31.Легированные стали, особенность химического состава, назначение, классификация, маркировка легирующих элементов.

Это стали в которые в определенном количестве, в определенной концентрации вводятся легирующие элементы для улучшения ее строения и свойств. Сплавы выше Х% легир. элементов, не имеющие превращений, носят название аустенитными.

Н-никель Х-хром К-кобальт М-молибден Г-марганец Д-медь P-бор С-кремний П-фосфор В-вольфрам Т-титан А-азот Ф-ванадий Ю-алюминий Б-ниобий Ц-цирконий. Особенности хим. состава. 1) легирующие элементы могут находиться в сталях в свободном состоянии в виде металлических включений ( Sb Cu Ag ). 2) В виде хим. соединений.

3) В виде оксидов и сульфидов AL2O3, TiO2, SiO2. 4)Легир. элементы могут растворяться в цементите и образовывать самостоятельные карбиды ( Me3C, MeC ).

Карбидообразующими являются все элементы расположенные левее Fe (Cr, V, Mo, Ti), все эти элементы растворяются в феррите.

5) все элементы, расположенные правее Fe растворяются в феррите, не образуя самостоятельных карбидов (Cu, Co, и др.)

Классификация:

По объёму весовому содержанию легирующих элементов: низколегированные(малоуглеродистые – легирующих эл. <4%), среднелегированные при различном содержании углерода, легирующих элементов 4-10%, высоколегированные – определяются дефицытом легирующего элемента и силой его воздействия на сталь.

По составу: Хромистые, хромоникелевые, кремнистые, высокохромистые.

По назначению: конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами.

Конструкционные подразделяются на строительные – до 0,3% углерода, до 4% легир. эл., применение – сооружение мостов, каркасов зданий; машиностроительные: а)цементируемые (углерода до 0,3%, легир. эл. до 5-6%), б)улучшаемые (углерода 0,5-0,6%, легир. эл. 8-10%), в)инструментальные (углерода 0,7-0,8%, легир. эл. 2-10-20%). Инструментальные подразделяются на стали для режущего инструмента, быстрорежущие, штамповые.

По равновесной структуре: 1) доэвтектоидные П+Ф, 2) эвтектоидные П, 3) заэвтектоидные П+спец. карбиды, 4) ледебуритного П+спец. карбиды.

Основная масса легированных конструкционных сталей имеет содержание фосфора менее 0,035%, серы менее 0,035%. Такие стали называют качественными. Высококачественные стали содержат вредных примесей гораздо меньше (серы менее 0,025%, фосфора менее 0,025%) и маркируются дополнительно буквой А, которая ставится в конце обозначения, например, сталь 30XГСА, 35ХН1М2ФА. Особо высококачественные стали выплавляются с содержанием серы менее 0,015%, фосфора менее 0,025% и обозначаются буквой Ш в конце маркировки, например 30X1CШ. Буква Ш присутствует также в маркировке подшипниковых сталей, но в этом случае она ставится в начале, например ШХ15, ШХ15СГ.

Цифра в начале указывает на содержание углерода в 0,01%, если цифра отсутствует то углерода чуть больше 1%, цифра после буквы указывает на содержание легируещего элемента в %, если цифра нет то легирующего элемента около 1%. Если в конце стоит буква А, то сталь имеет фосфор и серу (меньше 0,03%) – улучшенная. Если в переди стоит буква Р, то это быстрорежущая сталь.

32. Влияние легирующих элементов на основные параметры термической обработки стали и её структуру.

Влияние легирующих элементов на феррит: растворение легирующих элементов в феррите происходит в результате замещения атома железа атомами легирующих элементов; в процессе замещения атомов Fe, атомами легир. элементов в кр. решётке присходит изменение её параметров, что вызывает изменение свойств феррита: прочность повышается, пластичность понижается.

Влияние легир. элементов на твёрдость и вязкость.

Влияние лигир. эл. на распад аустенита: 1)элементы, которые не образуют карбидов вносят количественные изменения в изотермический распад аустенита (ускорение или замедление). 2)карбидообразующие элементы вносят не только количественные, но и качественные изменения в кинетику изотермического распада аустенита. Большинство легир. эл. замедляют превращение аустенита в перлит и ускоряет превращение в бейнит(300-400С).

Влияние легир. эл. на мартенситное превращение: легир. эл. не влияют на кинетику мартенситного превращения, но оказывают влияние на его температуру, а значит на количество остаточного аустенита(Сo и Al повышают температуру начала превращения, поэтому уменьшается количество аустенита; Si не влияет; все остальные понижают температуру начала превращения, при этом количество аустенита увеличивается).

Влияние легир. эл. на превращения при отпуске: все легир. эл. замедляют распад мартенсита при отпуске, мартенсит сохраняет твёрдость до температуры примерно 200С, при высокой температуре следует ферритно-цементитная смесь; оказывают влияние на средний и высокий отпуск, если легирующий элемент не карбидообразующий, то карбид выделяется в виде Fe3C, если карбидообразующий – то до 400С выделяется Fe3C, при дальнейшем нагреве этот карбид превращается либо в легированный цементит, либо в специальный карбид. Процесс распада мартенсита задерживается карбидообразующими и некарбидообразующими элементами.

Бейнит – структура состоящая из альфа-твёрдого раствора, претерпевшего мартенситное превпащение и несколько пересыщенного углеродом и частицами карбидов. Верхний бейнит – перестый, нижний бейнит - игольчатый