Растворимость углерода

Сплавы, содержащие до 2% С (предельная растворимость углерода в 7-железе), представляют собой стали. В свою очередь стали подразделяются на доэвтектоидные (содержание углерода менее 0,9%) и заэвтектоидные (более 0,9% С). Сплавы, содержащие более [c.414]

Легирование титаном или ниобием. Легирование аустенитных сплавов небольшими количествами элементов, обладающих большим сродством к углероду, чем хром, предотвращает диффузию углерода к границам зерен. Уже имеющийся здесь углерод взаимодействует с титаном или ниобием, а не с хромом. Сплавы такого рода называют стабилизированными (например, марки 321, 347, 348). Они не проявляют заметной склонности к межкристаллитной коррозии после сварки или нагрева до температур сенсибилизации. Наилучшей стойкости к межкристаллитной коррозии при нагреве сплава до температур, близких к 675 °С, достигают в результате предварительной стабилизирующей термической обработки в течение нескольких часов при 900 °С [14, 19]. Эта обработка эффективно способствует переходу имеющегося углерода в стабильные карбиды при температурах, при которых растворимость углерода в сплаве ниже, чем при обычно более высокой температуре закалки. [c.307]

Научные основы термической обработки стали были заложены Д. К. Черновым, установившим связь между температурой нагрева стали (критическими точками) и ее состоянием. При высоких температурах существует твердый раствор углерода в у-железе, называющийся аустенитом. В области более низких температур устойчивой модификацией становится -железо. При охлаждении нагретой стали должно происходить полиморфное у -превращение. Однако, если охлаждение производится очень быстро, т. е. осуществляется закалка, то в процессе превращения атомы углерода не успевают занять положений, соответствующих равновесию. Растворимость углерода в -фазе относительно велика (примерно до 1,7%), а в а-фазе она очень мала (порядка сотых долей процента). Применение рентгеноструктурного анализа показало, что при закалке возникает пересыщенный твердый раствор углерода в а-Ре. Эта фаза, которая известна как мартенсит, отличается весьма большой твердостью. Образование мартенсита является целью и сущностью процесса закалки стали. [c.282]

При некоторых концентрациях фуллеренов в покрытиях Си-Сбо и Sn-Сбо обнаружены новые фазы. Обнаружение металл-фуллереновых фаз для систем медь-углерод и олово-углерод представляется важным результатом, так как принято считать, что медь и олово не образуют карбидных фаз, а растворимость углерода в них мала (менее 0,002 ат.%). [c.209]

Наклеп (холодная деформация трубы или сварного шва аустенитной стали) оказывает чрезвычайно сильное ускоряющее действие на образование а-фазы, если она выдерживается в диапазоне температур 650—875"С. В сварном шве сигма-фаза выпадает преимущественно по границам столбчатых кристаллов, а в деформированных швах и внутри кристаллов— по линиям (плоскостям) сдвига между ними. В результате появления а-фазы прилегающие к ней участки аустенита содержат относительно меньшее количество хрома, кремния и других легирующих примесей. Вследствие этого в менее легированных участках аустенита растворимость углерода повышается и сигма-фаза не обнаруживается. [c.157]

Закончим рассмотрение превращений, совершающихся в чугунах, при их охлаждении низке 1147 °С. При этой температуре растворимость углерода в 7-железе максимальна. Поэтому к моменту окончания первичной кристаллизации содержащийся в чугуне аустенит наиболее богат углеродом (2,14%). При охлаждении ниже этой температуры растворимость углерода в аустените падает (кривая Е5 на рис. 32..2) и углерод выделяется из него, превращаясь обычно в цементит. По достижении температуры 727 °С весь остающийся аустенит, в том числе входящий в состав эвтектики, превращается в перлит. Из сказанного следует, что области 7 отвечает смесь эвтектики с кристаллами аустенита и цементита, образовавшегося при распаде аустенита, области 8 — смесь эвтектики с кристаллами цементита. Поскольку при температурах ниже 727 °С аустенит эвтектики превращается в перлит, то областям 12 и 13, подобно области И, отвечает смесь перлита и цементита. Однако сплавы, принадлежащие к той и другой области, несколько различаются по структуре. Это различие обусловлено тем, что цементит сплавов области 13 образуется при первичной кристаллизации, в области 12 [c.621]

Если в равновесном состоянии растворимость углерода в а-железе при 20 С не превышает 0,0025%, то в мартенсите его содержится столько же, сколько в исходном аустените. Мартенситное превращение не сопровождается диффузионным перераспределением углерода, т. е. перемещение атомов углерода и железа не превышают в ходе этого превращения межатомных расстояний. Происходит лишь перестройка кубической гранецентрированной решетки 7-железа в кубическую объемноцентрированную (а-железо). Однако сохранение в новой решетке атомов углерода приводит к ее искажению, а точнее говоря, к превращению в тетрагональную с отношением осей, незначительно отличающимся от единицы. При содержании углерода в стали выше 0,5% часть аустенита не испытывает превращения и сохраняется в закаленной стали. [c.626]

Дальнейшие исследования показали, что при высоких температурах образуется твердый раствор углерода в гамма-железе. При охлаждении этого устойчивого при высоких температурах раствора должно произойти полиморфное превращение кристаллической решетки гамма-железа в решетку альфа-железа. Однако при быстром охлаждении — закалке — процесс полиморфного превращения отличается весьма важной особенностью. Концентрация углерода, имевшаяся в 7-растворе, не изменяется, хотя растворимость углерода в а-Ре очень мала. В результате образуется пересыщенный твердый раствор углерода в а-Ре (мартенсит). Образование мартенсита, имеющего очень большую твердость, и составляет сущность процесса закалки стали. [c.388]

Содержит 1,7—4,3% С, 1,25—4,0% 81 и до 1,5% Мп. Большое содержание кремния снижает растворимость углерода. Поэтому углерод выделяется в виде графита [c.116]

Предельная растворимость углерода в жидких металлах [c.13]

Исключительное по важности значение в металлохимии самого железа имеют взаимодействия в системе железо — углерод, поскольку сплавы железа с углеродом составляют основу черной металлургии. При карботермическом восстановлении железа из оксидных руд (доменный процесс) образуется не чистое железо, а чугун. Особенности взаимодействия в системе Fe—С наглядно отражаются диаграммой состояния (рис. 61). Геометрический строй диаграммы со стороны железа определяется тремя полиморфными модификациями a-Fe, 7-Fe и б-Fe, поскольку переход aT не связан с наличием тепловых эффектов и не отражается на диаграмме. Углерод в железе образует твердые растворы внедрения, области которых на диаграмме обозначены как а, 7, б. Самая большая растворимость углерода — в y-Fe. Этот твердый раствор называется аустенитом. Области твердых растворов углерода в а- и б-Fe, называемые -и б-фер-ритами, значительно меньше. [c.413]

Растворимость углерода в жидком металле существенно изменяется при введении добавки другого элемента, причем эти изменения могут быть как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения растворимости. С этой точки зрения исследовались в основном металлы, используемые при производстве стали железо, никель, кобальт и марганец. Добавки германия, мышьяка,. селена, меди, палладия, индия, серы, золота, теллура, бора и фосфора понижают, а хрома, вольфрама, молибдена и церия увеличивают растворимость углерода в таких сплавах. Для разбавленных растворов установлена зависимость, связывающая изменение растворимости углерода с количеством введенного металла-добавки ДЛ/ = -1 стах где А1 1д изменение раство- [c.128]

Аустенит, обладающий более плотно упакованной структурой (ГЦК), характеризуется повышенной твердостью по сравнению с ферритом (ОЦК). Кроме того, растворимость углерода в 7-Ре значительно выше, что обеспечивает сохраняемость гомогенной структуры, свойственной твердым растворам, в большем интервале концентраций. [c.414]

Растворимость углерода в обеих модификациях титана невелика в a-Ti до 2, в P-Ti до 4 ат.%. Карбид титана достаточно жаропрочен до температуры 1000—1200°, на его поверхности образуется пленка из оксикарбидов, предохраняющая его от окисления. Кислоты и щелочи действуют на Ti слабо разложить его можно, действуя царской водкой или сплавляя с щелочами. [c.235]

Интенсивность взаимодействия графита с жидким металлом может быть оценена по величине предельной растворимости, однако при образовании на поверхности графита устойчивых карбидов в равновесии с расплавами находится карбид, а не углерод. Поэтому для элементов, образующих стойкие карбиды, эта характеристика не может однозначно служить критерием интенсивности взаимодействия в системе углерод -металл. Ниже приведены пределы растворимости углерода в некоторых жидких металлах [c.128]

На сплавах никеля с медью, галием, оловом и сурьмой различной концентрации Найдичем Ю.В. и Колесниченко Г.А. было Прослежено за изменением заполнения с/-электронной полосы никеля и влияния этих изменений на растворимость углерода. Полное заполнение с/-полосы отвечает введению 60 % (ат.) Си, 20% (ат.) Са, 15% (ат.) Зп, или 12,5% (ат.) ЗЬ соответственно. Опытные данные показали, что с ростом заполненности /-полосы при введении металлов-добавок происходит уменьшение растворимости углерода. Экстраполяция данных на нулевую растворимость дала значение концентраций добавок, соответствующих V. расчетным. [c.129]

Твердый раствор углерода в V — Ре. Предельная растворимость углерода в а—Ре при 1 130 С — 2%, при 723 С — 0,8%. Аустенит, как и V—Ре, имеет гра-нецентрированную кубическую решетку [c.9]

Увеличения твердости бывших аустенитных участков за счет получения мартенсито-аустенитной структуры и уменьшения количества эвтектики можно достигнуть снижением содержания углерода до 2,87о и легированием чугуна элементами, сдвигающими эвтектическую точку на диаграмме состояния вправо, т. е. в сторону увеличения содержания углерода. Одновременно в ряде случаев отмечено увеличение растворимости углерода в аустените, т. е. сдвиг [c.34]

По влиянию на растворимость углерода в аустените и положению эвтектической точки висмут подобен хрому, кремнию и сурьме, но оказывает более слабое воздействие. [c.71]

Чистое железо кристаллизуется в виде трех модификаций а, ( и 8, каждая из которых устойчива в своем интервале температур. Твердые растворы углерода в этих модификациях называются соответственно а-феррит, аустенит и оч )еррит. Модификации а и S обладают одинаковой кубической пространственно центрированной решеткой и представляют собой, строго говоря, одну фазу модификация 7 является кубической гранецентрированной решеткой. Последний тип решетки допускает значительно большую растворимость углерода. [c.415]

При дальнейшем понижении температуры в системе протекают превращения в твердой фазе, связанные с переходом а-модификации железа в модификацию и изменением растворимости углерода в железе. Это приводит к распаду аустенита и выделяющийся избыточный углерод образует с железом цементит, который в отличие от первичного называется вторичным. Для сталей это превращение начинается при температурах, отвечающих линии С8Б и продолжается до линии Р8К (723°С). При этом, в сталях, содержащих менее 0,83% углерода, выделяется феррит, а в сталях с большим содержанием углерода — вторичный цементит. В точке 8 аустенит распадается с образованием эвтектойдной смеси феррита и цементита — перлита (от Рег1 — жемчуг). Это может быть представлено в следующем виде [c.42]

С углеродом медь, серебро и золото непосредственно не соединяются. Растворимость углерода в расплавленных металлах незначительна 0,0012% у серебра, 0,003% у меди и 0,3% у золота. Пропуская ацетилен (С2Н2) в растворы солей данных металлов (лучше в аммиачной среде), можно получить их карбиды СиСг, Ag2 2 и AU2 2. Эти карбиды — эндотермические соединения и разлагаются со взрывом. [c.155]

Отдельные атомы углерода могут находиться в крисгаллической решетке, образуя структуру аустенита. В процессе охлаждения (при перлптном превращении) происходит изменение растворимости углерода в кристаллических решстках у- и а-Ре с образованием новых фуллеренов, а не цементита вторичного и третичного, как это предлагается в суи1ествующей теории. [c.26]

Исследовались термически активированные перераспределения атомов углерода в бинарных сплавах со свободной поверхностью. Установлено условие поверхностной сегрега1ши атомов углерода. Выявлена возможность проявления экстремальности в зависимости концентрации углерода в междоузлиях определенного типа от времени. Установлена возможность значительного влияния примеси замещения в металле на растворимость углерода. Рассчитано время релаксации процесса перераспределения атомов углерода. [c.141]

Способ образования небиогенного углерода и как продукта его метаморфизма — графита, продолжает оставаться спорным. Так, измерение растворимости углерода в магме не говорит в пользу магматического механизма возникновения графита. Более вероятным представляется образование графита путем транспортирования углерода в зону его отложения через оксид и диоксид углерода. Другие источники углерода — углеродные пары, сульфиды углерода, цианистые соецинения, углевоцоро-ды — или не участвовали вообще, или играли незначительную [c.233]

ГПа и температуре 1670... 1920 К обнаружилось, что из сплава РЬ—5Ь кристаллизация алмазов не произошла. В то же время в сплаве Си—N1 кристаллизация произошла успешно, хотя растворимость в нем углерода была даже меньше, чем в сплаве РЬ—5Ь. Точно так же кристаллизации алмазов не происходит, если в качестве среды брать такие вещества, как СиС1, АдС1, пирофиллит и некоторые другие, растворимость углерода в которых достаточно велика. [c.136]

Содержание углерода в сплаве для большинства случаев меж -фисталлитной коррозии, особенно нержавеющих сталей, оказывает решающее влияние на развитие МКК /10/. При содержании углерода выше 0.02 , ссогветствулцего большинству промышленных сталей, например, типа 18 % Сг+8...ю % 1И,их структура в равновесном состоянии состоит из аустенита, а -фазы и карбидов (СгГе)25Се. Растворимость углерода в аустените при комнатной температуре составляет 0.02.., 0.03 %. [c.85]

Твердый раствор углерода в а — Ре. Предельная растворимость углерода в а — Ре при 723 С около 0,02о/о, при комнатной температуре — О, 06% Феррит, как и а — Ре, имеет объем-ноцентрированную кубическую решетку [c.9]

На рис. 40 приведен разрез диаграл. -мы состояния Fe—Сг—Ni—С при содержании 18% хрома и 8% никеля. Как видно 113 рисунка, сталь, содерл<ащая С 0,04%, испытывает при нагревании и охлаждении полиморфные превращения (,аз у). В равновесном состоянии ири атмосферной температуре структура этой стали представляет смесь легированного феррита, аустенита и карбидов. Растворимость углерода в аустените прп комнатной температуре не превышает 0,04%. Прп содержании углерода более 0,04% последний образует карбидную фазу (СггзСб). [c.70]

В системе железо — графит, характеризующей стабильное равновесие (пунктирные линии иа рис. 1),. вместо фазы цементит будет пзафит. Линия СО характеризует выделение первичного графита, линия З Е —предельную растворимость углерода в аустеиите и выделение вторичного графита. [c.120]

Влияние отдельных элементов на состояние системы железо — углерод можно проследить иа примере влияния кремния, как третьего компонента сплава. Из диаграммы (рис 52) следует, что кремний уменьшает растворимость углерода в жидком и твердом растворах сдвигает линии диаграммы влево (1% снижает содержание углерода в эвтектике иа 0,3%), т. е. изменяет степень эвтектичности. Изменение эвтектичности чугуиа при изменении содержания углерода и кремния можно определить по формуле [c.121]

При охлаждении в условиях сварки или при длительном пребывании в опасном интервале температур выпадают главным образом карбиды хрома (СГ4С) вследствие ограниченной растворимости углерода в твердом растворе, что приводит к обеднению хромом границ кристаллов аустенита. Хром определяет коррозионную стойкость стали, снижение его содержания может иривести к межкристаллитной коррозии. [c.358]

Количество карбидов хрома после стабилизирующего отжига определяется разностью между исходным содерншиием углерода в стали и пределом растворимости углерода в аустените при, температуре выдержки. Далее сталь ведет себя как стабилизированная с содержанием углерода, равным указанному пределу растворимости, при условии, что температура нагрева в эксплуатации ниже, чем при стабилизирующем отжиге. С повышением содержания углерода в металле сварной конструкции время, необходимое для диффузионного процесса, т. е. для выдержки нри температуре отжига, существенно увеличивается и достигает 24 ч и более. [c.370]

При содержании от 0,5 до 1,5% кремний увеличивает верхнюю критическую скорость отбеливания чугуна, т. е, уменьшает его отбеливаемость. Под влиянием кремния предел растворимости углерода в аустените и положение эвтектической точки на диаграмме Ре—С—51 смещаются влево, причем строение карбидной эвтектической составляющей становится более тонким. Это связано с увеличением объемов жидкой фазы, остающейся к моменту эвтектического превращения. [c.53]

При содержании более 0,3% Т1 отдельные мелкие включения наблюдаются и в бывших дендритах аустенита, однако карбидные зерна располагаются преимущественно по границам аустенитньп дендритов и особенно в эвтектическом цементите. Это свидетельствует о том, что карбид титана, или, вернее, карбонитрид, растворим в чугунном расплаве, а не присутствует в виде взвеси кристаллов. В период кристаллизации чугуна и выделения аустенита титан сохраняется в расплаве, и только отдельные мелкие зерна карбида титана наблюдаются в объемах аустенита. По-видимому, образование карбида титана происходит в самом начале эвтектической кристаллизации. Зерна карбида выделяются на границах аустенитных дендритов и в самом эвтектическом расплаве. Выделение кристаллов карбида титана из эвтектического расплава свидетельствует о насыщенности аустенита титаном, что является одной иа причин увеличения растворимости углерода в аустените. [c.62]

ТакиА образом, по влиянию на структуру белого чугуна ванадий аналогичен титану. Он увеличивает растворимость углерода в аустените несколько слабее, чем титан, и сдвигает эвтектическую точку в сторону меньшего содержания углерода. Наибольший интерес представляет повышение твердости эвтектоида под влиянием ванадия. Это дает основание рекомендовать его применение при комплексном легировании. [c.66]

Присадка 0,12—0,63% ЗЬ устраняет дендритную структуру аустенита, растворимость углерода в аустените возрастает, наблюдается увеличенное количество игл вторичного цементита. Аустенит становится более склонным к переохлаждению, и эвтектоид приобретает тонкое строение. Однако присадка сурьмы в количествах более 0,45% приводит к нежелательным изменениям структуры. Вытянутые дендриты аустенита не образуются. Междендрит-иые пространства заполняются уже не эвтектикой, а полями струк- [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология