37. Влияние легирующих элементов на превращения в сталях.

1. Т емпература нагрева легирующих сталей под закалку и отжиг должна быть выше, чем у углеродистых сталей.

2. Легирующие элементы замедляют перлитные превращения, что смещает линии распада (с-образные) аустенита вправо (кроме кобальта). Это легирующие элементы, которые растворяются в феррите или цементите, не образуя специальных карбидов.

3. К арбидообразующие элементы, образующие растворимые карбиды в аустените, при разных температурах по разному влияют на скорость распада аустенита. Изотермический распад аустенита имеет 2 максимума, разделённой областью высоко устойчивого аустенита. Первый максимум – перлитное превращение пластинчатой структуры, второй максимум – бейнитное превращение. При 700°..500°С – образование перлита – легирующие элементы замедляют превращение. При 500°..400°С – легирующие элементы весьма значительно замедляют превращение. При 400°..300°С – образование бейнита – ускоряют превращение.

4. С мещение вправо с-образной кривой способствуют снижению критической скорости закалки и увеличению прокаливаемости. Поэтому для легированных сталей применяют мягкие охладители – медленное охлаждение.

Наиболее сильно увеличивают прокаливаемость Никель, Хром, Молибден, Марганец в случае растворения карбидов в аустените, а не в составе карбидных фаз, особенно при совместном легировании, например, хрома и никеля.

Трудно растворимые карбиды – Вольфрам, Ванадий, Ниобий, Титан при температуре 850°..900°С не растворяются в аустените. Они растворяются при более высоких температурах =>могут снижать прокаливаемость. Карбиды действуют как готовые центры кристаллизации. На прокаливаемость положительное влияние оказывает Бор, при том в количестве 0,001 .. 0,005 % - микролегирование. Происходит это потому, что Бор, находясь в растворе концентрируется в тонких слоях зерна аустенита, и уменьшает скорость зарождения центров кристаллизации перлита.

5. Легирующие элементы влияют на мартенситное превращение: Al, Coповышают температурный интервал мартенситного превращения и таким образом повышают количество остаточного аустенита. Большинство легирующих элементов, таких как Mn, Cr, Moснижают температуру мартенситного превращения ->увеличивают количество остаточного аустенита. Другие элементы, например кремний, не влияют на температуру мартенситного превращения.

6. Влияние легирующих элементов на рост аустенитного зерна. Все легирующие элементы уменьшают склонность аустенитного зерна к росту, исключение – Mnи B–способствуют росту. Остальные легирующие элементы, измельчающие зерно, оказывают различное влияние. Не образующие карбиды – Ni, Co, Si, Cu– слабо влияют на рост зерна. Хром, молибден, вольфрам, ванадий, титан сильно измельчают зерно в порядке роста. Это различие является следствием различной устойчивости карбидов (нитридов) этих элементов. Избыточные карбиды, не растворимые в аустените, препятствуют росту аустенитного зерна. Такая сталь сохраняет мелко зернистое строение до высоких температур нагрева.

7. Легирующие элементы оказывают влияние на превращение при отпуске. Большинство легирующих элементов задерживают распад мартенсита. Это связано с тем, что процессы при отпуске имеют диффузионный характер и легирующие элементы замедляют карбидное превращение. Одни – меньше, другие – больше (хром, молибден, кремний, ванадий). Они могут выделяться при отпуске в виде дисперсных фаз при температурах 400°..500°С. Это приводит к образованию вторичной твёрдости (возрастание твёрдости). Поэтому стали, легированныехромом, молибденом, кремнием, ванадием, проводятся при отпуске с более высокой температурой и большее время.