Влияние легирования на свойства железоуглеродистых сплавов

Промышленные стали и чугуны

Промышленная сталь и чугун являются многокомпонентными сплавами, которые, помимо железа и углерода, содержат так называемые банальные примеси. Постоянными примесями являются марганец, кремний, наличие которых является техническими характеристиками производства, фосфор, сера и кислород-азот, водород, которые не могут быть полностью удалены из металла. Содержание углерода и примесей влияет на свойства железоуглеродистых сплавов.

Углерод оказывает большое влияние на механические свойства стали.

Чем выше содержание углерода в стали, тем больше цементита содержится в ее структуре.

Цементит обладает высокой твердостью и хрупок, поэтому увеличение количества повышает прочность и твердость стали, что снижает ее пластичность и прочность.  содержание углерода в стали увеличивается, плотность, электропроводность, теплопроводность и проницаемость уменьшаются, а электрическое сопротивление увеличивается.

Кремний и марганец считаются полезными примесями. При выплавке стали ее добавляют для раскисления. При соединении с оксидом железа FeO он превращается в шлак в виде oxide. As в результате раскисления улучшаются свойства стали.

• Если кремний останется в Стали после раскисления, то предел текучести возрастет, а способность к холодной работе под давлением снизится. Поэтому при штамповке стали необходимо снижать содержание кремния.
• Марганец, не снижая пластичности, значительно повышает прочность стали, резко снижает ее хрупкость при высоких температурах(красный излом), выводит серу из расплава.

Фосфор и сера являются вредными примесями. Фосфор снижает пластичность и вязкость стали и облегчает ее растрескивание при низких температурах(холодная хрупкость).Сера снижает вязкость, пластичность, долговечность, свариваемость и коррозионную стойкость стали. Сера вызывает охрупчивание стали при высоких температурах. Содержание серы и фосфора в стали строго ограничено.

Углерод оказывает большое влияние на механические свойства сталей

Кислород, азот и водород оказывают негативное влияние на свойства стали.

В инженерном чугуне углерод присутствует в виде графита. Механические свойства графита очень высоки low. So, чем больше графита присутствует в структуре чугуна, чем крупнее его включения, тем хуже свойства чугуна. Но резка помогает улучшить обрабатываемость чугуна, придает чугуну антифрикционные свойства при трении, ослабляет воздействие вибрации и ударов.

Кремний оказывает большое влияние на структуру чугуна и способствует графитизации. Марганец повышает механические свойства чугуна и предотвращает графитизацию. Фосфор повышает износостойкость, но используется хрупкий чугун. Сернистые свойства чугуна ухудшаются.

Влияние легирования на свойства железоуглеродистых сплавов
Для того чтобы изменить структуру и свойства сплава, специально вводимого в сплав, элемент называют легирующим, и этот сплав легируют.

• Легирующие элементы влияют на полиморфное превращение железа. Когда никель и марганец вводятся в сталь сверх определенного содержания, область присутствия γ-фазы расширяется от комнатной температуры до температуры плавления. Такие сплавы называют аустенитными. Другие элементы, такие как хром, ванадий, молибден и кремний, делают феррит устойчивым к температуре плавления. Такой сплав называется ферритом.

Влияние элементов сплава на свойства стали проявляется в изменении таких свойств, как феррит, аустенит, характер включений в Карбидную фазу, размер частиц.

Влияние легирующих элементов на свойства чугуна проявляется в процессе графитации. Легирование изменяет размер и форму графита inclusions. In в большинстве случаев чугун сплавляют с хромом, никелем, медью и титаном, придавая ему особые свойства.
Легирование (it. it называется легирен-связывать, от соединять), и этот сплав легируется.

Кремний и марганец считают полезными примесями

Легирующие элементы влияют на полиморфное превращение железа. Когда никель и марганец вводятся в сталь сверх определенного содержания, область присутствия g-фазы расширяется от комнатной температуры до температуры плавления. Такие сплавы называют аустенитными. Другие элементы, такие как хром, ванадий, молибден и кремний, делают феррит устойчивым к температуре плавления. Такой сплав называется ферритом.

Влияние элементов сплава на свойства стали проявляется в изменении таких свойств, как феррит, аустенит, характер включений в Карбидную фазу, размер частиц.

Влияние легирующих элементов на свойства чугуна проявляется в процессе графитации. Легирование изменяет размер и форму графита inclusions. In в большинстве случаев чугун сплавляют с хромом, никелем, медью и титаном, придавая ему особые свойства.

Наиболее широко применяемыми в производстве режущего инструмента являются 9ХС, ХВГ, хвсг, х12м, химический состав.

Сталь ХВГ использована в изготовлении инструментов где небольшой Хогинг позволен во время твердеть. Длинные метчики и развертки, тонкие сверла и многое другое. Стали ХВГ легируются хромом, вольфрамом и марганцем. Он имеет большую закаливаемость и прокаливаемость, чем сталь 9XC.

В машиностроительных чугунах углерод присутствует в виде графита

Твердость более НРС60 получается по всему поперечному сечению цилиндрического образца диаметром 45-48 мм при закалке с масляным охлаждением (до 35 мм в высокотемпературных условиях). в стали CVG после закалки увеличивается количество остаточного аустенита(до 15-18%), уменьшается коробление и деформация становится недостаточной.

Реферат на тему	На заказ	Образец и пример
Влияние легирования на свойства железоуглеродистых сплавов	Наличие такого количества аустенита снижает устойчивость к малым пластическим деформациям и повышает чувствительность к растрескиванию при шлифовании.	К недостаткам стали CVG можно отнести: увеличение неоднородности карбидов(карбидная сетка наблюдается в заготовках с большим поперечным сечением).Это вызовет сколы и сократит срок службы инструмента.

Эффект хрома: Ac1 точек будет увеличиваться. Хромовый феррит обладает улучшенными прочностными свойствами, а хром снижает склонность феррита к хрупкому разрушению, сдвигает максимальную скорость превращения аустенита в перлитной области к более высокой температуре и снижает скорость превращения перлита.

• Если карбид полностью растворен и твердый раствор значительно насыщен углеродом и хромом, то мартенситная точка стали значительно снижается, оставляя много остаточного аустенита в стали. Хромистая сталь обладает очень высокой стойкостью к отпуску. Хром повышает прокаливаемость стали, способствуя высокой и равномерной твердости.
• Наличие легированных хромом типов карбида хрома или карбида на основе цементита повышает износостойкость стали. Эффект вольфрама: увеличивает точки Ac3 и Ac1.It увеличивает температуру рекристаллизации, твердость, прочность на растяжение и предел текучести феррита, а также снижает пластичность. Вольфрам и образуемые им карбиды снижают склонность аустенита к росту зерна.

Влияние легирующих элементов на свойства

Вольфрам повышает стабильность аустенита в перлитной области, но мало влияет на стабильность аустенита в промежуточной области. Увеличивает сопротивление к tempering. It дает сопротивление жары. Марганцевый эффект: легирование феррита включает его упрочнение.

Быстрое охлаждение водой или водным раствором вызывает появление внутренних напряжений, которые могут вызвать трещины.

Именно поэтому рекомендуется не полностью охлаждать инструмент из углеродистой стали водой или водным раствором, а охлаждать его до тех пор, пока поверхность не потемнеет (до 200-250°С), а затем перенести его в масло для полного охлаждения.

Марганец и хром оказывают наибольшее влияние на strength. In кроме того, чем мельче частицы феррита, тем выше их прочность. Когда содержание марганца больше чем 1%, Твердость улучшена, зона аустенита увеличена, закаливаемость улучшена, раскисление повышено, стабилизированные карбиды сформированы, и коррозионная устойчивость улучшена.

Рефераты по материаловедению

Процесс кристаллизации расплавов металлов.	Тенденции развития металлических материалов.
Твердые растворы замещения.	Железо фаворит на все времена.