1.3.2. Легуючі елементи, що звужують γ-область

Звуження γ-області виявляється в підвищенні температури критичної крапки і зниженні критичної крапки . Ця зміна температур критичних крапок у сплавах заліза, що відносяться до другого класу, може привести до того, що у-область буде цілком замкнутою, а область а-фази сильно розширеною, як це показано на схемі (фіг.4) і в реальних діаграмах стану систем Fе-Сr і Fе-V (фіг.5 а,б). Однак сплави системи Fe-Cr відрізняються тим, що в них критична крапка спочатку аж до відносно невисоких концентрацій хрому (до 7% по масі) знижується, а потім підвищується.

Фіг.4. Діаграма стану сплавів із замкнутою γ-областю

Фіг. 5 Діаграми стану сплавів Fe-Сr (а) і Fe-V (б)

З діаграм стану систем Fe-Cr і Fe-V випливає, що при досить високих змістах легуючих елементів існують феритні сплави, що не перетерплюють поліморфних перетворень при зміні температури. На цих діаграмах стану крім замкнутої у- і розширеної а- області видні фазові лінії, що відповідають появі а- фази. На діаграмах стану систем Fe-Si (фіг. 6), і Fe-Al також існує замкнута у-область і протяжні області а- фази, обмежені проміжними фазами.

1.4. Вплив легуючих елементів на критичні крапки сталі

1.4.1 Вплив на температуру евтектоідного перетворення

Легуючі елементи істотно впливають на положення критичних крапок у сталі. Зокрема, вони можуть інтенсивно зміщати крапку . Це зв'язано з двома факторами:

- за рахунок розчинення у фериті елементи підвищують або знижують температуру його розчинення при α→γ перетворенні;

-за рахунок розчинення в карбідах елементи підвищують або знижують температуру їхньої дисоціації і розчинення в аустеніті (фіг. 9).

Фіг.9. Вплив легування на положення крапки

Некарбідоутворюючі легуючі елементи (Со, Ni), розчиняючись в цементиті, трохи знижують температуру дисоціації карбідів і знижують температуру α→γ перетворення, отже, знижують температуру крапки

Карбідоутворюючі елементи підвищують температуру дисоціації і розчинення карбідів, тимчасово підвищуючи температуру α→γ перетворення, такім чином, сильно підвищуючи температуру крапки .

Хром при його змісті до 12-13% слабко підвищує температуру крапки , потім різко неї збільшує. Причина полягає в наступному: при малих концентраціях хром знижує температуру α→γ, а при 14% - сильно збільшує температуру дисоціації і розчинення свого карбіду.

1.4.2 Вплив на концентрацію вуглецю в крапках s і e

Легуючі елементи впливають на концентрацію вуглецю в евтектиці і евтектоіді.

Некарбідоутворюючі елементи (Ni, Co, Si) розчиняються у фериті, заміщаючи частину атомів заліза, тобто знижують зміст заліза в евтектоіді і зміщають крапку S уліво.

Карбідоутворюючі елементи при невисокому їхньому змісті впливають аналогично.

Такі елементи, як Mo і W спочатку знижують концентрацію вуглецю в евтектоіді, а потім, створюючи власні карбіди, збільшують її.

Сильні карбідоутворюючі елементи (Ті, Nb, V) незначно розчиняються у фериті, утворюють власні карбіди і зміщають крапку S вправо. Однак, якщо ці елементи розчинені в аустеніті, то вони сильно знижують концентрацію вуглецю в евтектоіді.

Більшість легуючих елементів знижують розчинність вуглецю в γ-Fe, зміщаючи в такий спосіб положення крапки Е в бік менших концентрацій вуглецю (фіг. 10).

Фіг. 10. Вплив легування на зміст вуглецю в евтектоїді.