Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа.

Легированные стали ферритного и аустенитного класса.

Легирующие элементы делятся на 2 группы:

1. Элементы ферритизаторы- расширяют область феррита на диаграммах состояния.

2. Элементы аустенизаторы- расширяют область аустенита на диаграммах состояния.

30.11.07. §. Схема диаграммы состояния железо- легирующий элемент.

а) б)

где: широкая область феррита

область аустенита

область феррита

а). При введении элементов аустенизаторов свыше концентрации сталь становится однофазной и имеет структуру феррита вплоть до температуры плавления

(это стали ферритного класса).

б). При содержании элементов аустенизаторов свыше концентрации в стали отсутствуют полиморфные превращения. Структура стали- аустенит. (это стали аустенитного класса).

В сталях ферритного и аустенитного класса отсутствуют фазовые превращения в твердом состоянии, поэтому их нельзя упрочнять термообработкой.

§. Влияние легирующих элементов на свойства феррита.

Легирующие элементы: марганец никель кремний молибден хром при взаимодействии с железом образуют твердые растворы замещения (замещают атомы железа в решетке ОЦК). Из-за разности атомных радиусов железа и легирующих элементов в кристаллической решетке возникают искажения и образуются напряжения поэтому твердость возрастает , прочность возрастает, а пластичность падает,.

Таким образом можно проводить упрочнение сталей ферритного класса, легируя их дешевыми элементами без применения термообработки.

§. Понятие закаливаемости и прокаливаемости стали.

Закаливаемость- способность стали повышать твердость при закалке (пример- - закаливающаяся сталь,).

Прокаливаемость- способность стали приобретать мартенситную структуру в результате закалки.

Прокалеваемость характеризуется глубиной проникновения закаленного слоя.

§. Влияние легирующих элементов на прокалеваемость.

У углеродистых сталей глубина проникновения, что мало. Задача- чтобы мартенсит насквозь проник от поверхности к сердцевине и образовалась равнопрочная структура (то есть так называемая сквозная прокаливаемость).

Легирующие элементы (кроме кобальта) повышают прочность стали в закаленном состоянии за счет увеличения глубины проникновения закаленного слоя то есть увеличивают прокалеваемость.

Деталь:

В легированной стали глубина проникновения мартенсита больше.

При введении легирующих элементов критическая скорость закалки уменьшается, а глубина закаленного слоя растет, то есть увеличивается прокаливаемость .

Особенно сильно увеличивают прокалеваемость (но они обязательно должны быть только в твердом растворе, так как карбиды в чистом виде уменьшают прокаливаемость). Поэтому при термообработке добиваются растворения карбидов в аустените.

Как показывает статистика, для легированных сталей выдержка под закалку больше, чем для углеродистых (чтобы равномерно растворить карбиды в аустените).