Материаловедение. Барышев Г.А. - 47 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

а) в свободном состоянии;
б) в форме итерметаллических соединений;
в) в виде окислов, сульфидов и других неметаллических включений;
г) в виде карбидов;
д) в виде твердых растворов железа.
1. Свинец, серебро, медь не образуют с железом никаких соединений, не растворяются в железе. Поэтому они образуют
металлические включения – свободное состояние.
2. В высоколегированных сталях образуются соединения между металлическим легирующим элементом и железом.
Такие соединения, как правило, имеют символы химической формулы, например Cu
5
Sn
2
, MoFe
2
, образуются только между
металлом и другим металлом.
3. Между легирующим элементом и кислородом, серой, фосфором образуются неметаллические включения: сульфиды,
оксиды, нитриды (см. «Углеродистые стали»). Больше всего включений в кипящей стали, меньше всего их в электростали.
4. Растворяется в железе большинство легирующих элементов, кроме N, O, B.
5. Элементы, имеющие сродство к углероду, образуют карбидную фазу (см. «Карбиды в сталях»).
4. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ФЕРРИТ
Растворение легирующих элементов происходит замещением в металлической решетке атомов Fe
α
. Эти атомы отлича-
ются от Fe размерами и строением электронных оболочек, поэтому создают в решетке напряжения, изменяющие их пара-
метры. Атомы с радиусом меньше чем у Fe – уменьшают параметры, с большим – увеличивают. Ni – исключение (рис. 2).
Изменение параметров решетки влечет за собой увеличение твердости, пластичность при этом падает.
Важное значение имеет для служебных свойств порог хладноломкости – способность металла не разрушаться хрупко в
области отрицательных температур (см. «Механические свойства»).
Очень интенсивно на эту характеристику влияет никель. Так, его количество в стали в размере 5 % увеличивает работо-
способность в области отрицательных температур до –196 °С, в обычной стали 40 ≈ +10 °С.
5. КАРБИДНАЯ ФАЗА В ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЯХ
В обычных углеродистых сталях карбид – обычный цементит – Fe
3
C (НВ = 800). Fe является переходным металлом, у
которого d-электронная полоса не полностью достроена (вместо 10 положенных электронов на этом уровне – 6).
При соединении с углеродом часть электронов углерода идет на заполнение недостающих электронов у Fe, а остальные
поступают в коллективное пользование. Поэтому карбид железа (цементит) является устойчивым химическим соединением
Fe
3
C и обладает металлическими свойствами.
Все легирующие элементы, которые как и Fe, являются переходными, являются карбидообразователями.
Рис. 3. Карбидообразующие элементы периодической системы
На этой схеме (рис. 3) карбидообразующие элементы выделены рамкой. Чем левее расположен элемент в периодиче-
ской системе, тем менее достроена d-электронная полоса, тем более сильный карбидообразователь.
Рис. 2. Влияние легирующих
элементов на твердость феррита
(охлаждение медленное)

Страницы