Влияние легирования на механические свойства феррита

Влияние легирования на распад мартенсита при отпуске

Влияние легирования на механические свойства феррита

Растворение легирующих элементов (металлов) в , происходит в ре­зультате замещения атомов железа атомами этих элементов. Ато­мы легирующих элементов, отличаясь от атомов железа разме­рами и строением, создают в решетке напряжения, которые вы­зывают изменение ее периода. Известно, что все элементы, растворяющиеся в феррите, изменяют параметры ре­шетки феррита тем больше, чем больше различаются атомные размеры железа и легирующего элемента. Элементы с атомным радиусом, меньшим, чем у железа, уменьшают пара­метры решетки, а с большим – увеличивают (никель является исключением).

Естественно, что изменение параметров a-решетки вызывает и изменение свойств феррита – прочность повышается, а пластич­ность уменьшается.

Рис. 83. Влияние легирующих элементов на свойства феррита

На рис. 83 показаны изменения свойств феррита (твердость, ударная вязкость и относительное удлинение) при растворении в нем различных элементов. Как видно из диаграмм, хром, молибден, вольфрам упрочняет феррит меньше, чем никель, кремний и марганец. Молибден, вольфрам, а также марганец и кремний при содержании более 1 % снижают вязкость феррита. Хром снижает вязкость значительно слабее перечисленных элементов, а никель не снижает вязкости феррита вплоть до 8 %.

Важное значение для улучшаемых сталей имеет влияние элементов на порог хладноломкости. Наличие хрома в небольших количествах (до ~1 %) в железе незначительно понижает порог хладноломкости, а затем повышает его. Никель интенсивно снижает порог хладноломкости при всех концентрациях. Остальные элементы, широко применяемые при легировании, подобно хрому, при малых концентрациях, в десятых долях процента, понижают Тх, но при дальнейшем повышении концен­трации резко повышают эту характеристику (рис. 84).

Следует иметь в виду, что данные рис. 84 относятся к сталям, медленно охлажденным из аустенитного состояния (находящимся в отожженном или нормализованном состоянии). Улучшение стали (закалка + высокий отпуск) во всех сталях резко снижает Тх за счет измельчения зерна. Но все же у сталей, содержащих никель, порог хладноломкости всегда ниже.