Механизмы влияния легирующих элементов на свойства и структуру сплавов.

Для достижения высокой прокаливаемости сталь чаще легируют как дешевыми элементами – марганцем, хромом и бором, так и более дорогими – никелем и молибденом. Однако, следует иметь в виду, что по достижении необходимой для данного сечения прокаливаемости дальнейшее увеличение в стали легирующих элементов может не улучшить, а, напротив, ухудшить механические, технологические (обработку резанием, свариваемость и т. д.) свойства стали.

Никель повышает сопротивление хрупкому разрушению стали, увеличивая пластичность и вязкость, уменьшая чувствительность к концентраторам напряжений, и понижает температуру порога хладноломкости.

Стали микролегированные (до0,05-0,15%) V, Ti, Nb, и Zr, образующие труднорастворимые в аустените карбиды, измельчают зерно и снижают количество углерода в феррите, что понижает порог хладноломкости, повышает работу распространения трещины КСТ и уменьшает чувствительность к концентраторам напряжений. При большом содержании этих элементов прокаливаемость и сопротивление стали хрупкому разрушению уменьшаются из-за выделения большого количества карбидов (VC, TiC и др.) по границам зерен.

Легирующие элементы существенно повышают прочность стали после улучшения, упрочняя ферритную основу (в том числе и за счет сохранения большей плотности дефектов строения) и увеличивая дисперсность карбидных частиц.

Для подавления обратимой отпускной хрупкости сталь легирую 0,15-0,4% молибдена, что очень важно для крупных изделий, в которых даже при охлаждении в воде от температур отпуска нельзя устранить эту хрупкость. Кроме того, молибден повышает прокаливаемость (особенно в сочетании с никелем), устойчивость стали после отпуска и способствует образованию мелкозернистой стали.

Кремний замедляет процесс отпуска мартенсита и является полезным легирующим элементом для сталей, подвергаемых изотермической закалке.

Дата добавления: 2015-07-16