Не образуют карбиды: Co, Ni, Cu, Al, Zn.

Образуют карбиды: Cr, V, Ti, Mn, Mo, Nb, Zr, W.

5. Соединения с неметаллами – оксиды Ме-О; нитриды Ме-N.

6. Интерметаллидные соединения -соединения легирующих элементов друг с другом (Ме_nMe_m).

 

Влияние легирующих элементов на свойства сталей.

Основные легирующие элементы повышают твердость и прочностьферрита. Наиболее сильно повышают прочность феррита кремний, марганец и никель.

Большинство легирующих элементов снижают ударную вязкость, кроме никеля. При этом никель понижает порог хладноломкости, уменьшая склонность к хрупкому разрушению.

Хром повышает механические свойства конструкционных сталей, а также повышает специальные свойства сталей, например, устойчивость против агрессивных сред. Хром вводят в легированные стали в количестве от 2 до 25%.

Никель и хром являются важнейшими легирующими элементами в конструкционных сталях.

Марганец и кремний повышают предел текучести стали.

Молибден и вольфрам являются сильными карбидообразующими элементами, поэтому они образуют карбиды и легированный цементит. Они способствуют измельчению зерна, повышают прочность ижаропрочность.

Для измельчения зерна также вводят ванадий и титан, но содержание этих элементов ограничивается (до 0,3 – 0,5%), так как эти элементы образуют карбиды по границам зерен, которые могут способствовать хрупкому разрушению.

 

 

Влияние легирующих элементов на превращения в сталях.

1. Влияние на критические температуры железа А₃ и А₄. При этом увеличивается вероятность образования в структуре сталей либо составляющей феррита, либо составляющей аустенита. В легированных сталях в отличии от углеродистых сталей аустенит может образоваться при комнатной температуре.

-- элементы расширяющие α-область.

Они понижают температуру А₄ и повышают температуру А₃.

К ним относятся Cr, Si, Al, V, W, Mo и другие. При этом в сталях образуется структура легированного феррита.

-- элементы расширяющие γ-область.

Ониповышают температуру А₄ и понижают температуру А₃.

К ним относятся Ni, Mn, Co, N. При этом в сталях образуется структура аустенита. Такие стали, как правило, обладают специальными свойствами, такими как жаростойкость, жаропрочность, коррозионная стойкость.

Влияние на эвтектоидное превращение.

Легирующие элементы изменяют температуру эвтектоидного

превращения А₁. Элементы, расширяющие γ-область понижают А₁ (Ni, Mn), а элементы, расширяющие α-область, повышают А₁ (Cr, Si, Al, V, W, Mo).

Легирующие элементы значительно уменьшают содержание углерода в эвтектоиде, т.е. точка S на диаграмме железо-углерод смещается влево, в сторону меньших значений по содержанию углерода.

Также легирующие элементы уменьшают предельную растворимость углерода в γ-железе,, т.е. в аустените. Точка Е на диаграмме смещается влево.

Влияние на рост зерна аустенита.

Большинство легирующих элементов замедляют рост зерна аустенита

при нагреве. Особенно титан и ванадий.

Влияние на мартенситное превращение.

Большинство легирующих элементов понижают температуру начала

мартенситного превращения Мн и увеличивают количество остаточного аустенита.

Никель и марганец понижают Мн в область отрицательных температур.

Алюминий и кобальт повышают Мн и уменьшает количество остаточного аустенита.

Кремний не влияет на мартенситное превращение.

 

Влияние на С- образную кривую.

Все легирующие повышают устойчивость переохлажденного аустенита

и замедляют его распад, сдвигая С-образную кривую вправо.

Карбидообразующие элементы (хром, вольфрам, молибден и другие) могут влиять на С-образную не только количественно, но и качественно. При этом на С-образной появляется два максимума в области распада аустенита.