Влияние легирующих элементов на структуру и фазовые превращения в стали

Все элементы, которые растворяются в железе, влияют на его полиморфизм, т.е. сдвигают точки А₃ и А₄. Большинство элементов или повышают точку А₄ и снижают точку А₃, расширяя тем самым область существования γ-модификации, или понижают А₄ и повышают А₃, сужая область γ-модификации. Образуются аустенитные, ферритные и переходные стали. Схематично это показано на рис. 34.

Рис. 34. Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа.

Легирующие элементы растворяются в феррите (замещение и внедрение). Свойства феррита изменяются. Твердость и прочность, как правило повышаются. Ударная вязкость также растет, однако устойчиво только для никеля (до 5%) и хрома, марганца только при концентрации не более 1,0-1,5%. Легирующие элементы могут растворяться в цементите или самостоятельно соединяться с углеродом. Все легирующие элементы в сталях разделяются на две группы: карбидообразующие (Mn, Cr, Mo, W, Nb, V, Zr, Ti) и карбидонеобразующие (Ni, Si, Cu, Co, Al). Карбиды вносят в сталь повышение твердости, износостойкости, сопротивление деформированию. Карбиды в сталях разнообразны по составу и строению и объединены общим названием “карбидная фаза”. Легирующие элементы смещают точки S и Е диаграммы железо-цементит в лево, образуя ледебуритный класс сталей. Дополнительные сведения раздела приводятся в лекции №8.

Тенденция развития производства стали.