Файл: Материаловедение. Лекции 5-й Семестр (Часть 2).doc

У углеродистых сталей глубина проникновения, что мало. Задача- чтобы мартенсит насквозь проник от поверхности к сердцевине и образовалась равнопрочная структура (то есть так называемая сквозная прокаливаемость).

Легирующие элементы (кроме кобальта) повышают прочность стали в закаленном состоянии за счет увеличения глубины проникновения закаленного слоя то есть увеличивают прокалеваемость.

Деталь:

В легированной стали глубина проникновения мартенсита больше.

При введении легирующих элементов критическая скорость закалки уменьшается, а глубина закаленного слоя растет, то есть увеличивается прокаливаемость .

Особенно сильно увеличивают прокалеваемость (но они обязательно должны быть только в твердом растворе, так как карбиды в чистом виде уменьшают прокаливаемость). Поэтому при термообработке добиваются растворения карбидов в аустените.

Как показывает статистика, для легированных сталей выдержка под закалку больше, чем для углеродистых (чтобы равномерно растворить карбиды в аустените).

Легированные стали с особыми свойствами.

§1. Коррозионно-стойкие стали.

Коррозия- разрушение поверхности металла под воздействием окружающей среды в результате окисления.

Ржавчина на поверхности углеродистой стали- оксидная пленка , содержащая множество вакансий. Через эту пленку идет диффузия кислорода, происходит окисление металла и пленка растет.

Чтобы защитить углеродистую сталь от коррозии- вводится хром.

Условие легирования коррозионно-стойких сталей:

Хрома должно быть , а также хром должен быть в твердом растворе и равномерно распределен внутри зерен. В этом случае на поверхности металла образуется плотная пленкабез вакансий, и диффузия кислорода через нее невозможна.

Защитная пленка

Нержавеющая сталь:

(, а некак рассматривалось ранее, что обеспечивает коррозионную стойкость).

Зависимость скорости коррозии от содержания хрома:

§. Межкристаллитная коррозия и способы борьбы с ней.

При рабочей температуре в высокохромистых сталях возможно выпадение карбидов хрома по границам зерен:

приграничный участок

Это приводит к обеднению хромом приграничных участков и защитная пленка становится прерывистой, происходит диффузия кислорода. Границы зерен окисляются, происходит разрушение металла по границам зерен.

Способы борьбы с межкристаллитной коррозией:

1. Снижение процентного содержания углерода (чтобы не образовались карбиды хрома ).

- стали с низким содержанием углерода

2. Введение в сталь более сильных чем хром карбидообразующих элементов. Дальше всех от железа стоит титан, его чаще всего и вводят в сталь.

Титан берет на себя углерод, образуется карбиды образовываться не могут.

Теплоустойчивые стали.

Эти стали работают в нагруженном состоянии до температуры .

Примеры теплоустойчивых сталей:

(из нее делают паропроводы).

(из нее делают корпус барабана котла).

(из нее делают корпус атомного реактора).

- увеличивают прокалеваемость.

Когда в сталь вводят ванадий , образуется упрочняющая фазав мелкодисперсном состоянии.

Молибден увеличивает силы межатомных связей в кристаллической решетке и замедляет диффузионный процесс, делает структуру устойчивой при рабочей температурах.

Жаропрочные стали.

Жаропрочность- способность металла длительное время работать под нагрузкой при температуре до.

Здесь можно выделить несколько подгрупп жаропрочных сталей, но мы будем рассматривать только стали аустенитного класса.

Существует 3 подгруппы сталей аустенитного класса:

1. Однофазные стали аустенитного класса.

Стали данного класса нельзя упрочнять термической обработкой.

для обеспечения коррозионной стойкости.

элемент аустенизатор.

против межкристаллитной коррозии.

Термическая обработка этих сталей- в основном закалка (аустенизация). Проводится при очень высокой температуре (около ). Цель закалки- получение равновесного распределения легирующих элементов в аустените, то есть, получение гомогенного (однородного) аустенита. Если аустенит будет неоднородным, то сталь перейдет в состояние с межкристаллитной коррозией.