Скачиваний:
0
Добавлен:
08.04.2026
Размер:
217.59 Кб
Скачать

77. Легирующие элементы сплавов и их влияние на свойства сплава

Легирующий элемент

Тип сплава

Основное влияние на свойства

Углерод (C)

Сталь

↑ прочность и твердость; ↓ пластичность, вязкость и свариваемость; основной элемент закалки. ↑ аустенитная структура.

Хром (Cr)

Сталь

↑ коррозионная стойкость; ↑ твердость и закаливаемость; ↑ устойчивость к окислению при нагреве (образует карбиды).

Никель (Ni)

Сталь

↑ прочность и пластичность; ↑ устойчивость к коррозии; стабилизирует аустенит.

Марганец (Mn)

Сталь

↑ прочность, твердость и износостойкость; действует как деоксидатор; частично стабилизирует аустенит.

Кремний (Si)

Сталь и Al-сплавы

↑ прочность, жесткость; деоксидатор стали; у алюминия улучшает литейные свойства.

Молибден (Mo)

Сталь

↑ прочность, жаропрочность; улучшает коррозионную стойкость; снижает ломкость.

Вольфрам (W)

Сталь

↑ твердость и износостойкость при высоких T; образование карбидов; применяется в быстрорежущих сталях.

Ванадий (V)

Сталь

↑ прочность, износостойкость; мелкозернистая структура; усиление закалки.

Титан (Ti)

Сталь и Al-сплавы

↑ прочность (зерна тоньше), стабилизирует структуру в нержавеющих сталях; у Al-сплавов повышает прочность.

Ниобий (Nb)

Сталь

↑ предел текучести и прочность; образует карбиды/нуклеацию; улучшает зернистость.

Магний (Mg)

Al-сплавы

↑ прочность; позволяет термическое упрочнение; ↓ плотность.

Цинк (Zn)

Al-сплавы

↑ прочность (особенно в твердом упрочнении); может способствовать коррозии напряжения.

Медь (Cu)

Al-сплавы

↑ прочность и твердость; но ↓ коррозионная стойкость.

Алюминий (Al)

Сталь и Al-сплавы

В стали — деоксидатор, контролирует рост зерен; у Al-сплавов — основной компонент базового сплава.

23. Превращения, претерпевающие структурой сплава при литье. Изменения физико-механических свойств сплава

Когда сплав заливают в литейную форму, он проходит несколько этапов превращений:

1. Переход из жидкого состояния в твердое (кристаллизация). Расплав начинает остывать и формируются первичные кристаллы. Эти кристаллы растут, заполняя весь объем металла – образуется дендритная структура (ветвящиеся кристаллы). Это первый и главный этап превращений при литье: из жидкости образуется твердая кристаллическая структура.

2. Образование разных фаз (этапы фазовых превращений). После первоначального затвердевания, при дальнейшем охлаждении сплав может испытывать внутри­структурные превращения. В итоге структура сплава становится неоднородной, состоящей из разных фаз, каждая из которых влияет на свойства металла.

Например: если сплав состоит из нескольких компонентов (например, Co–Cr или сталь), то разные элементы распределяются неравномерно, могут образовывать разные участки и фазы.

Изменения физико-механических свойств сплава:

  • Прочность. Мелкозернистая структура обычно имеет выше прочность, чем крупнозернистая, из-за большего количества границ зерен;

  • Твердость. Чем быстрее охлаждение, тем тверже структура — особенно при образовании фаз с более плотной упаковкой атомов;

  • Пластичность. Обычно пластичность уменьшается с увеличением твердости и прочности. Мелкозернистая структура часто менее пластична, чем крупнозернистая;

  • Усталостная прочность и износостойкость. Структуры с мелким зерном и равномерно распределенными фазами чаще имеют лучшие показатели усталостной прочности и износостойкости.