3. Области концентраций углерода для сталей и чугунов, их классификация

• углеродистые стали

 область концентраций С_с – до 3 %

 классификация

а) доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные

б) аустенитные, ферритные, перлитные, феррито-мартенситные, мартенситные, аустенитно- мартенситные

 низкая температурная стабильность снижет характеристики жаропрочности и жаростойкости

увеличение стабильности легирования

-стабилизация феррита (облегчение  превращения) – Cr, Mo, W, Ti, Nb, Ta, Si, V, Al

У хромистых сталей:

Элемент	Cr	Al	V	Ti	Si	Nb	Mo	W
Эффективность стабилизации	1	12	11	7,2	5,2	4,5	4,2	2

-стабилизация аустенита (облегчение  превращения) – C, N, Mn, Ni, Co, Cu

• чугуны

 область концентраций С_с – свыше 3 %

 классификация

а) в зависимости от свойств и охлаждения

• белый (при относительно быстром охлаждении углерод в виде карбида Fe₃С), марганец стабилизирует карбид, используют для отливок с последующим отжигом (ковкий чугун)

• серый или литейный (при очень медленном охлаждении углерод в виде графита) с эвтектикой аустенит + графит, легируют кремнием для облегчения выделения графита, используют для отливок

• промежуточный с карбидом и графитом (ферритный, феррито-перлитный, перлитный)

б) доэвтектический, эвтектический и заэвтектический

• применение в ядерной технике

 углеродистых сталей – без облучения

• контура многократной циркуляции и конденсатно-питательного тракта кипящих реакторов при соблюдении водно-химического режима

• металлоконструкции канальных реакторов

• закладные и опорные части

• трубопроводы для низких давлений и температур

• корпусы баков деэарации, лазовых затворов

• малонагруженные детали на истирание с высокой поверхностной твёрдостью после цементации или химико-термической обработки

• крепёжные детали, болты , фланцы, втулки, шпильки

 чугуна

• крышки реакторов

• разделительные перегородки между зонами

• зашита от ионизирующего излучения

Процессы при нагреве в закалённой стали

Т, оС	Процессы
Ниже 150	Мартенсит Мр  Мротп + -карбид (близок к Fe2C в виде тонких пластин в несколько атомных слоёв длиной в несколько десятков нм)
150 - 300	Из Мр выделяются когерентные с матрицей частицы -карбида, которые укрупняются за счёт С из Мр. Мр становится Мротп, с/а1. Распадается остаточный аустенит: А Мротп + -карбид (бейнитное превращение)
300 - 400	Завершается выделение С из Мр. Нарушается когерентность и обособляются фазы феррита и карбида. Одновременно -карбид превра-щается в цементит (Fe3C). Происходит сфероидизация карбида. Происходит релаксация внут, возникших при закалке с появлением Мр. Формируется структура тростита отпуска - тонкая Ф-Ц смесь
400 - 500	Коагуляция и сфероидизация карбидов. Диаметр частиц  10 нм
500 - 680	Продолжение коагуляции и сфероидизации карбидов. Диаметр частиц  100 нм
727 (Ас1)	Образуется грубая Ф – Ц структура (зернистый перлит). Диаметр карбидных частиц  300 нм.