МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ

Легирующие элементы и их воздействие на превращения и свойства фаз

Легирующие элементы вводятся в железоуглеродистые сплавы для улучшения механических или придания спе­циальных свойств. К ним относятся С, Сг, Mo, Ni, її, V, А1 и др., а также Si и Мп, если их содержание превышает обычное для углеродистой стали. Их шшяние основано на изменении количества, формы и свойств фаз, присут­ствующих в железоуглеродистых сплавах (феррита, аус - тенита, перлита и цементита), изменении температуры начала и конца полиморфных превращений, эвтектоид - ной и эвтектических реакций, растворимости углерода в аустените и его содержания в перлите и т. п.

Как известно [3, 4], химические элементы, за исклю­чением С, N и Н, образуют с железом твердые растворы замещения. Если кристаллическая решетка легирующе­го элемента является ГЦК (подобная Fey), то он раство-

зк

ряется в аустените и расширяет температурную область его устойчивого состояния (рис. 3.8, область < А»). Такие элементы называются аустенизаторами. К ним в двой­ных системах относятся Ni, Мп, а в малых количествах С, N, Си. В тройных системах Сг также стабилизирует аустенит.

При повышенной концентрации указанных легиру­ющих температура Ас3 понижается вплоть до комнатной температуры, а температура АС4 приближается к линии солидуса. Такие сплавы не испытывают фазовых у <-» а превращений и называются аустенитными. Некоторые сплавы, частично претерпевающие у <-» а превращения, называют полуаустенитными.

Легирующие элементы, имеющие кристаллическую решетку ОЦК, подобную Fea, стабилизируют феррит и их называют ферритизаторами (Cr, Mo, V, Ті и др.). Они понижают температуру АС4 и повышают температуру Аса» что существенно сужает аустенитную область и рас­ширяет область устойчивого существования ферритной ф 1зы. При повышенном содержании таких легирующих сплавы при всех температурах состоят из твердого ра­створа легирующего в а железе, т. е. в виде феррита. 1акие сплавы называют ферритными.

Изменяя структуру, легирующие изменяют свойства желе юуглеродистого сплава (прочность, пластичность, ударную вязкость и т. д.), что широко используется при ^ парке.

По характеру взаимодействия с углеродом все легиру­ющие элементы делятся на графитизирующие (Si, А1, Си) и карбидообразующие (Fe, Мп, Сг, Mo, W, Nb, Zr, І і). При малых концентрациях карбидообразующих, например, Мп, Сг, Мо, они растворяются в цементите |< і< образуя легированный цементит (FeCr)3C. При их больших концентрациях образуются карбиды, спо-