8. Вплив легувальних елементів на структуру та властивості ливарних сталей

Вплив лег.елементів на т. діаграми Fe-C на т.С – 0.83%С – евтектоїдна точка.

Всі легувальні елементи які використовуються в високолегованих сталях мають свій вплив на т.С (зсувають вліво або вправо)

Групи:

1. Лег.елемент які утворюють карбіди і розчиняються у фериті (Cr,Mn)

2. Елементи які не утворюють карбіди, вони сприяють зменшенню С.

3. Утв. міцні карбіди (ніобій, ванадій)

4. До певної конц води зсувають вправо (молібден, вольфрам), а потім зсувають вліво. Можуть утв. інтерметалідні сполуки, карбіди, розчиняються в альфа- Fe

Вплив С на властивості Fe

С є основним елементом будь-якої марки сталі.

Карбіди призводять до зміни властивостей W,Mo – сприяють дисперсному твердненню

Шляхи знаходження:

1. Якщо легуючі елементи відносяться до карбідоутворювачів то вуглець лікує у ті мікрообєми де знах. Карбідоутворюючий елемент

2. Коли викор. Не карбідоутвор елемент, то С йде в бік тих мікроелементів, де менше знаходження карбід. Елем.Розташовується на межах зерен

Вплив Cr ливарні властивості:

Хром відноситься до тих елементів які схильні до плівко утворення. Щоб їх позбавитися треба перегрівати метал. Перегрівання призводить до збільшення пригару, усадкових раковин , поруватості.Ферохром додається за декілька хвилин перед заливанням Угар складає 8%.

Кремній використовують як розкислювач (має велику спорідненість до кисню)

Графітизувальний або феритоутворюючий елемент Si 18% - в промислових сталях. При підвищенні температури здатний утв. оксидну плівку.

Ti дуже карбідоутворюючий елемент утворюють нітриди.Феротитани за щільністю приблизний до щільності рідкої сталі.вводиться після розкислення. Титан має високу спорідненість до кисня.

Титан погіршує прогартованість сталей піддається інтенсивному поверхневму плівкоутв.

Вольфрам- досить інтенсивний карбідоутворювач, утворює інтерметалідні сполуки з залізом.

Бор вводять як модифікатор в малих кількостях.

Тема 1.1 високолеговані ливарні сталі зі спеціальними властивостями

1. Спеціальні властивості сталей та сталевих виливків

Використання сталевих виливків у різних галузях промисловості обумовлює багатогранність вимог до них щодо спеціальних фізичних і хімічних властивостей. Якість виливків повинна задовольняти ці вимоги часто незалежно від вимог щодо механічних властивостей. Фізичні властивості сталевих виливків поділяють на поверхневі(твердість, оброблюваність, зносостійкість) і обємні(теплові, електричні, магнетні).

Твердість визначають:

- після режимів ТО, щоб оцінити правильність режиму4

- у литому стані.

Оброблюваність:механічне оброблення несе в собі технологічну значущість, щоб було більше витрачено електроенергії.

Для підвищення технологічності і економічності, під час оброблення виливків ливарну кірку необхідно зрізувати різцем за один прохід. Отже, вона має бути тоншою за механічне оброблення. необхідно зробити відпал, нормалізацію, угар має бути мінімальним.

Зносостійкість: найкраще коли гомогена і однорідна структура:-абразивний знос; -ударно абразивний; -гідроабразивний.

Теплові властивості: будь який легувальний елемент знижує теплопровідність сталей (особливо кремнію) зростання первинного зерна.

Електропровідність: залежить від хімічного складу і компонент сталі матиме різну електропровідність.

Магнетні властивості: залежать від хім.складу і поділяються на:- магнетомякі(мінімальний вміст С, карбідів, відпал); -магнетотверді.

Хімічні властивості сталевих виливків

Захищають поверхню: хром, алюміній, кремній від руйнування(від корозії).

Вимоги до покритів:

-плівка має бути щільною;

-в процесі експлуатації плівка не має змінюватися.

- коефіцієнт термічного розширення плівки,металу;

-пошкоджене місце має самостійно покриватися плівкою

Ерозія –спільна дія мех. І хім. На поверхню деталі, що експлуатується.

Кавітація- зміна розмірів, зношування деталей в умовах таких як вода чи пара. 2-3%хрому у нікелевих сталях сприяють роботі і воді.

Жаростійкість –здатність матеріалу чинити опір окисненю (окалині) в умовах високих температур і агресивних середовищах: -окалиностійкість, - термостійкість(метал має бути дрібнозернистим), ростостійкість.

Окиснення металу суттєво впливає на його цілісність, знижує поперечний переріз виробу та знижувати його період експлуатації.

Жароміцність –здатність металу витримувати мех.. навантаження в умовах високих температур і агресивних середовищах.

Оцінюють двома способами:

1. тривала міцність –зразок може навантажуватися і витримувати певний час до руйнування у умовах високих температур та агресивних середовищах

2. повзучість-під дією зовнішнього навантаження, підвищена температура. Визначається зміна розмірів за певний проміжок часу.

Холодостійкість –здатність металу витримувати максимально низькі температури не руйнуючись.