Аустенит, условия образования

МКК в коррозионностойких сталях обычно наблюдается после термической обработки, приводящей к образованию на границах зерен каких-либо новых фаз, отличающихся по химическому составу от среднего состава стали. Чаще всего этими фазами являются карбиды, основной причиной образования которых является значительная зависимость растворимости углерода от температуры. Поскольку растворимость углерода в аустените и феррите различна, то и температурные условия образования карбидов, а следовательно и склонности к МКК, различны. То же относится к мартенситным сталям. В хромистых ферритных сталях растворимость углерода очень мала, поэтому в них интенсивное карбидообразование по границам зерен происходит непосредственно в процессе охлаждения с высоких температур. Такие условия создаются при сварке в зоне, прилегающей непосредственно к наплавленному металлу. Отжиг ферритных сталей при 600—800 °С приводит к исчезновению склонности к МКК. [c.51]

Легирование стали N тормозит рост зерна при высоких температурах, однако без существенного увеличения ударной вязкости. N принято вводить в сталь в количестве 1/75-1/100 от содержания Сг, так как в этом случае зерно измельчается в литом состоянии за счет модифицирующего действия нитридов хрома. Ограничение роста зерна при высоких температурах в деформированной стали связано с образованием аустенита по границам зерен феррита. Для этого в сталь вводят 1-2 % №. N в системе Ре-Сг, подобно С, смещает границу у - фазы в сторону более высокого содержания Сг. Как К, так и С имеют малые атомные радиусы и образуют твердые растворы внедрения. Их растворимость в феррите ниже, чем в аустените, вследствие чего в высокохромистых сталях присутствуют, как правило, карбиды и нитриды Сг. Легирование стали Х28, содержащей К, 1,5 % N1 повышает ее прочность и особенно ударную вязкость, значения которой тем больше, чем значительнее суммарное содержание N и N1. Однако высокая ударная вязкость сохраняется только при условии проведения предварительной закалки стали с относительно невысоких температур. В случае высокотемпературных закалки и отпуска (при 700 - 800 °С) ударная вязкость резко снижается. [c.19]

Исследования показали, что сопротивление аустенитных сталей микроударному разрушению в значительной степени определяется природой легирующих элементов и содержанием углерода [12, 47, 54]. Разные легирующие элементы при различном их содержании в стали могут образовывать аустенит с различными свойствами, которые прежде всего проявляются в степени его стабильности и склонности к упрочнению при деформировании микрообъемов стали. Ранее показано, что в условиях микроударного воздействия в процессе пластической деформации микрообъемов аустенита происходит его частичный распад с образованием мартенситной фазы. В этом случае значительно повышается сопротивление стали микроударному разрушению. Однако для некоторых аустенитных сталей это явление проявляется слабо. Стали со стабильной структурой аустенита разрушаются быстрее, чем стали с нестабильной структурой. Устойчивость аустенита зависит от состава стали и природы легирующих элементов. Например, никелевый аустенит более устойчив, чем марганцевый. [c.206]

Решение этого вопроса затруднительно, тем более, что. аустенит, будучи метастабильной фазой, даже при высоком содержании никеля под действием пластической деформации подвергается частичному превращению в феррит. Образования в таком случае возникают в очень сложных условиях. В нашей лаборатории ведутся опыты с целью получения дополнительных данных по этому вопросу. Результаты этих опытов будут в ближайшее время опубликованы. [c.212]

Характер и виды коррозии углеродистых сталей зависят от структуры и примесей, которые способствуют образованию карбидов более стойких, чем карбид железа (цементит). Как известно, углеродистые стали имеют несколько модификаций, но наиболее интересны с точки зрения коррозии а-железо (феррит) и у-железо (аустенит). Кроме феррита и аустенита, в зависимости от условий охлаждения и термообработки в углеродистых сталях появляются фазы, содержащие углерод цементит, перлит, мартенсит и др. [c.92]

Введение в хромистую сталь 10... 12% никеля повышает ее коррозионную стойкость в условиях действия атмосферы промышленных городов, а также кипящих кислот (азотной, сернистой, лимонной, молочной) и едких щелочей. Стойкость этой стали можно повысить лишь после соответствующей термической обработки закалки в воде после нагрева до температуры 1000... 1150 °С или в другой среде, обеспечивающей быстрое охлаждение. Нарушение режимов термической обработки, а также повышенное содержание углерода (>0,06%) приводят к тому, что эти стали приобретают склонность к межкристаллитной коррозии. Явление меж-кристаллитной коррозии связано с понижением коррозионной стойкости границ зерен (из-за обеднения их хромом в результате образования карбидов хрома по границам зерен и близлежащим к ним участкам). Процесс межкристаллитной коррозии в аустенит-ных сталях возникает лишь после нагрева этих сталей (закалки) до 700 °С. Следует напомнить, что в производстве в этом интервале температур проводится откачка изделий, продолжительность которой составляет от нескольких часов до нескольких десятков часов. Выделение карбидов хрома в аустенитных сталях происходит лишь из перенасыщенного аустенита, т. е. у закаленных аустенитных сталей с содержанием углерода более 0,04%. Таким образом, снижение содержания углерода ниже 0,04% будет способствовать устранению этого явления вообще, а введение элементов-стабилизаторов — титана, ниобия, образующих с углеродом карбиды, будет уменьшать межкристаллитную коррозию. [c.37]

Металлические и металлоподобные соединения. Подобно другим d-элелентам,. железо с малоактивными неметаллами образует соединения типа металлических. Так, с углеродом оно дает карбид состава Fej (потентат), твердые растворы аустенит — раствор С и -Ре феррит. — раствор С в а-Ре), эвтектические смеси (железа с углеродом, цементита с аустенитом, железа с цементитом и др.). Изучение условий образования и свойств соединений железа с углеродом имеет большое значение для понимания структуры, состава и свойств железоуглеродистых сплавов. В зависимости от условий кристаллизации и состава расплава Ре—С структура и соотношения компонентов существенно меняются, а следовательно, изменяются и физико-химические свойства получаемых сплавов. [c.583]

При газоабразивной эрозии Э. с. вязких материалов минимальна при углах атаки 30 ч- 40°, твердых и хрупких — 80-4- 90°. Э. с. металлов зависит от мн. факторов. Так, низка Э. с. металлов с плохой обрабатываемостью режущим инструментом, высока — с большой твердостью и коррозионной стойкостью. Образование окисных пленок снижает Э. с. металлов. Диффузионное упрочнение аустенитных сталей (см. Аустенит) карбо- и нитрохромированием повышает их Э. с. примерно в 10—12 раз, но толщина твердого диффузионного слоя составляет всего 10—20 мкм, что недостаточно в условиях длительной эксплуатации. Повышение т-ры снижает Э. с. металла. Гидроабразивная эрозия возникает, если в металлических трубах транспортируют измельченные твердые материалы, смешанные с водой. Износ углеродистых сталей максимален, если объем воды составляет около 0,1 объема смеси. С увеличением влажности из- [c.801]

Несколько сложнее процесс распада аустенита протекает в легированных сталях. Это объясняется тем, что перераспределение легирующих элементов протекает более медленно, так как коэффициент диффузии чужеродных металлических атомов в 10 —10 раз меньще, чем у углерода. Блантер [58], исходя из структурного и размерного соответствия [59], нащел, что из существующих карбидов наибольшее сходство с решеткой аустенита имеет цементит. Он предположил, что процесс распада может протекать в две стадии. Вначале реализуется диффузионное нерераспределение углерода в исходном легированном аустените и образуется промежуточная фаза цементитного типа. Изменение содержания легирующих элементов в фазах эвтек-тоида является вторичным процессом, частично накладывающимся во времени на основное превращение. Если условия эксперимента таковы, что успевает установиться равновесие, то перераспределение легирующих элементов приводит к образованию специального карбида (за счет обогащения промежуточной цементитной фазы легирующими элементами) и феррита, отвечающих по составу диаграмме состояния. Сейчас трудно установить, действительно ли образование промежуточных метастабильных карбидов цементитного типа связано с энергетической выгодой их образования в ориентированном положении относительно решетки аустенита (по сравнению со стабильными карбидами) или механизм процесса определяется одним лишь различием скоростей диффузии легирующих элементов и углерода. Вследствие сложности процесса эвтектоидного превращения в легированных сталях трудно ожидать, чтобы конечные продукты имели преимущественную ориентировку относительно исходного аустенита. Даже в простых углеродистых сталях попытки определить ориентировки продуктов превращения по отношению к решетке аустенита встречают трудности в связи с большим разбросом результатов. [c.342]

При определенном соотношении леги рующих элементов и термическом воздействии на сталь в аустените может возникнуть ферритная фаза. Это явление наблюдается при закалке стали от очень высоких температур (6-фаза). Подобное явление наблюдается при остывании некоторых участков металла околошовной зоны сварных соединений, при эксплуатационных нагревах и наклепе (а-фаза). Феррит при соде,ржании порядка 10—15% способствует повышению коррозионной стойкости стали в окислительных средах (нормы содержания феррита в стали обычно устанавливаются с учетом не только коррозионной стойкости двухфазной стали, но и других факторов, например склонности к охрупчиванию, определяющих работоспособность изделия в эксплуатационных условиях. Для изделий, от которых требуется только высокая коррозионная стойкость, обычно считается оптимальным содержание феррита около 2—7%. Для предупреждения ох рупчивания сварных швов, длительно работающих при температурах выше 200°С, содержание феррита в наплавленном металле не должно превышать 4—8%. Высокое содержание феррита (более 15—20%) способствует охрупчиванию стали в интервале температур 350—550°С [4]. Образования горячих Т1рещин в металле шва при сварке не происходит при содержании феррита в нем менее 2—4%. [c.40]

Это дает основание предполагать два возможных пути образования сложных карбидов связанных с возникновением неоднородности или по углероду, или по хрому. Практически для хорошо гомогенизированного металла более вероятен первый путь, так как скорости диффузии углерода в аустените выше в 10 раз (при 700°С) скоростей диффузии хрома. Однако для хо-лоднодеформированного металла, не подвергавшегося гомогенизирующим термическим обработкам, весьма вероятен и второй путь. В реальных условиях в стали реализуются оба пути, но всегда в силу конкретных обстоятельств будут иметь место условия для предпочтительного протекания одного из них. Сегрегации атомов одного элемента в результате реактивной диффузии будут привлекать атомы другого, создавая комплексы элементов. [c.117]

Рассмотрим подробнее наиболее полно изученное мартенситное превращение в системе Fe—С, давшее название этому классу превращений. Этот процесс исключительно важен с практической точки зрения, поскольку позволяет существенно повысить твердость стали. Мартенситом называют пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в а-железе (тетрагонально искаженная объемноцентрированная кубическая решетка), образующийся при глубокой закалке твердого раствора углерода в у-железе (аустенита см. подразд. 4.5, рис. 4.11 гранецентрированная кубическая решетка). Образование мартенсита наблюдается при охлаждении аустенита ниже некоторой температуры зависящей от содержания в аустените углерода (значение монотонно понижается от 650 °С для безуглеродного y-Fe до 100 °С для сплава с содержанием углерода 1,6 мае. %) и других легирующих элементов. Кристаллы мартенсита образуются внутри исходных кристаллов аустенита в виде тонких пластинок, расположенных относительно друг друга под углами 60° и 120°. Г. В. Курдюмовым установлено, что в кристаллах мартенсита и исходного аустенита совпадают кристаллографические направления [111] и [110], а также плоскости (ПО) и (111) соответственно. Это открытие позволило предложить сдвиговый механизм роста мартенситного кристалла. При росте мартенситного кристалла в аустенитной матрице возникают и накапливаются механические напряжения, приводящие к тому, что после достижения зернами мартенсита определенного размера их рост останавливается, а для продолжения превращения необходимо постоянное увеличение степени переохлаждения аустенита. Поскольку образование мартенсита требует существенно неравновесных условий, при его нагреве переход в аустенит происходит со значительным температурным гистерезисом или наблюдается образование термодинамически равновесной (точнее — ква-зиравновесной по отношению к выделению углерода в виде графита) смеси твердого раствора углерода в a-Fe и карбида железа Fej . [c.209]

Повышенное сопротивление МКК объясняют более мел- Зернистой структурой двухфазных сталей, что приводит меньшей концентрации карбидных фаз по границам (вы-лением карбидов типа МегзСе на границе б—7-фаз). По-ольку условия проявления МКК в этих фазах разные, то-нцентрация хрома в приграничных участках не опуска-ся ниже допустимого уровня. Так как концентрация уг-рода в аустените выше, чем в феррите, карбиды выделяйся по границам, не образуя непрерывной сетки. Аустенито-ферритные стали находят широкое примене-е в различных отраслях современной техники, особенно-химическом машиностроении, судостроении, авиации. Принципиальное отличие сталей аустенито-ферритного-асса в том, что благодаря более высокому содержанию них хрома аустенит становится более устойчивым по от-шению к мартенситному превращению, хотя полностью-ключить возможность образования мартенсита в этих алях не всегда удается. [c.285]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология