si і Mn, а Ni підвищує твердість фериту, не знижуючи його в¢язкості. Отож, дуже корисним для сталі легуючим елементом є нікель.

 

Рис.9.1. Діаграми стану сплавів «Залізо - легуючий елемент»: а - з легуючими елементами першої групи; б - з легуючими елементами другої групи

Карбідна фаза в легованих сталях. Усі легуючі елементи в сталях,

в залежності від схильності до утворення карбідів, поділяють на дві групи:

- елементи першої групи (Si, Ni, Co, Al) не утворюють карбіди в сталі;

- елементи другої групи (Mn, Cr, Mo, W, V, Ti, Nb, Zr, Ta та інші) взаємодіють з вуглецем і утворюють карбіди в сталі.

Карбіди за своїм хімічним складом і структурою поділяють на дві групи. До першої групи належать карбіди типу Me3C, Me23C6, Me7C3, Me6C, які утворюють Fe, Mn, Cr, Mo, W. Карбіди цієї групи мають складну кристалічну структуру і легко розчиняються при нагріванні в аустеніті. Карбіди другої групи (МеС, Ме2С) утворюють такі метали, як Mo, W, V, Ti, Nb, Zr. Вони належать до фаз проникнення, мають просту кристалічну будову і важко розчиняються в аустеніті.

Усі карбіди мають високу температуру плавлення і твердість; особливо - карбіди другої групи.