Легирующие элементы это: Легирующие элементы. Легирующие элементы стали. Влияние легирующих элементов. Назначение легирующих элементов. Хромансиль.

Легирующие элементы. Легирующие элементы стали. Влияние легирующих элементов. Назначение легирующих элементов. Хромансиль.

Легирующие элементы – химические элементы, специально вводимые в сталь для получения заданных свойств. Улучшают механические, физические и химические свойства основного материала.

Маркировка сталей. Маркировка углеродистых сталей. Маркировка легированных сталей. Маркировка инструментальных сталей.
Легированные стали. Классификация легированных сталей. Классификация легированных сталей по микроструктуре. Маркировка легированных сталей.

Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей — (0…-100)^oС.

Влияние углерода на сталь. Влияние углерода на свойства стали.
Влияние примесей на свойства. Влияние примесей на свойства сталей. Красноломкость. Флокены.

Дополнительные легирующие элементы:

• Бор — 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а такхе повышает порог хладоломкости (+20…-60 ^oС.
• Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)^oС.
• Титан (см. Титан и его сплавы) (~0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.
• Введение молибдена (0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости до –20…-120^oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.
• Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.
• Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.

При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием.Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.

Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.

Усталостная прочность. Предел выносливости. Живучесть материалов.
Ударная вязкость. Определение ударной вязкости. Испытания на ударную вязкость.

Распределение легирующих элементов в стали.

Легирующие элементы растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов ( феррит, аустенит, цементит), или образуют специальные карбиды. Растворение легирующих элементов в Fe_α происходит в результате замещения атомов железа атомами этих элементов. Эти атомы создают в решетке напряжения, которые вызывают изменение ее периода. Изменение размеров решетки вызывает изменение свойств феррита – прочность повышается, пластичность уменьшается. Хром, молибден и вольфрам упрочняют меньше, чем никель, кремний и марганец. Молибден и вольфрам, а также кремний и марганец в определенных количествах, снижают вязкость.

Компоненты железоуглеродистых сплавов. Фазы железоуглеродистых сплавов.

В сталях карбиды образуются металлами, расположенными в таблице Менделеева левее железа (хром, ванадий, титан), которые имеют менее достроенную d – электронную полосу.

В процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение d – электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обуславливающую металлические свойства карбидов.

При соотношении атомных радиусов углерода и металла более 0,59 образуются типичные химические соединения: Fe₃C, Mn₃C, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, Fe₃W₃C – которые имеют сложную кристаллическую решетку и при нагреве растворяются в аустените.

При соотношении атомных радиусов углерода и металла менее 0,59 образуются фазы внедрения: Mo₂C, WC, VC, TiC, TaC, W₂C – которые имеют простую кристаллическую решетку и трудно растворяются в аустените.

Все карбиды обладают высокой твердостью и температурой плавления.

Сталь — легирующие элементы

Влияние легирующих элементов. Присутствие в стали легирующих элементов улучшает ее свойства.

Легированная сталь имеет высокую прочность и вязкость.

Некоторые легирующие элементы, например никель, кремний, кобальт, медь, не образуют с углеродом химических соединений — карбидов
— и в основном распределяются в феррите.

Другие же элементы — вольфрам, хром, ванадий, марганец, молибден, титан и др. — образуют с углеродом
карбиды.

Наличие карбидов в легированной стали способствует повышению ее твердости и прочности, а в инструментальной стали — и режущих свойств.

Легирующие элементы не только улучшают механические свойства стали (главным образом в термически обработанном состоянии), но в значительной степени изменяют ее физические и химические свойства. Влияние отдельных легирующих элементов на свойства стали сводится в основном к следующему:

• Марганец повышает прочность и твердость стали, увеличивает прокаливаемость, уменьшает коробление при закалке, повышает режущие свойства стали, но вместе, с тем способствует росту зерна при нагреве, чем снижает стойкость стали к ударным нагрузкам.

• Хром затрудняет рост зерна при нагреве, повышает механические свойства стали при статической и ударной нагрузке, повышает прокаливаемость и
  жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание. При значительных количествах хрома сталь становится нержавеющей и жаростойкой.

• Кремний значительно повышает упругие свойства стали, но несколько снижает ударную вязкость.

• Никель повышает упругие свойства стали, не снижая вязкости, противодействует росту зерна, улучшает прокаливаемость и механические свойства стали. При значительных количествах никеля сталь становится немагнитной, коррозионностойкой и жаропрочной.

• Молибден
  противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали вследствие образования карбидов, уменьшает склонность стали к хрупкости
  при отпуске, повышает жаростойкость стали.

• Кобальт повышает прочность стали при ударных нагрузках, улучшает жаропрочность и магнитные свойства стали.

• Вольфрам, так же как и молибден, повышает твердость и режущие свойства стали, уменьшает рост зерен при нагреве, повышает жаростойкость.

• Ванадий способствует раскислению стали, противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали.

• Титан является
  раскислителем стали, способствуя также удалению из нее азота, благодаря чему сталь получается более плотной, однородной и жаропрочной.

Наиболее эффективно повышение свойств стали под влиянием легирующих элементов наблюдается в термически обработанном состоянии. Поэтому в огромном большинстве случаев детали из легированных сталей применяют после
закалки и отпуска.

Максимальное значение механических свойств достигается одновременным присутствием в стали двух или более легирующих элементов.

Таким образом, в машиностроении наряду с хромистыми, марганцовистыми, кремнистыми и другими сталями широко применяются и более сложные — хромоникелевые, хромокремнемарганцовистые, хромовольфрамовые и другие стали.

Почти все легирующие элементы понижают значение критических точек при охлаждении и уменьшают критическую скорость закалки стали.

Практически это значит, что легированные стали, содержащие эти элементы, следует охлаждать при закалке не в воде, как это необходимо для углеродистых сталей, а в масле.

Таким образом, легированная сталь удовлетворяет самым разнообразным требованиям машиностроительной промышленности и во многих случаях заменяет более дорогие цветные металлы и сплавы.

Применение легированной стали непрерывно расширяется в связи с усовершенствованием конструкций машин и приборов.

§

Легирующий элемент — это… Что такое Легирующий элемент?

Легирующий элемент

Alloy element — Легирующий элемент.

Элемент, добавляемый и остающийся в металле, который изменяет его структуру и химический состав.

(Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья»; Санкт-Петербург, 2003 г.)

.

• Alloy element
• Alloy plating

Смотреть что такое «Легирующий элемент» в других словарях:

• легирующий элемент — Элемент, добавляемый и остающийся в металле, который изменяет его структуру и химический состав. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики металлургия в целом EN alloy element …   Справочник технического переводчика

• легирующий элемент — legiravimo elementas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. alloying element vok. Legierungselement, n rus. легирующий элемент, m pranc. élément de dopage, m …   Fizikos terminų žodynas

• ЛЕГИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ — элемент или группа элементов, специально вводимых в металл или сплав для придания им определенных физико химических или механических свойств. смотри Легирование …   Металлургический словарь

• элемент замещения — Легирующий элемент с атомным размером и другими характеристиками атома решетки, подобными замещаемому, который может формировать значительную область твердого раствора в фазовой диаграмме. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в …   Справочник технического переводчика

• Элемент замещения — Substitutional element Элемент замещения. Легирующий элемент с атомным размером и другими характеристиками атома решетки, подобными замещаемому, который может формировать значительную область твердого раствора в фазовой диаграмме. (Источник:… …   Словарь металлургических терминов

• ЛЕГИРОВАНИЕ — (от лат. ligo связываю, соединяю), введение добавок в металлы, сплавы и полупроводники для придания им определенных физ., хим. или мех. св в. Материалы, подвергнутые Л., наз. легированными. К ним относятся легированные стали и чугуны,… …   Химическая энциклопедия

• Сталь — (Steel) Определение стали, производство и обработка стали, свойства сталей Информация об определении стали, производство и обработка стали, классификация и свойства сталей Содержание Содержание Классификация Характеристики стали Разновидности… …   Энциклопедия инвестора

• ЖЕЛЕЗА СПЛАВЫ — металлич. системы, одним из компонентов к рых (как правило, преобладающим) служит железо. Различают сплавы железа с углеродом (нелегир. и легир. чугуны и стали), сплавы с особыми физ. хим. св вами и ферросплавы. Система железо углерод. Наиб.… …   Химическая энциклопедия

• Жаростойкая сталь — Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ железе с гранецентрированной кубической решеткой) Цементит (карбид железа; Fe3C …   Википедия

• Конструкционная сталь — Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону (СССР/Россия). Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов …   Википедия

ЛЕГИРОВАНИЕ • Большая российская энциклопедия

ЛЕГИ́РОВАНИЕ (нем. legieren – сплав­лять, от лат. ligo – свя­зы­вать, со­еди­нять), вве­де­ние до­ба­вок (ле­ги­рую­щих эле­мен­тов) в ме­тал­лы и спла­вы для при­да­ния им оп­ре­де­лён­ных фи­зич. , хи­мич. или ме­ха­нич. свойств. Под­верг­ну­тые Л. ма­те­риа­лы на­зы­ва­ют­ся ле­ги­ро­ван­ны­ми (напр., ле­ги­ро­ван­ная сталь). Для Л. ис­поль­зу­ют ме­тал­лы, не­ме­тал­лы ($\ce{С, S, P, Si, В}$ и др.) и вспо­мо­гат. спла­вы, со­дер­жа­щие ле­ги­рую­щий эле­мент, – фер­ро­спла­вы и ли­га­ту­ры. Осн. ле­ги­рую­щие эле­мен­ты в ста­лях и чу­гу­нах – $\ce{Сr, Ni, Mn, Si, Mo, W, V, Ti}$; в алю­ми­ние­вых спла­вах – $\ce{Si, Mn, Mg, Cu, Zn, Li}$; в маг­ние­вых спла­вах – $\ce{Al, Mn, Zn, Zr, Cd}$; в мед­ных спла­вах – $\ce{Al, Mn, Fe, Ni, Zn, Pb, Be, Si, P}$; в ни­ке­ле­вых спла­вах – $\ce{Cr, Co, Ti, Al, W, Mo, V}$; в ти­та­но­вых спла­вах – $\ce{Al, Zr, Mo, V, Сr}$. Ле­ги­рую­щие эле­мен­ты це­ле­на­прав­лен­но вво­дят­ся в ме­талл (сплав) в оп­ре­де­лён­ном ко­ли­че­ст­ве, в от­ли­чие от при­ме­сей, ко­то­рые по­па­да­ют из ис­ход­но­го сы­рья или из-за осо­бен­но­стей про­из­водств. про­цес­са и не мо­гут быть уда­ле­ны про­цес­са­ми ра­фи­ни­ро­ва­ния.

При Л. ме­тал­лов и спла­вов мо­гут об­ра­зо­вы­вать­ся твёр­дые рас­тво­ры, разл. фа­зы, ин­тер­ме­тал­ли­ды, кар­би­ды, нит­ри­ды, ок­си­ды, суль­фи­ды, бо­ри­ды и др. со­еди­не­ния ле­ги­рую­щих эле­мен­тов с ос­но­вой спла­ва или ме­ж­ду со­бой. В ре­зуль­та­те Л. су­ще­ст­вен­но ме­ня­ют­ся как фи­зи­ко-хи­мич. ха­рак­те­ри­сти­ки ис­ход­но­го ме­тал­ла или спла­ва, так и элек­трон­ная струк­тура. Ле­ги­рую­щие эле­мен­ты влия­ют на темп-ру плав­ле­ния, об­ласть су­ще­ст­во­ва­ния по­ли­морф­ных мо­ди­фи­ка­ций и ки­не­ти­ку фа­зо­вых пре­вра­ще­ний, ха­рак­тер де­фек­тов кри­стал­лич. ре­шёт­ки, дис­ло­кац. струк­ту­ру (за­труд­ня­ет­ся дви­же­ние дис­ло­ка­ций), а так­же на фор­ми­ро­ва­ние зёрен и тон­кой кри­стал­лич. струк­ту­ры, жа­ро­стой­кость и кор­ро­зи­он­ную стой­кость, тех­но­ло­ги­че­ские (напр., сва­ри­вае­мость, шли­фуе­мость, об­ра­ба­ты­вае­мость ре­за­ни­ем) и др. свой­ст­ва спла­вов. Л. не­сколь­ки­ми эле­мен­та­ми, оп­ре­де­лён­ное со­дер­жа­ние и со­от­но­ше­ние ко­то­рых по­зво­ля­ет по­лу­чить тре­буе­мый ком­плекс свойств, на­зы­ва­ет­ся ком­плекс­ным Л. , а спла­вы – со­от­вет­ст­вен­но ком­плекс­но-ле­ги­ро­ван­ны­ми. Напр., в ре­зуль­та­те Л. ау­сте­нит­ной хро­мо­ни­ке­ле­вой ста­ли вольф­ра­мом её жа­ро­проч­ность воз­рас­та­ет в 2–3 ра­за, а при со­вме­ст­ном ис­поль­зо­ва­нии $\ce{W, Ti}$ и др. эле­мен­тов – в 10 раз.

Раз­ли­ча­ют (ус­лов­но) соб­ст­вен­но Л., мик­ро­ле­ги­ро­ва­ние и мо­ди­фи­ци­ро­ва­ние. При соб­ст­вен­но Л. в сплав вво­дят от 0,2% и бо­лее (по мас­се) ле­ги­рую­ще­го эле­мен­та, при мик­ро­ле­ги­ро­ва­нии – обыч­но до 0,1%, при мо­ди­фи­ци­ро­ва­нии – мень­ше (или столь­ко же), чем при мик­ро­ле­ги­ро­ва­нии. Од­на­ко мик­ро­ле­ги­ро­ва­ние и мо­ди­фи­ци­ро­ва­ние ока­зы­ва­ют разл. воз­дей­ст­вие на струк­ту­ру и свой­ст­ва спла­вов. Мик­ро­ле­ги­ро­ва­ние эф­фек­тив­но влия­ет на строе­ние и энер­ге­тич. со­стоя­ние гра­ниц зё­рен, при этом пред­по­ла­га­ет­ся, что в спла­ве бу­дут реа­ли­зо­ва­ны два ме­ха­низ­ма уп­роч­не­ния – бла­го­да­ря Л. твёр­до­го рас­тво­ра и в ре­зуль­та­те дис­пер­си­он­но­го твер­де­ния. Мо­ди­фи­ци­ро­ва­ние спо­соб­ст­ву­ет в про­цес­се кри­стал­ли­за­ции из­мель­че­нию струк­ту­ры, из­ме­не­нию гео­мет­рич. фор­мы, раз­ме­ров и рас­пре­де­ле­ния не­ме­тал­лич. вклю­че­ний, из­ме­не­нию фор­мы эв­тек­тич. вы­де­ле­ний, в це­лом улуч­шая ме­ха­нич. свой­ст­ва. Для мик­ро­ле­ги­ро­ва­ния ис­поль­зу­ют эле­мен­ты, об­ла­даю­щие за­мет­ной рас­тво­ри­мо­стью в твёр­дом со­стоя­нии (бо­лее 0,1 атом­но­го %), для мо­ди­фи­ци­ро­ва­ния обыч­но слу­жат эле­мен­ты с мень­шей рас­тво­ри­мо­стью.

Л. под­раз­де­ля­ют на объ­ём­ное и по­верх­но­ст­ное. При объ­ём­ном Л. ле­ги­рую­щий эле­мент рас­пре­де­лён во всём объ­ё­ме ме­тал­ла, при по­верх­но­ст­ном – со­сре­до­то­чен на по­верх­но­сти ме­тал­ла. Осн. спо­соб объ­ём­но­го Л. – сплав­ле­ние осн. ме­тал­ла спла­ва с ле­ги­рую­щи­ми эле­мен­та­ми в пе­чах (кон­вер­те­ры, ду­го­вые, ин­дук­ци­он­ные, плаз­мен­ные, элек­трон­но-лу­че­вые и др. пе­чи). При этом воз­мож­ны боль­шие по­те­ри ак­тив­ных эле­мен­тов ($\ce{Mg, Cr, Mo, Ti}$ и др. ), взаи­модей­ст­вую­щих с $\ce{O2}$ или $\ce{N2}$. С це­лью умень­ше­ния по­терь при вы­плав­ке и обес­пе­че­ния бо­лее рав­но­мер­но­го рас­пре­де­ле­ния ле­ги­рую­ще­го эле­мен­та в рас­пла­ве (в объ­ё­ме жид­кой ван­ны) ис­поль­зу­ют ли­га­ту­ры и фер­ро­спла­вы. Сре­ди др. спо­со­бов объ­ём­но­го Л. ши­ро­ко при­ме­ня­ют ме­ха­нич. Л., со­вме­ст­ное вос­ста­нов­ле­ние, элек­тро­лиз, плаз­мо­хи­ми­че­ские ре­ак­ции. По­верх­но­ст­ное Л. осу­ще­ст­в­ля­ют в слое до 1–2 мм и ис­поль­зу­ют для соз­да­ния осо­бых свойств на по­верх­но­сти из­де­лия. В ос­но­ве боль­шин­ст­ва про­цес­сов (в со­че­та­нии с тер­мич. об­ра­бот­кой) ле­жит диф­фу­зи­он­ное на­сы­ще­ние из га­зо­вой или жид­кой (напр., це­мен­та­ция) фа­зы, хи­ми­че­ское оса­ж­де­ние из га­зо­вой фа­зы. К та­ким про­цес­сам от­но­сят али­ти­ро­ва­ние (на­сы­щаю­щий эле­мент $\ce{Al}$), азо­ти­ро­ва­ние ($\ce{N}$, бо­ри­ро­ва­ние ($\ce{B}$) и др. По твер­до­фаз­но­му ме­то­ду на по­верх­ность ме­тал­ла на­но­сят ле­ги­рую­щий эле­мент или сплав в ви­де слоя нуж­ной тол­щи­ны, да­лее к. -л. ис­точ­ни­ком энер­гии (ла­зер­ное об­лу­че­ние, плаз­мен­ная го­рел­ка и др.) по­верх­ность оп­лав­ля­ет­ся и на ней об­ра­зу­ет­ся но­вый сплав.

Осо­бое ме­сто сре­ди ме­то­дов Л. за­ни­ма­ет ион­ная им­план­та­ция, ос­но­ван­ная на бом­бар­ди­ров­ке по­верх­но­сти ме­тал­ла (или по­лу­про­вод­ни­ка) в ва­куу­ме по­то­ком ио­нов к.-л. эле­мен­та. С по­мо­щью ион­ной им­план­та­ции про­из­во­дят ма­те­риа­лы с рав­но­мер­ным рас­пре­де­ле­ни­ем не рас­тво­ряю­щих­ся друг в дру­ге эле­мен­тов и т. о. по­лу­ча­ют струк­ту­ры, ко­то­рые нель­зя по­лу­чить ни­ка­ки­ми др. спо­со­ба­ми; наи­бо­лее ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для ле­ги­ро­ва­ния по­лу­про­вод­ни­ков.

Л. при­ме­ня­лось уже в глу­бо­кой древ­но­сти (о чём сви­де­тель­ст­ву­ют ис­сле­до­ва­ния об­раз­цов хо­лод­но­го ору­жия, най­ден­но­го при ар­хео­ло­гич. рас­коп­ках), в Рос­сии – с 1830-х гг. Ши­ро­кое пром. зна­че­ние Л. по­лу­чи­ло в го­ды 1-й ми­ро­вой вой­ны, ко­гда для во­ен. це­лей (из­го­тов­ле­ния арт. ору­дий, ко­ра­бель­ной бро­ни) по­тре­бо­ва­лось боль­шое ко­ли­че­ст­во хро­мо­ни­ке­ле­вой, мо­либ­де­но­вой и др. ста­лей.

Легирующие элементы основные — Справочник химика 21

    Последний эффект повышения жаростойкости металлов очень малыми добавками легирующих элементов может иметь место при любой валентности их ионов, в том числе и при п > п (рис. 55), и может быть объяснен протеканием реакции заполнения вакансий катионами легирующей добавки, которое, очевидно, преобладает при концентрациях легирующих элементов в окисле,, близких к концентрации дефектов в чистом окисле основного металла  [c.86]








    В отличие от самого алюминия его сплавы характеризуются высокой удельной прочностью, приближающейся к высокопрочным сталям. Основные другие достоинства всех сплавов алюминия — это их малая плотность (2,5—2,8 г/см ), удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии, сравнительная дешевизна и простота получения и обработки. Эти сплавы пластичнее сплавов магния и многих пластмасс, стабильны по свойствам. Основными легирующими элементами являются Си, Mg, 31, Мп, Хп, которые вводят в алюминий главным образом для повышения его прочности. Типичными представителями сплавов алюминия являются дуралюмины, относящиеся к сплавам системы Л1—Си—Mg. Высокопрочные сплавы алюминия относятся к системам Л1—7п—Mg—Си, содержащим добавки Мп, Сг, 2т. Из других сплавов широко известны силумины, в которых основной добавкой служит кремний, магналий (сплав алюминия с 9,5—11,5% магния). Алюминиевые сплавы применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, изготовлении строительных конструкций, заклепок, посуды и во многих других отраслях промышленности. [c.633]

    Термодиффузионный метод позволяет получать поверхностный слой сплава в результате диффузии атомов наносимого элемента в основной металл при высоких температурах и тем самым существенно понизить расход легирующих элементов при повышении жаростойкости металла.  [c.118]

    Согласно теории (Вагнер, Хауффе и др.), малая добавка легирующего элемента должна окисляться с образованием ионов определенной валентности и, растворяясь в окисле основного металла, [c.111]

    Согласно данной теории (А. А. Смирнов, Н. Д. Томашов и др.), на поверхности сплава образуется защитный окисел легирующего элемента, затрудняющий диффузию реагентов и окисление основного металла. По этой теории, к легирующему элементу Ме предъявляются следующие основные требования  [c.113]

    В. И. Архаровым для сплавов на железной основе, легирующий элемент может образовывать с основным металлом двойные окислы [c.115]

    Согласно теории, сформулированной Н. Д. Томашовым, легирующий элемент образует на поверхности металла защитный окисел, предотвращающий или снижающий окисление основного металла. Согласно этой теории, легирующий элемент должен удовлетворять следующим условиям  [c.146]

    Фазовый анализ. В отличие от элементного анализа цель фазового анализа — разделение и анализ отдельных фаз гетерогенной системы, например железной или марганцевой руды, сплава, шлака и др. Основной областью применения фазового анализа является изучение распределения легирующих элементов в многофазных сплавах, определение зависимости количества, дисперсности и состава фаз от термической и механической обработки, вариаций химического состава, влияния различных добавок на свойства вещества. С помощью фазового анализа определяют также количество и состав неметаллических включений в металлах (оксидов, сульфидов, нитридов, карбидов), выделяют фазы в свободном состоянии. [c.824]

    Никель в чистом виде находит широкое применение в качестве защитного гальванического покрытия для изделий из железа и стали в целях повышения их коррозионной стойкости в атмосферных условиях. Основное применение никель находит в качестве легирующего элемента для изготовления различных марок высококачественных нержавеющих сталей.  [c.255]

    Основным легирующим элементом нержавеющих сталей является хром, который облагораживает электродный потенциал стали и повышает ее коррозионную стойкость. Повышение коррозионной стойкости при увеличении содержания хрома в стали происходит скачкообразно. Первый порог коррозионной устойчивости достигается при концентрации хрома, равной 12,8%, что соответствует 1/8 атомной доли хрома в соста,ве стали. Для обеспечения коррозионной стойкости стали это количество хрома должно находиться в твердом растворе железа и не образовывать карбидов. При увеличении его содержания до 18% или до 25—28% достигается второй порог и наблюдается дальнейшее повышение коррозионной стойкости стали. Однако увеличение содержания хрома приводит к понижению механических свойств стали, особенно ударной вязкости, а также затрудняет сварку, вызывая хрупкость сварного шва. Поэтому стали с высоким содержанием хрома после сварки требуют термической обработки. [c.40]

    Основным легирующим элементом, повышающим стойкость металла к коррозии, является хром. При нормальных условиях его присутствие придает металлу стойкость к коррозии от влаги. При повышенных температурах хром придает металлу стойкость к коррозии, вызываемой газовыми агрессивными потоками. Она имеет место в трубах печей, реакторах, теплообменниках нагрева сырья со стороны газопродуктового потока. С ростом содержания хрома стойкость к коррозии увеличивается особой стойкостью обладают хромоникелевые сплавы. Из других добавок очень хорошо проявляет себя молибден. Однако характерным недостатком хромоникелевых сплавов является их склонность к межкристаллит-ной коррозии, при которой процесс разрушения развивается не на поверхности, а по границам кристаллов. Теория это объясняет образованием карбидов хрома при длительном нафевании сплавов выше 350°С. При этом участки, прилегающие к границам зерен или кристаллов, обедняются хромом и теряют свою коррозионную стойкость. Наиболее уязвимы для межкристаллитной коррозии сварные швы. [c.169]

    По своему назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. В качестве конструкционных могут использоваться как углеродистые, так и легированные стали. Конструкционные стали обладают высокой прочностью и пластичностью. В то же время они должны хорошо поддаваться обработке давлением, резанием, хорошо свариваться. Основные легирующие элементы конструкционных сталей — это хром (около 1%), никель (1—4%) и марганец (1—1,5%). [c.628]

    Специальные чугуны содержат еще легирующие элементы Сг, N1, М , Си, А1 и другие, более 2% Мп, более 4% 51. Ч.— твердый, хрупкий, нековкий сплав, который широко применяется для изготовления больших деталей, станин, плит и т. д. (Ч. литейный). Основная масса выплавленного Ч. перерабатывается в сталь (Ч. передельный). [c.286]

    Согласно первой теории малая добавка легирующего элемента должна окисляться с образованием ионов определенной степени окисления и, растворяясь в оксиде основного металла, уменьшать в нем число дефектов решетки.  [c.364]

    Сплавы па основе медн, в которых основным легирующим элементом является любой металл, кроме цинка. [c.125]

    Используемые в технике сплавы содержат больше двух компонентов. В состав большинства марок стали входят наряду с железом и углеродом так называемые легирующие элементы — Мп, Сг, N1, 5 и др. Несколько элементов обычно входит в состав сплавов на основе меди, олова, алюминия и многих других цветных металлов. Для описания фазовых равновесий в реальных сплавах во многих случаях достаточно знания диаграмм состояния для систем, состоящих из трех основных компонентов, например, для нержавеющих сталей из железа, хрома и никеля. [c.180]

    Нержавеющие аустенитные хромоникелевые стали в настоящее время остаются основными конструкционными матерналамн, используемыми для изготовления технологического оборудования производств азотной промышленности. Широкое применение аустенитных хромоиикелевых сталей в качестве коррозионно-стойких, жаростойких, жаропрочных и криогенных конструкционных материалов обусловлено их коррозионной стойкостью, высокой технологичностью при горячей и холодной пластической деформации, хорошей свариваемостью. Отечественная промышленность выпускает разнообразные марки сталей тнпа 18—10. различающиеся содержанием углерода, хрома, никеля, а также наличием дополнительных легирующих элементов. Основными легирующими элементами хромоннкелевых сталей, обеспечивающими их коррозионную устойчивость, являются хром и никель. [c.314]

    Карбиды железа относятся к наименее стойким i сравнению с карбидами легирующих элементов. Основнь карбидом железа является цементит РезС, промежуточнь карбидом в сталях е-карбид, а в некоторых высокоуглер дистых сплавах т)- и %-карбиды. [c.64]

    По свариваемости мартенситно-стареющие стали превосходят широко используемые углеродистые легированные стали. Они мало чувствительны к образованию горячих и холодных трещин, обеспечивают повьппенный уровень механических свойстъ сварных соединений в нетермообработанном состоянии и возможность достижения равнопрочности основному мета1шу проведением после сварки старения. Высокая прокаливаемость мартенситно-стареющих сталей предопределяет получение мартенситной структуры независимо от скорости охлаждения после аустенитизации. Повышенное содержание легирующих элементов можег сместить температуру окончания мартенситного превращения ниже комнатной, что обусловит наличие в структуре определенного количества остаточного аустенита. Другой причиной его появления являйся нагрев закаленной стали на температуру, близкую к 600 С, что приводит к обратному а-у-превращению. [c.263]

    Ваипднй 15 основном используют в качестве добавки к сталям. Сталь, содергкащая всего 0,1—0,3% ванадия, отличается большой прочностью, упругостью и нечувствительностью к толчкам и ударам, что особенно важно, например, для автомобильных осей, которые все время подвергаются сотрясению. Как правило, ванадий вводят в сталь в комбинации с другими легирующими элементами хромом, никелем, вольфрамом, молибденом. Наиболее широкое применение ванадий нашел в производстве инструментальных и конструкцио.чных сталей (стр. 686). Он применяется также для легирования чугуна. [c.652]

    Инструментальные стали — это углеродистые и легированные стали, обладающие высокой твердостью, нрочн(Зстью и износостойкостью. Их применяют для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов. Необходимую твердость обеспечивает содержащийся в эт зх сталях углерод (в количестве от 0,8 до 1,3″/о). Основной легирую дин элемент инструментальных сталей—хром иногда в них вводят также волы()рам и ванадий. Особую группу инструментальных сталей составляет быстрорежущая сталь, сохранлюи ая режущие свойства при больших скоростях резания, когда температура рабочей частн резца повышается до 600—700 °С. Основ чые легирующие элементы этой стали — хром и воль( )рам. [c.686]

    Особенности конструирования элементов корпусов сосудов из аустенитных сталей. Основным технологическим приемом изготовления корпусов сосудов из аустенитных сталей является сварка. При конструировании сварных корпусов необходимо учитывать дефицитность и высокую стоимость аустенитных сталей (в 1,5— 3,9 раза дороже качественно конструкционной стали в зависимости от состава и сортамента). Из высоколегированных сталей следует изготовлять лишь те элементы корпуса, которые подвержены воздействию агрессивной среды, выполняя остальные детали из углеродистых сталей но ГОСТ 380 -71. При перегреве в процессе сварки возможно выгорание легирующих элементов и образование карбидов хрома с последую[цими потерями антикоррозионных свойств и появлением ослонности к межкристаллитной коррозии. Для исключения последней в сварных конструкциях используют аустенитные стали, дополнительно легированные титаном, который связывает карбиды хрома. [c.115]

    В зависимости от соотношения содержания в сталях феррито-образующих (Сг, Мо, 51, Си, И, ЫЬ) и аустени-то-образующих (С, N1, Мп, Ы) легирующих элементов нержавеющие стали делятся на несколько структурных классов ферритный, феррито-мартенситный, мартенсит-ный, аустенитный, феррито-аустенитный и мартенсито-аустенитный. Основные марки сталей, применяемых в промышленности, приведены в табл. П.1. [c.41]

    В качестве основного легирующего элемента а-спла-вов служит алюминий, образующий твердые растворы замещения на основе а-модификации титана. Сплавы с а-структурой обладают средними показателями прочности и пластичности и не упрочняются термической обработкой. Они отличаются высокой жаропрочностью, которая повышается с увеличением степени легирования. Особенно ценные качества их — отличная свариваемость и высокая термическая стабильность, т. е. отсутствие охрупчивания при длительном совместном воздействии высоких температур и напряжений. Например, двойные сплавы Т1—А1, содержащие до 6% А1, не охруп-чиваются при нагревании до 400—500 °С. [c.67]

    Легированные стали имеют наименования по названию основных легирующих элементов — хромистые, хромоникелевые, хромо-иикельмолибденовые и др. Легированные стали маркируются буквами, представляющими условные обозначения легирующих элементов Н — никель, М — молибден, Т — титан, X — хром, С — кремний, В — вольфрам, Ф — ванадий и др. Цифра, слсдую Цая за буквенным обозначением, определяет процентное содержа и не соответствующего легирующего элемента, а цифра, стоящая перед первой буквой,— содержание углерода. [c.27]

    Легирующие элементы с основным металлом образуют двойные оксиды с кристаллической решеткой типа шпинеля и обладающие повышенными защитными свойствами РеО СггОз, Ni0 Fe20з М10-Сг20з и др. С этим связана высокая жаростойкость высоколегированных сталей. [c.230]

    Однако реальные полупроводники всегда имеют примеси, которые существенно влияют на характер электрической проводимости, в этом случае называемой примесной. Примеси бывают донорные и акцепторные. Донорные примеси имеют на валентной электронной оболочке большее число электронов, чем их число на валентной электронной оболочке атома основного элемента полупроводника. Например, примеси атомов элементов V или VI главных подгрупп периодической системы в кристаллической решетке кремния (IV главная подгруппа) будут донорными. В зонной структуре полупроводника появляются дополнительные электроны проводимости. Если атом примеси содержит меньше валентных электронов, чем атом основного элемента, то полупроводник содержит в валентной зоне дополнительные свободные МО, на которые могут переходить валентные электроны. Такие примеси называются акцепторными, они приводят к появлению дополнительных дырок проводимости. По отношению к кремнию такими примесями будут элементы III главной подгруппы. Полупроводники с преобладающим содержанием донорных примесей называются полупроводниками с электронной проводимостью или п-типа. Если же преобладают примеси акцепторные, то полупроводники называются полупроводниками с дырочной проводимостью или р-типа. Для получения примесных полупроводников полупроводники, полученные специальными кристаллофизическими методами в сверхчистом состоянии, легируются элементами акцепторами или донорами электронов в микродозах, не превышающих 10 %. Примеси резко изменяют собственную электрическую проводимость полупроводников, поскольку количество носителей заряда, поставляемых ими обычно больше, чем их число в чистом полу-прово,цнике. Так, чистый кремний имеет удельное электрическое сопротивление электронной проводимости около 150-10 Ом-м, дырочной проводимости в.4 раза, электронной проводимости после легирования фосфором и дырочной проводимости после легирования бором — в 20 раз меньше.  [c.636]

    Конструкционные стали могут быть и углеродистыми и легированными. Основные легирующие элементы конструкционных сталей Сг, N1, Мп. Эти стали хорошо поддаются обработке давлением, резанием они хорошо свариваются. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. Инструментальные стали тоже могут быть и углеродистыми и легированными. Основной легирующий элемент — хром. Эти стали характеризуются высокой твердостью, прочностью, износостойкостью. Их применяют для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов и т. п. К сталям с особыми свойствами относятся нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, магнитные и некоторые другие стали. Нержавеющие стали устойчивы против коррозии в агрессивных средах, жаростойкие — против коррозии при высоких температурах. В энергетике важны жаропрочные стали, сохраняющие высокие механические свойства при нагревании до значительных температур, что важно при изготовлении лопаток газовых турбин. В электротехнике важны магнитные стали, которые используются для постоянных магнитов и сердечников магнитных устройств, работающих в переменных полях. Постоянные магниты делают из высокоуглеродистых сталей, легированных хромом или вольфрамом. Они хорошо намагничиваются и долго сохраняют остаточную индукцию. Сердечники, наоборот, делают из низкоуглеродистых сталей, легированных кремнием. Они легко перемагничиаются и характеризуются малыми электрическими потерями. [c.296]

    Введением в сплав легирующих элементов улучшают защитные свойства образующейся оксидной пленки в результате уменьшения числа дефектов в решетке окисла, по которым осуществляется диффузия реагентов (в основном кислорода) или образование высокозащитных двойных (смешанных) окислов, легирующ /к компонента с основным металлом типа шпинели (ГеСГг04 на хромистых сталях [c.29]

    Основным легирующим элементом бoJ ъшин твa легированных сталей является хром. К коррозиошостойким относятся такие стали и сплавы, содержание хрома в которых составляет не менее 12%. Кроме того, в зависимости от назначения хромистых сталей их дополнительно легируют никелем, молибде- ном, кремнием, медью, алюминием, титаном, ниобием, азотом, и некоторыми другими элементами. [c.12]

    Коррозионная стойкость стали в атмосферных условиях резко возрастает при введении даже незначительного количества легирующих элементов, поэтому применение низколегированных сталей в качестве строительных и конструкщюнных материалов, эксплуатируемых в атмосферных условиях, экономически выгодно долговечность сооружений может быть повышена в 2-3 раза без дополнительной защиты в условиях промышленной, городской и сельской атмосферы. Защитное действие легирующих элементов в атмосферостойких низколегированных сталях основано на том, что легирующие элементы либо их соединения тормозят обычные фазовые превращения в ржавчине (см. рис. 1), и поэтому слой ржавчины на атмосферостойкой стали уплотняется. Считается также, что наряду с усилением защитных свойств слоя продуктов коррозии основной причиной положительного влияния меди является возникновение анодной пассивности стали за счет усиления эффективности катодной реакщш. Действие меди как эффективного катода подтверждается тем, что ее положительное влияние наблюдается уже в начальных стадиях коррозии, когда на поверхности стали еще не образовался слой видимых продуктов коррозии. [c.12]

    Ионное легирование зависит от природы легирующих элементов. Так, имплантация инертных газов практически не оказывает влияния на электрохимическое поведение основного металла, за исключением того, что процесс ионной имплантации может приводить к загрубению обраба-тьшаемой поверхности, утолщению воздушной окисной пленки на железе. [c.73]

    Нержавеющие стали. Основной легирующий элемент нержавеющих сталей — хром, который повышает механические свойства стали и способствует образованию на ее поверхности тонкого слоя окислов, облагораживающего электродный потенциал стали и повышающего ее коррозионную стойкость. Она повышается не монотонно, а скачкообразно. Первый порог коррозионной стойкости достигается при концентрации хрома, равной 12,8 %. При увеличении содержания хрома до 18 или до 25—28 % достигается второй порог коррозионной стойкости и наблюдается дальнейшее повышение коррозионной стойкости стали. Однако повышение содержания хрома приводит к понижению механических свойств стали, особенно ударной вязкости, а также затрудняет сварку, вызывая хрупкость сварного шва. Стали с высоким содержанием хрома после сварки требуют термической обработки. Повышение содержания углерода в нержавеющих сталях понижает их коррозионную стойкость, что связано с уменьшением содержания хрома в твердом растворе вследствие образования карбидов. Поэтому повышение содержания углерода в стали вызывает сдвиг порога коррозионной стойкости в область более высокой концентрации хрома. Понижение содержания углерода ниже 0,02% делает сталь стойкой против карбидообразо-вания. [c.31]

Влияние химических элементов на свойства стали.

Условные обозначения химических элементов:

 ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА СТАЛЬ И ЕЕ СВОЙСТВА

Углерод — находится в стали обычно в виде химического соединения Fe₃C, называемого цементитом. С увеличением содержания углерода до 1,2% твердость, прочность и упругость стали увеличиваются, но пластичность и сопротивление удару понижаются, а обрабатываемость ухудшается, ухудшается и свариваемость.

Кремний — если он содержится в стали в небольшом количестве, особого влияния на ее свойства не оказывает.(Полезная примесь; вводят в качестве активного раскислителя и остается в стали в кол-ве 0,4%)

Марганец —  как и кремний, содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства также не оказывает. (Полезная примесь; вводят в сталь для раскисления и остается в ней в кол-ве 0,3-0,8%. Марганец уменьшает вредное влияние кислорода и серы.

Сера —  является вредной примесью. Она находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение сообщает стали хрупкость при высоких температурах, например при ковке, — свойство, которое называется красноломкостью. Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость. В углеродистой стали допускается серы не более 0,06-0,07%. ( От красноломкости сталь предохраняет марганец, который связывает серу в сульфиды MnS).

Фосфор — также является вредной примесью. Снижает вязкость при пониженных температурах, то есть вызывает хладноломкость. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки.

 ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА СТАЛИ

Хром (Х) — наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.

Никель (Н) — сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, оказывает влияние на изменение коэффициента теплового расширения. Никель – дорогой металл, его стараются заменить более дешевым.

Вольфрам (В) — образует в стали очень твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Это дорогой и дефицитный металл.

Ванадий (Ф) — повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем, он дорог и дефицитен.

Кремний (С)-  в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1-1,5% Si увеличивает прочность, при этом вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличивается электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, кислостойкость, окалиностойкость.

Марганец (Г) —  при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.

Кобальт (К) — повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Молибден (М) — увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах.

Титан (Т) — повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.

Ниобий (Б) — улучшает кислостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Алюминий (Ю) — повышает жаростойкость и окалиностойкость.

Медь (Д) — увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.

Церий — повышает прочность и особенно пластичность.

Цирконий (Ц) — оказывает особое влияние на величину и рост зерна в стали, измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Лантан, цезий, неодим — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Легирующие элементы — Энциклопедия по машиностроению XXL

Содертание легирующего элемента  [c.201]

О 1 г 3 It 5 % Содержание легирующего элемента  [c.201]

Характер кривых изотермического распада аустенита и их расположение на диаграмме зависят от химического состава стали, однородности аустенита и размера его зерна. Почти все легирующие элементы увеличивают период распада аустенита, т. е. сдвигают кривые изотермического распада вправо.  [c.231]

Содержание основных легирующих элементов в наплавленном металле Механические свойства при 20° С Длительная прочность  [c.272]

Никель — дефицитный и дорогой легирующий элемент и поэтому в тех случаях, когда условия работы конструкции позволяют, используют стали с пониженным его содержанием или без-никелевые хромистые стали. В сплавах на железоникелевой основе содержание никеля еще выше, чем в хромоникелевых сталях. В никелевых сплавах никель служит основой, а железо — легирующей присадкой. Эти сплавы благодаря своим свойствам находят применение в ответственных конструкциях, работающих в сложных и специфических условиях.  [c.279]

Марка Легирующие элементы Примеси не более Марка Легирующие элементы Примеси lie более  [c.342]

В обозначениях высококачественных (легированных) сталей и цветных металлов введено буквенное обозначение легирующих элементов и материалов, составляющих сплав.  [c.127]

Неплавленые флюсы могут быть приготовлены и в виде простой механической смеси (флюсы — смеси). Из группы неплавле-льгх флюсов наибольшее распространение получили керамические флюсы, состав которых близок к составу покрытий основного типа. Легирование металла такими флюсами достигается введением в них необходимых ферросплавов. Флюсы при изготовлении пе подвергаются операции расплавления, поэтому количестио и сочетание ферросплавов и других легирующих элементов может быть различным, что позволяет легко получать любой требуемый состав металла наплавки.  [c.115]

При применении углекислого газа вследствие больнюго количества свободного кислорода в газовой фазе сварочная проволока должна содержа 1 ь донолнителыюе количество легирующих элементов с большим сродством к кислороду, чаще всего Si и Мн (сверх того количества, которое требуется для легирования лн талла шва). Наиболее широко применяется проволока Св-08Г2С.  [c.121]

С механических свойств металла шва пропорционально концентрации легирующих элементов и что при комплексном их легировании действие всех элементов подчиняется закону аддитивности. Непосредственное определение механических характеристик металла швов позволило установить коэффициенты влияния каждого элемента и составить эмпирические уравнения для расчета олшдаемых механических характеристик металла сварных низколегированных ншов в следующем виде для предела прочности шва, кгс/мм  [c.201]

Формулы (41) —(45) справедливы при условии, что концентрация отдельных элементов лс>кит в указанных выше пределах, суммарное содержание всех легирующих элементов не превышает 5% II скорость охлаждения металла шва не превышает 2° С/с (т. е. отсутствует эффект закалки). При больших скоростях ох-лагкдения необходимо учитывать эффект закалки, используя данные рис. lOLi, на котором эффект закалки в зависимости от скорости охлал денргя приведен для двух эквивалентных содержаний углерода Са = 0,2() и Сй = 0,57. Для промежуточных значений С., рекомендуется пользоваться интерполяцией и определять и охл- Эквива-  [c.202]

Сталь — это железный сплав, содержащий до 2% С. В углеродистых конструкционных сталях, широко используемых в маши-ност1)оении, судостроении и др., содержание углерода обычно составляет 0,06—0,9%. Углерод является основным легирующим элементом и определяет механические свойства этой группы сталей. Повышение его содержания в стали усложняет технологию сварки и затрудняет возможности получения равнопрочного сварного соединения без дефектов.  [c.204]

Легированными называются стали, содержащие специально введенные элементы. Марганец считается легирующим компонентом при содержании его в стали более 0,7% по нижнему пределу, а кремний свыше 0,4%. Поэтому углеродистые стали марок ВСтЗГпс, 15Г и 20Г (табл. 42) с повышенным соде])жапием марганца соответствуют низколегированным конструкционным сталям. Легирующие элементы, вводимые в сталь, вступая во взаимодействие с Ь елезом и углеродом, изменяют ее свойства. Это повы-нгает механические свойства стали и, в частности, сни/кает порог хладноломкости. В результате появляется возможность снизить массу конструкций.  [c.207]

При производстве сварных ко1[струкций широко используют низкоуглеродистыо низколегированные конструкциоиные стали (табл. 45 и 46). Сулшарное содержание легирующих элементов в этих сталях обычно не превышает 4,0%, а углерода 0,25%. Низколегированные стали в зависимости от вводимых в стал ,  [c.207]

Добавки в углекислый газ аргона (иногда в эту смесь вводят кислород) изменяют технологические свойства дуги (глубину проплавдения и форму шва, стабильность дуги и др. ) и позволяют регулировать концентрацию легирующих элементов в металле шва.  [c.225]

Для обеспечения технологической прочности сварных швов, выполненных низколегированными сварочными материалами, содержание углерода в шве не должно превышать 0,15%. Уменьшенное, по сравнению с содержанием в свариваемой стали, количество углерода и легирующих элементов приводит к спигкению температуры у -> а-превращения, которую можно оценить уравнением  [c.247]

Это всегда следует учитывать при выборе сварочных материалов для легированных конструкционных сталей. Так, например, при сварке низколегированной стали с временным сопротивлением 50 кгс/мм применение электродов типа Э50А может привести к значительному повышению временного сопротивления металла шва и существенному снижению пластичности и ударной вязкости. Это происходит ввиду легирования металла элементами, содержащимися в основном металле при проплавлении последнего. Характер изменения этих свойств зависит от доли участия основного металла в формировании металла шва. Поэтому, как правило, следует выбирать такие сварочные материалы, которые содержат легирующих элементов меньше, чем основной металл.  [c.248]

Высокую технологическую прочность и работоспособность можно получить, если содерн апие легирующих элементов в низколегированном металле шва не превысит (в %) 0,15 С 0,5 Si  [c.249]

Мн 1,5 Сг 2,5 № 0,5 V 1,0 Мо 0,5 Nb. Комбинируя раз-личн].1е легирующие элементы в указанных пределах, можно получить швы с временным сопротивлением до GO—70 кгс/мм в исходном после сварки состоянии и 85—145 кгс/мм после соответствующей термообработки. При сварке низколегированных сталей повышенной прочности не предъявляют требований к идентичности состава металла шва и основного металла основным критерием выбора служит получение гарантированных механических свойств металла шва, что и предусмотрено действующим ГОСТ 9467-75.  [c.249]

При выборе сварочных материалов для молибденовых, хромомолибденовых и хромомолибденова]шдиевых теплоустойчивых сталей, кроме обеспечення необходимых механических свойств при температуре -f 20 °С, требуется га])антировать работоспособность швов при повышенных температурах, для которых предназначена свариваемая сталь. Это требование может быть выполнено только в том случае, если и шов будет легирован в необходимых количествах теми эледгептами, которые придают стали теплоустойчивость. Это также предупредит развитие диффузионных процессов между металлом шва и основным металлом. Поэтому при выборе сварочных материалов для этих сталей необходимо создавать композицию легирующих элементов, позволяющую получить шов, близкий к составу свариваемой стали. Это предусмотрено действующим ГОСТ 9467—75.  [c.249]

В связи с этим в шов с расплавленным основным металлом поступают легирующие элементы, содержащиеся в свариваемой стали, в том числе и углерод, концентрация которого в сталях этой группы достаточно высока. Влияние содержания углерода, серы и марганца в шве на склонность к образованию горячих трещин схематически представлепо на рис. 124. Линия I служит границей раздела составов с низким содержанием углерода ( ] m. при которых образуются или не образуются горячие трещины. При повышенном содержании углерода [С] , ш такой границей будет линия 5, в этом случае даже при низком содержании серы и большой концентрации марганца в шве могут возникнуть горячие трещины. При механизированной сварке под флюсом необходимы подготовка кромок, техника и режимы сварки, при которых доля основного металла в шве будет минимальной.  [c.252]

В зависимости от разновидности способа сварки в защитных газах подготовка кромок должна быть различной. Так как ири сварке в защитных инертных газах расплавленный металл изолирован от атмосферного воздуха, то в сварочной ванне могут протекать металлургические процессы, связанные с наличием в нем растворенных газов и легирующих элементов, внесенных из основного или д,ополнителъного металла. При использовании смесей инертпых с активными газами возникают металлургические взаимодействия между элементами, содержащимися в расплавленном металле, н активными примесями в инертном газе.  [c.254]

Фторидные бескислородные флюсы не обеспечивают достаточно xopoHiero формирования швов. Поэтому для сварки высокохромистых сталей рекомендуется применение либо безокислительного, высокоосновного флюса 48-ОФ-6, почти не изменяющего в процессе плавления состава электродной проволоки, либо слабо-окислительного (за счет введения в низкокремнистый флюс некоторого количества окислов железа) флюса АН-17 в комбинации со специальными проволоками 15Х12НМВФБ и 15Х12ГНМВФ. В связи с тем, что при флюсе 48-ОФ-6 выгорание легирующих элементов меньше, чем при флюсе АН-17, прочность и длительная прочность металла швов, выполненных с флюсом 48-Od>-6, выше, но при меньшей длительной пластичности. Для увеличения их длительной пластичности требуется в этом случае менее легированная электродная проволока.  [c.266]

Вьссоколегированные аустенитные стали имеют повытттеипое содержание основных легирующих элементов — хрома п ниг(еля (обычно не ниже 16 и 7% соответственно), придающих им соответствующую структуру и необходимые свойства (табл. 72). Для сокращения в1.1соколегированн1.1е стали можно обозначать в соответствии с содержанием основных легирующих элементов циф-ралги, например 18-8, 25-20 и др. Первая цифра обозначает содержание хрома, вторая — никеля.  [c.279]

Жаропрочные стали и сплавы обладают высокими механическими свойствами при повышенных температурах и способностью сохранять их в данных условиях в течение длительного времени. Для придания отих свойств сталям н сплавам их обычно легируют элементами-упрочнителями, молибденом и вольфрамом (до 7% каждого). Важной легирующей присадкой, вводимой в пекоторые стали п сплавы, является бор. В ряде случаев к этим металлам предъявляется требование и высокой жаростойкости.  [c.281]

После соответствующей термообработки высоколегированные стали и сплавы обладают высокими прочностными и пластическими свойствами (табл. 73). В отличие от углеродистых при закалке эти стали приобретают повышенные пластические свойства. Структуры высоколегированных сталей очень разнообразны и зависят в основном от их химического состава, т. е. содержания основных элементов хрома (ферритизатора) и никеля (аустенити-затора). Иа структуру влияет также содеря[c.281]

Пзмененне в сталп содержания легирующих элементов влияет на положение фазовых областей. Основными легирующими элементами в рассматриваемых сталях служат хром н никель. В зависимости от их соотиошешш стали иногда разделяют па стали с малым (% Ni /% Сг 1) и большим запасом аустенитпости (1% Ni /% Сг > 1).  [c.285]

Техническая медь в зависимости от марки могкет иметь различное количество примесей Bi, Sb, As, Fe, Ni, Pn, Sn, S, Zh, P, 0. В паиболее чистой меди марки MOO примесей может быть до 0,01%, марки М4 — до 1% (табл. 98). Сплавы па медной оспове в зависимости от состава легирующих элементов относятся к латуням, бронзам, медно-никелевым сплавам.  [c.342]

Сплавы на медной основе, в которых цннк не является основным легирующим элементом, называют бронзами. Название бронзы  [c. 342]

Основные легирующие элементы марганец, алюминий, цинк и добавки — цирконий, церий. Предел прочности сплавов марок МА1, МА8, легированных в основном марганцем (1,3 -4- 2,5%), достигает 21—23 кгс/мм при относительном удлинении 10% и условном проделе текучести 9—11 кгс/мм . Предел прочности сплавов марок МА2, МА21, М3, М5, более сложнолегированных (до 7—9% А], до 1,5% Zri, до 0,8% Мп), достигает 26—30 кгс/мм , предел текучести 14—15 кгс/мм , относительное удлинение 5—8%. Прокат из сплавов этого типа используют в отожженном состоянии.  [c.350]

Тат , н])н введении через присадочную проволоку легирующих элементов толщина прослойки интерметаллидов в соеди1 хггель-ио1 [ слое составила при 1% Si 18—20 мкм, ири 4—5% Si 3—5 мкм при 1% Сн 28—30 мкм, при 2,5% Си 10—12 мкм введение 1—3% Ni ие изменило толщину прослойки, которая составляла 16— 22 мкм при 2% Zii 28—30 мкм, при 7% Zii 10—12 мкм при дальнейшем увеличении содержания цинка толщина прослойки растет, а ее прочность резко падает Зависимость прочности сварного соединения от толщины иптерметаллической прослойки 1 оказана па рис. 170.  [c.380]

Для легированных сталей применяют обозначения Н — никель, Г — марганец, С — кремний, Ю — алюминий, X — хром, М — молибден, В — вольфрам, Д — медь, Т — титан, Ф — ванадий. Буква А в конце обозначения означает высококачественную сталь, Ш — особовысококачественную. Цифра, стоящая справа от буквы, указывает процентное содержание легирующего элемента если содержание этого элемента не превышает 1,5%, цифра в обозначении не указывается.  [c.127]

Металловедение (1978) — [

c.342



]

Материалы ядерных энергетических установок (1979) — [

c.31


,


c.48


,


c.51



]

Теплоэнергетика и теплотехника Общие вопросы (1987) — [

c.277



]

Металловедение и термическая обработка Издание 6 (1965) — [

c.303


,


c.313



]

Металлургия и материаловедение (1982) — [

c.0



]

Металлы и сплавы Справочник (2003) — [

c.290



]

Справочник металлиста Том2 Изд3 (1976) — [

c.139



]

Справочник металлиста Том5 Изд3 (1978) — [

c.2


,


c.139


,


c.141



]

Технология металлов Издание 2 (1979) — [

c.217


,


c.256


,


c.284



]

Мастерство термиста (1961) — [

c.12



]

Металловедение и термическая обработка (1956) — [

c.300



]

Справочник азотчика том №2 (1969) — [

c.253



]

Легирующие элементы — SSINA

Углерод всегда присутствует в нержавеющей стали. Количество углерода является ключевым. Во всех категориях, кроме мартенситной, уровень держится на довольно низком уровне. В мартенситном сплаве уровень намеренно повышен для получения высокой прочности и твердости. При термообработке путем нагревания до высокой температуры, закалки и затем отпуска образуется мартенситная фаза.

Углерод может влиять на коррозионную стойкость. Если углероду дать возможность соединиться с хромом (с образованием карбидов хрома), это может отрицательно повлиять на способность «пассивного» слоя образовываться.Если на определенных участках содержание хрома уменьшится до уровня ниже 10,5%, слой не образуется.

Хром является высокореактивным элементом и определяет «пассивный» характер всех нержавеющих сталей. Устойчивость к химическим воздействиям коррозии и типичной «ржавчине» (окислению), которая происходит с незащищенной углеродистой сталью, является прямым результатом присутствия хрома. Когда композиция содержит не менее 10,5% хрома, мгновенно образуется прилипшая и нерастворимая поверхностная пленка, которая предотвращает дальнейшую диффузию кислорода на поверхность и предотвращает окисление железа в матрице.Чем выше уровень хрома, тем выше защита.

Никель является важным сопутствующим элементом марок нержавеющей стали серии 300. Присутствие никеля приводит к образованию «аустенитной» структуры, которая придает этим сортам прочность, пластичность и вязкость даже при криогенных температурах. Это также делает материал немагнитным. Хотя роль никеля не оказывает прямого влияния на развитие «пассивного» поверхностного слоя, она приводит к значительному повышению устойчивости к воздействию кислоты, особенно серной кислоты.

Добавление молибдена к матрице Cr-Fe-Ni повышает устойчивость к локальному питтингу и лучшую стойкость к щелевой коррозии (особенно в ферритных марках Cr-Fe). Он помогает противостоять пагубному воздействию хлоридов (316 с 2% молибдена предпочтительнее 304 в прибрежных и противообледенительных условиях). Чем выше содержание молибдена (бывают нержавеющие стали с содержанием молибдена 6%), тем выше устойчивость к более высоким уровням хлоридов.

Обычно марганец добавляют в нержавеющую сталь, чтобы способствовать раскислению во время плавления и предотвратить образование включений сульфида железа, которые могут вызвать проблемы с горячим растрескиванием.Он также является «аустенитным» стабилизатором и при добавлении более высоких концентраций (от 4 до 15%) заменяет часть никеля в марках нержавеющей стали серии 200.

В аустенитные нержавеющие стали, содержащие молибден, обычно добавляют небольшие количества кремния и меди, чтобы улучшить коррозионную стойкость к серной кислоте. Кремний также улучшает стойкость к окислению и является стабилизатором «феррита». В «аустенитных нержавеющих сталях» высокое содержание кремния улучшает стойкость к окислению, а также предотвращает науглероживание при повышенных температурах (примеры 309 и 310).

Добавки ниобия предотвращают межкристаллитную коррозию, особенно в зоне термического воздействия после сварки. Ниобий помогает предотвратить образование карбидов хрома, которые могут лишить микроструктуру необходимого количества хрома для пассивации. В «ферритные» нержавеющие стали добавление ниобия является эффективным способом повышения сопротивления термической усталости.

Титан — основной элемент, используемый для стабилизации нержавеющей стали перед использованием сосудов AOD (аргонно-кислородное обезуглероживание).Когда нержавеющая сталь плавится на воздухе, трудно снизить уровень углерода. 302, наиболее распространенный сорт до AOD, разрешалось иметь максимальный уровень углерода 0,15%). На этом высоком уровне требовалось что-то для стабилизации углерода, и титан был наиболее распространенным способом. Титан будет реагировать с углеродом с образованием карбидов титана и предотвращать образование карбидов хрома, которые могут повлиять на формирование «пассивного» слоя. Сегодня вся нержавеющая сталь обрабатывается в резервуаре AOD, и уровни углерода, как правило, низкие из-за отсутствия кислорода.Самая распространенная марка на сегодняшний день — 304 (с максимальным содержанием углерода 0,08, хотя на самом деле уровни ниже).

Сера обычно поддерживается на низком уровне, так как она может образовывать сульфидные включения. Он используется для улучшения обрабатываемости (где эти включения действуют как «стружколомы»). Однако добавление серы снижает стойкость к точечной коррозии.

Влияние легирующих элементов на свойства нержавеющей стали.

Ссылка: «Легирование элементов в нержавеющей стали» Пьер-Жан Кунат Опубликовано Международной ассоциацией разработчиков хрома

Легирующий элемент — обзор

Этот подход критикуют за то, что он не учитывает другие немартенситные составляющие, такие как доэвтектоидный феррит, перлит или бейнит.Это особенно проблематично для сталей с более высокой закаливаемой способностью, где вариация прокаливаемости, полученная по критерию 50%, и вариация, полученная с использованием мартенсита 99,9%, может быть значительным ( 18 ). Поэтому некоторые авторы использовали более высокий критерий трансформации, такой как 90%, используемый Grange для исследований средне- и высокоуглеродистых сталей ( 19 ) и Hwang et al. для борсодержащих сталей ( 20 ).

По критерию прокаливаемости стали можно разделить на мелкую закалку или глубокую закалку (или сквозную закалку) ( 21 ).Стали с мелкой закалкой обычно имеют очень ограниченную глубину закалки и обычно определяются как те стали, критический диаметр которых составляет менее 1 дюйма (25 мм), и включают углеродистые стали с низкими концентрациями Mn и Si, а также другие легирующие элементы ( 22 ). У сталей глубокой закалки твердость поперечного сечения одинакова по всей длине. Некоторые легированные стали классифицируются как стали с глубокой закалкой, например инструментальные стали и быстрорежущие стали (HSS). Инструментальная сталь используется в основном для изготовления инструментов, используемых в производственных процессах, а также для обработки металлов, дерева и пластмасс.Быстрорежущие стали на основе молибдена и вольфрама используются для высокоскоростной обработки, такой как высокоскоростная обработка, отрезные инструменты (ножи, сверла, фрезы и т. Д.) И валки для холодной прокатки. Примеры сплавов быстрорежущей стали включают M2, M4 и M42. Прокаливаемость большинства среднеуглеродистых низколегированных сталей занимает промежуточное положение между этими двумя классами сталей. Это обсуждение будет сосредоточено в первую очередь на закаливаемости углеродистых и среднеуглеродистых низколегированных сталей.

12.03.2.3.1 Влияние состава стали и размера зерна

Легирующие элементы вводятся в стали по одной или нескольким из следующих причин: (1) для улучшения механических свойств за счет контроля прокаливаемости и обеспечения более высокой температуры отпуска при сохранении высокой прочности и пластичности. ; (2) для улучшения механических свойств при высоких или низких температурах; (3) для повышения стойкости к химическому воздействию или термическому окислению; и (4) влиять на особые свойства, такие как магнитная проницаемость и поглощение нейтронов ( 23 ).Среди них улучшение механических свойств является одним из наиболее важных, а добавление легирующих элементов улучшает механические свойства за счет изменения размера диспергированных карбидов в феррите и изменения свойств фаз феррита и цементита. Присутствие легирующих элементов в стали помогает снизить потребность в быстром закалочном охлаждении, которое обычно необходимо для низкоуглеродистых сталей с низкой закалкой. Снижение скорости охлаждения, необходимой для достижения желаемой твердости, также снижает вероятность деформации и растрескивания.Кроме того, присутствие легирующих элементов обычно увеличивает глубину упрочнения, тем самым увеличивая возможность полного упрочнения сечения толстого сечения.

Хотя углеродистые стали в основном содержат углерод в качестве легирующего элемента, легированные стали могут содержать ряд потенциальных легирующих элементов, как показано в таблице 3 ( 24 ). Влияние состава стали на прокаливаемость изучалось многими авторами ( 16 , 25 , 26 ), но методология, используемая до сих пор, по существу не изменилась с того момента, когда Гроссманн впервые ее предложил ( 27 ).В этой работе было показано, что прокаливаемость зависит от размера зерна и состава стали и рассчитана с точки зрения «идеального критического диаметра» ( D _I ), который, как обсуждалось ранее, был определен как самый большой стержень. диаметр, который может быть подвергнут закалке для получения 50% мартенсита в центре после закалки в «идеальной» закалке, то есть при бесконечной жесткости закалки. Это определение микроструктуры, и здесь нет ссылки на твердость ( 28 ). Использование измерений твердости для определения места, где встречается 50% мартенсита, не учитывает тот факт, что немартенситные структуры могут быть перлитными или бейнитными, причем каждая из них по-разному влияет на общую твердость после закалки.Идеальная закалка — это та, которая мгновенно снижает температуру поверхности аустенитизированной стали до температуры закалочной ванны ( 27 ). В этих условиях скорость охлаждения в центре стержня зависит только от температуропроводности стали.

Таблица 3. Влияние легирующих элементов на свойства стали ^a

Принимая «полутвердость» в качестве критерия упрочнения, мы можем оценить прокаливаемость, умножив базовое значение, которое является функцией содержания углерода, на множительный коэффициент, зависящий от прокаливаемости ( f ). Для заэвтектоидных сталей закаливаемость зависит от квадратного корня из содержания углерода, что становится базой для этих расчетов. Это базовое значение относится к размеру идеального круглого стержня, который будет наполовину затвердеть в центре ( 16 ).Влияние небольших количеств различных элементов на образование перлита или бейнита при закалке углеродистой стали было изучено в ( 25 ). Идеальный критический диаметр может быть рассчитан по формуле:

DI = DIBase (концентрация углерода и размер зерна) × fMn × fSi × fCr × fMo × fV × fCu × fNi × fX

, где f _X — множитель для конкретной замещающей растворенный легирующий элемент. Значение D _IBase и коэффициенты легирования приведены в таблице 4 ( 1 ).( Примечание : это не исчерпывающий список факторов легирования, но содержит те, которые обычно встречаются, и они позволяют проводить расчеты, чтобы проиллюстрировать влияние изменения химического состава стали на прокаливаемость.)

Таблица 4. Коэффициенты сплава для расчета идеального диаметр ^a

900 1,018

3,55

Идеальный диаметр ( D _I ) рассчитывается из: D _I = D _IC · f _Mn · f _Si · f _{Ni Cr} · f _Mo ; где D _IC — коэффициент D _I для углерода, а f — коэффициент для легирующего элемента.

В качестве альтернативы коэффициент умножения « f », который изменяется линейно, может быть вычислен по следующей формуле:

f = 1 + ax

, где a — константа для каждого элемента, а x — весовой процент (%) элемента, присутствующего в стали. Эти факторы сведены в Таблицу 5 ( 16 ).

Таблица 5. Влияние углерода и легирующих элементов на прокаливаемость ^a

В этих расчетах предполагается, что размер зерна ASTM равен 7.

Хотя использование таких мультипликативных соотношений в целом подтверждено различными авторами и продолжает широко распространяться, существует ряд важных ограничений этого подхода к оценке прокаливаемости стали.Одна потенциальная проблема заключается в том, что коэффициент умножения, присвоенный элементу, не всегда прямо пропорционален общему количеству этого элемента. Еще одно потенциальное ограничение мультипликативного подхода состоит в том, что существует потенциал для эффектов взаимодействия, так что, когда два или более элементов присутствуют вместе, их чистый эффект может отличаться от того, если присутствует только один из элементов ( 28 , 29 ).

Jatczak использовал 90% мартенсита в качестве критерия прокаливаемости вместо 50% мартенсита для высокоуглеродистых сталей из-за влияния углерода на прокаливаемость.Для высокоуглеродистых сталей (0,60–1,10% C) температура аустенитизации также должна быть включена в определение прокаливаемости. В этих высокоуглеродистых сталях часть углерода может оставаться в карбидах, а не в растворе аустенита, в зависимости от температур аустенитизации. Больше карбидов растворяется при более высоких температурах аустенизации, увеличивая прокаливаемость, как будет показано на рисунках 60–62.

По этой причине данные Jatczak были ограничены теми сталями, которые были закалены от 925 ° C (1700 ° F) ( 28 , 30 ).

Доан также показал в своем обзоре, что влияние марганца до 1% больше для низко- или высокоуглеродистых сталей, чем для среднеуглеродистых сталей ( 28 ). Влияние кремния может сильно варьироваться в зависимости от содержания углерода и намного больше в высокоуглеродистых сталях, чем в низкоуглеродистых сталях. Кроме того, величина влияния никеля на прокаливаемость зависит от содержания углерода, и этот эффект наиболее велик в среднеуглеродистых сталях. Ятчак сообщил, что существует взаимодействие между марганцем и никелем для сталей, аустенитизированных ниже 925 ° C (1700 ° F) ( 30 ).Если никель присутствует в концентрациях более 0,75%, существует синергетический эффект никеля и молибдена в низкоуглеродистых сталях.

Наконец, Доан также сообщил, что влияние хрома на прокаливаемость больше всего в среднеуглеродистых сталях, хотя влияние все еще велико для низкоуглеродистых и науглероженных сталей ( 28 , 29 ). При более низких температурах аустенизации влияние хрома на прокаливаемость меньше из-за стабильности образующихся карбидов.

Таким образом, мультипликативный подход к оценке прокаливаемости стали с использованием коэффициентов, разработанных Гроссманном, действительно обеспечивает хорошее приближение к D _I для среднеуглеродистых низколегированных сталей с использованием критерия мартенсита 50%. Однако есть исключения, которые могут привести к значительным ошибкам, например, хромомолибденовые стали. Факторы и подход, использованные Ятчаком, обычно отдают предпочтение углеродистым сталям, содержащим 0,60–1,10% углерода, в дополнение к высокоуглеродистым поверхностным слоям, присутствующим в науглероженных сталях (будет обсуждаться позже в этом обзоре) с использованием критерия 90% мартенсита ( 31 ).Следовательно, чтобы гарантировать минимальную ошибку, эти вычислительные подходы должны использоваться с соответствующей осторожностью.

D _I зависит от содержания углерода при заданном размере зерна в стали ( 27 ). Размер зерна относится к размерам зерен или кристаллов в поликристаллическом металле без двойниковых областей и подобластей, если они присутствуют. Обычно металлургические структуры, образующиеся при охлаждении, образуются на границах аустенитных зерен. Увеличение размера зерна приводит к уменьшению площади границ зерен на единицу объема, что смещает кривые начала превращения в более длительное время, увеличивая глубину упрочнения из-за соответствующего улучшения прокаливаемости ( 32 ).И наоборот, чем мельче размер зерна, тем больше склонность к зарождению перлита и тем ниже закаливаемость ( 33 ). Размер зерен является самым важным фактором, влияющим на прокаливаемость. За исключением сталей с очень высокой прокаливаемостью, важно получить точную оценку размера зерна, поскольку разница между увеличением размера зерна ASTM с 6 до 7 может привести к разнице в прокаливаемости до 10% (90 · 108 27 ). На рисунке 8 показана зависимость критического диаметра от размера зерна для мелкозернистых сталей после закалки в воде и превращения 90% в мартенсит ( 19 ).

Рис. 8. Диаграмма для прогнозирования диаметра упрочняемого материала (90% мартенсита, закаленного в воде) для любого размера зерна, отличного от того, при котором была измерена или оценена прокаливаемость.

Воспроизведено из Grange, R.A. Оценка прокаливаемости углеродистых сталей. Металл. Транс . , октябрь 1973 г., 4 , 2231–2244.

Размер зерна обычно оценивается или измеряется по поперечному сечению агрегата зерен. Обычными единицами измерения являются (1) средний диаметр, (2) средняя площадь, (3) количество зерен на линейную единицу, (4) количество зерен на единицу площади и (5) количество зерен на единицу объема.Размер зерна может быть определен в соответствии с ASTM E112, где представлены стандартные сравнительные таблицы ( 34 ).

Общие легирующие элементы для стали и их воздействия

Легированная сталь относится к типу стали, которая легирована различными элементами . Теоретически любую сталь можно назвать легированной, поскольку простейшая сталь легирована железом с содержанием углерода до 2,06%. Однако термин «легированная сталь» обычно относится к сталям, легированным другими элементами, кроме углерода.Общий вес легирующих элементов может составлять до 50%, чтобы придать материалу улучшенные свойства, такие как лучшая защита от износа или пластичность. Различают низколегированные и высоколегированные стали. Низколегированные стали характеризуются низким содержанием сплавов, которые в сумме составляют менее 5%. Количество элементов в высоколегированной стали может быть больше или равно 5%, что в силу тенденции делает материал более дорогим. Помимо этих двух групп, существуют также нелегированные стали, в которых очень мало сплавов.

Бор

В качестве легирующего элемента даже небольшое количество бора (0,001–0,003%) может значительно повысить прокаливаемость. Однако найти борсодержащую сталь непросто, поскольку она составляет всего 0,003% легированных сталей. Борирование — более популярный способ введения бора в стали. С диффузионными слоями Borocoat BorTec может быть достигнута твердость до 2,800HV. Кроме того, технология BorTec обеспечивает высокую твердость слоя даже на нелегированных сталях, улучшенную адгезию и высокую износостойкость.Подробнее читайте здесь.

Хром

Хром — один из самых популярных легирующих металлов для стали благодаря своей высокой твердости и коррозионной стойкости. Сам по себе хром представляет собой серый, твердый и хрупкий металл с высокой термостойкостью и температурой плавления 1907 ° C (3465 ° F). В стали легированы хромом для повышения прокаливаемости. Более высокое содержание хрома от 4 до 18% приводит к лучшей коррозионной стойкости. Например: один из наиболее распространенных стальных сплавов, а именно нержавеющая сталь, имеет содержание хрома не менее 10.5%, что делает его более устойчивым к воздействию воды, тепла или коррозии. В отличие от оксида железа в незащищенной углеродистой стали оксид хрома не растекается и не выпадает из материала. Он создает на поверхности пленку из плотного оксида хрома, которая блокирует дальнейшее коррозионное воздействие.

Медь

Медь, состоящая из более чем 400 сплавов, является одним из наиболее распространенных легирующих элементов. Что касается стали, медь растворяется в материале от 0,1 до 0,4% для повышения коррозионной стойкости.Медь также известна своей высокой теплопроводностью и электропроводностью. Его оксиды меди действуют так же, как оксиды хрома.

Марганец

В легированной стали марганец обычно используется в сочетании с серой и фосфором. Managanese помогает снизить хрупкость и улучшает ковкость, прочность на разрыв и износостойкость. Марганец реагирует с серой, в результате чего образуются сульфиды марганца, предотвращающие образование сульфидов железа. Марганец также добавляется для лучшей закаливаемости, поскольку он приводит к более медленным скоростям закалки в методах закалки.Избыточный кислород можно удалить из расплавленной стали с помощью марганца.

Никель

Аустенитная нержавеющая сталь наиболее известна своим высоким содержанием никеля и хрома. Он используется для повышения прочности, твердости, ударной вязкости и коррозионной стойкости. Стали, легированные никелем, часто встречаются в сочетании с хромом, что приводит к еще более высокой твердости.

Титан

Титан используется в качестве стабилизирующего элемента в нержавеющих сталях.Он фиксирует углерод в инертных частицах, улучшая коррозионную стойкость и свариваемость. Поскольку титан является редким элементом на Земле, этот легирующий элемент может быть до 200 раз дороже, чем обычная углеродистая сталь.

Наиболее распространенные легирующие элементы в стали

По определению, сталь представляет собой комбинацию железа и углерода. Сталь легирована различными элементами, чтобы улучшить физические свойства и придать особые свойства, такие как устойчивость к коррозии или нагреванию. Конкретные эффекты добавления таких элементов описаны ниже:

Углерод (C)

Самый важный компонент стали.Повышает прочность на разрыв, твердость и устойчивость к истиранию и истиранию. Это снижает пластичность, ударную вязкость и обрабатываемость.

Хром (CR)

Повышает предел прочности на разрыв, твердость, закаливаемость, ударную вязкость, сопротивление износу и истиранию, устойчивость к коррозии и образованию накипи при повышенных температурах.

Кобальт (CO)

Повышает прочность и твердость, допускает более высокие температуры закалки и увеличивает красную твердость быстрорежущей стали. Он также усиливает индивидуальные эффекты других основных элементов в более сложных сталях.

Columbium (CB)

Используется в качестве стабилизирующих элементов в нержавеющих сталях. Каждый из них имеет высокое сродство к углероду и образует карбиды, которые равномерно распределены по стали. Таким образом предотвращается локальное выделение карбидов на границах зерен.

Медь (CU)

В значительных количествах вредна для стали, подвергающейся горячей обработке. Медь отрицательно влияет на кузнечную сварку, но не оказывает серьезного воздействия на дуговую или кислородно-ацетиленовую сварку. Медь может отрицательно сказаться на качестве поверхности.Медь способствует устойчивости к атмосферной коррозии, если ее содержание превышает 0,20%. Погодоустойчивые стали продаются с содержанием меди более 0,20%.

Марганец (MN)

Раскислитель и дегазатор, вступающий в реакцию с серой для улучшения ковкости. Повышает прочность на разрыв, твердость, закаливаемость и износостойкость. Уменьшает склонность к масштабированию и искажению. Это увеличивает скорость проникновения углерода при науглероживании.

Молибден (MO)

Повышает прочность, твердость, прокаливаемость и ударную вязкость, а также сопротивление ползучести и прочность при повышенных температурах.Улучшает обрабатываемость и устойчивость к коррозии, усиливает действие других легирующих элементов. В сталях для горячей обработки и быстрорежущих сталях он повышает твердость в красном цвете.

Никель (NI)

Повышает прочность и твердость без ущерба для пластичности и вязкости. Он также увеличивает стойкость к коррозии и образованию накипи при повышенных температурах при введении в подходящих количествах в высокохромистые (нержавеющие) стали.

Фосфор (P)

Повышает прочность и твердость и улучшает обрабатываемость.Однако он придает стали заметную хрупкость или хладостойкость.

Кремний (SI)

Раскислитель и дегазатор. Повышает предел прочности и текучести, твердость, ковкость и магнитную проницаемость.

Сера (S)

Улучшает обрабатываемость быстрорежущих сталей, но без достаточного количества марганца вызывает хрупкость при красном нагреве. Это снижает свариваемость, ударную вязкость и пластичность.

Тантал (TA)

Используется в качестве стабилизирующих элементов в нержавеющих сталях.Каждый из них имеет высокое сродство к углероду и образует карбиды, которые равномерно распределены по стали. Таким образом предотвращается локальное выделение карбидов на границах зерен.

Титан (TI)

Используется в качестве стабилизирующих элементов в нержавеющих сталях. Каждый из них имеет высокое сродство к углероду и образует карбиды, которые равномерно распределены по стали. Таким образом предотвращается локальное выделение карбидов на границах зерен.

Вольфрам (Вт)

Повышает прочность, износостойкость, твердость и ударную вязкость.Вольфрамовые стали отличаются превосходной горячей обработкой и большей эффективностью резания при повышенных температурах.

Ванадий (В)

Повышает прочность, твердость, износостойкость и устойчивость к ударам. Он замедляет рост зерна, обеспечивая более высокие температуры закалки. Он также улучшает свойства твердости по красному цвету высокоскоростных металлических режущих инструментов.

Данные являются типичными и не должны рассматриваться как фактические значения для какой-либо категории.

Приложения и техническая информация требуют от инженеров и разработчиков инструментов независимой оценки.

Легирующие элементы | Нержавеющая сталь Outokumpu | Оутокумпу

Различные легирующие элементы оказывают особое влияние на свойства нержавеющей стали. Это совокупное воздействие всех легирующих элементов, термообработки и, в некоторой степени, примесей, которые определяют профиль свойств конкретной марки стали. Следует отметить, что влияние легирующих элементов в некоторой степени различается между разными типами нержавеющей стали.

Алюминий (Al)

При добавлении в значительных количествах алюминий улучшает стойкость к окислению и для этой цели используется в некоторых жаропрочных сортах.В сталях с дисперсионным твердением алюминий используется для образования интерметаллических соединений, повышающих прочность в состаренном состоянии.

Углерод (C)

Карбон — это мощный аустенитный формирователь, который также значительно увеличивает механическую прочность. В ферритных марках углерод значительно снижает как ударную вязкость, так и коррозионную стойкость. В мартенситных марках углерод увеличивает твердость и прочность, но снижает ударную вязкость.

Церий (Ce)

Церий является одним из редкоземельных металлов (РЗМ) и добавляется в небольших количествах к некоторым термостойким маркам для повышения стойкости к окислению при высоких температурах.

Хром (Cr)

Хром является наиболее важным легирующим элементом, поскольку он придает нержавеющей стали общую коррозионную стойкость. Все нержавеющие стали имеют содержание Cr не менее 10,5%. Кроме того, коррозионная стойкость увеличивает более высокое содержание хрома. Хром также увеличивает стойкость к окислению при высоких температурах и способствует ферритной микроструктуре.

Кобальт (Co)

Кобальт используется в мартенситных сталях, где он увеличивает твердость и сопротивление отпуску, особенно при более высоких температурах.

Медь (Cu)

Медь улучшает коррозионную стойкость к определенным кислотам и поддерживает аустенитную микроструктуру. Его также можно добавлять для уменьшения наклепа в сплавах, предназначенных для улучшения обрабатываемости. Кроме того, его также можно добавлять для улучшения формуемости.

Молибден (Мо)

Олибден

значительно увеличивает сопротивление как равномерной, так и локальной коррозии. Это немного увеличивает механическую прочность и сильно способствует ферритной микроструктуре.Однако молибден также увеличивает риск образования вторичных фаз в ферритных, дуплексных и аустенитных сталях. В мартенситных сталях молибден увеличивает твердость при более высоких температурах отпуска из-за его влияния на выделение карбидов.

Марганец (Mn)

Марганец обычно используется для повышения пластичности в горячем состоянии. Его влияние на баланс феррит / аустенит изменяется в зависимости от температуры: при низких температурах марганец является стабилизатором аустенита, но при высоких температурах он стабилизирует феррит.Марганец увеличивает растворимость азота и используется для получения высокого содержания азота в дуплексных и аустенитных нержавеющих сталях. Марганец, как формообразователь аустенита, также может частично заменить никель в нержавеющей стали.

Никель (Ni)

Никель обычно увеличивает пластичность и вязкость. Основная причина добавления никеля — способствовать аустенитной микроструктуре. Он также снижает скорость коррозии в активном состоянии и поэтому полезен в кислой среде.В стали с дисперсионным твердением никель также используется для образования интерметаллических соединений, которые используются для повышения прочности. Добавление никеля в мартенситные марки в сочетании с уменьшением содержания углерода улучшает свариваемость.

Ниобий (Nb)

Ниобий — это сильный феррит и карбидообразующий элемент, который, как и титан, способствует ферритной структуре. В аустенитные стали ниобий добавляют для повышения стойкости к межкристаллитной коррозии (стабилизированные марки). Кроме того, он улучшает механические свойства при высоких температурах.В ферритные сорта ниобий и / или титан иногда добавляют / добавляют для улучшения ударной вязкости и минимизации риска межкристаллитной коррозии. В мартенситных сталях ниобий снижает твердость и увеличивает сопротивление отпуску. В США ниобий обозначается как колумбий (Cb).

Азот (N)

Азот — это очень мощный аустенитообразователь, который также значительно улучшает механическую прочность. Он также повышает устойчивость к локальной коррозии, особенно в сочетании с молибденом.В ферритной нержавеющей стали азот сильно снижает ударную вязкость и коррозионную стойкость. В мартенситных марках азот увеличивает твердость и прочность, но снижает ударную вязкость.

Кремний (Si)

Кремний повышает стойкость к окислению как при высоких температурах, так и в сильно окисляющих растворах при более низких температурах. Это способствует ферритной микроструктуре и увеличивает прочность.

Сера (S)

Сера добавляется в некоторые нержавеющие стали для повышения их обрабатываемости.На уровнях, присутствующих в этих сортах, сера немного снижает коррозионную стойкость, пластичность, свариваемость и формуемость. В Outokumpu товарный знак PRODEC (PRODuction EConomy) используется для некоторых марок со сбалансированным содержанием серы для улучшения обрабатываемости. Могут быть добавлены более низкие уровни серы, чтобы уменьшить деформационное упрочнение и улучшить формуемость. Немного повышенное содержание серы также улучшает свариваемость стали.

Титан (Ti)

Титан — это сильный феррит и карбидообразователь, который снижает эффективное содержание углерода и способствует образованию ферритной структуры двумя способами.За счет добавления титана в аустенитных сталях повышается стойкость к межкристаллитной коррозии (стабилизированные марки), а также улучшаются содержание углерода и механические свойства при высоких температурах. В ферритные сорта титан добавляют для улучшения ударной вязкости, формуемости и коррозионной стойкости. В мартенситных сталях титан снижает твердость мартенсита в сочетании с углеродом и увеличивает сопротивление отпуску. В сталях с дисперсионным твердением титан используется для образования интерметаллических соединений, которые используются для повышения прочности.

Вольфрам (Вт)

Вольфрам присутствует в качестве примеси в большинстве нержавеющих сталей, хотя его добавляют к некоторым специальным маркам, например к сверхдуплексной марке 4501, для повышения стойкости к точечной коррозии.

Ванадий (В)

Ванадий образует карбиды и нитриды при более низких температурах, способствует формированию феррита в микроструктуре и увеличивает ударную вязкость. Он увеличивает твердость мартенситных сталей из-за своего влияния на тип присутствующего карбида.Это также увеличивает сопротивление отпуску. Применяется только в закаленных нержавеющих сталях.

Глоссарий

Прочность
Способность поглощать энергию в пластиковом диапазоне.

Активный
(1) Состояние металла, которое корродирует без значительного влияния продукта реакции.
(2) Более низкий или больший потенциал отрицательного электрода.

сталь | Состав, свойства, типы, марки и факты

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали.

Железная руда — один из самых распространенных элементов на Земле, и одно из основных ее применений — производство стали.В сочетании с углеродом железо полностью меняет характер и становится легированной сталью.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в чистом виде не намного тверже меди. За исключением крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, является поликристаллическим, то есть состоит из множества кристаллов, которые соединяются друг с другом на своих границах. Кристалл — это упорядоченное расположение атомов, которое лучше всего можно представить в виде соприкасающихся друг с другом сфер.Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые определенным образом пронизывают друг друга. Для железа структуру решетки лучше всего представить единичным кубом с восемью атомами железа в углах. Для уникальности стали важна аллотропия железа, то есть его существование в двух кристаллических формах. В объемно-центрированной кубической (ОЦК) конфигурации в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В расположении гранецентрированного куба (ГЦК) есть один дополнительный атом железа в центре каждой из шести граней единичного куба.Важно отметить, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК-схеме примерно на 25% больше, чем в ОЦК-схеме; это означает, что в структуре ГЦК больше места, чем в структуре ОЦК, для удержания посторонних (, т.е. легирующих) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912 ° C (1674 ° F) и от 1394 ° C (2541 ° F) до точки плавления 1538 ° C (2800 ° F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокотемпературной зоне.Между 912 ° и 1394 ° C железо находится в ГЦК-порядке, которое называется аустенитом или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за некоторыми исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительные количества других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а к сильным магнитным характеристикам железа. При температуре ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

В чистом виде железо мягкое и обычно не используется в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь — добавление небольшого количества углерода. В твердой стали углерод обычно присутствует в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe ₃ C, известный как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан.(С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде чешуек или кластеров графита из-за присутствия кремния, который подавляет образование карбидов.)

Влияние углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железо-углерод. Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т.е. — температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C указывает на то, что температуры затвердевания снижаются по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа.(Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Начало жидкой стали, содержащей, например, 0,77 процента углерода (показано вертикальной пунктирной линией на рисунке). затвердеть при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердеть при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этого момента все кристаллы железа находятся в аустенитном — , т.е. ГЦК — расположении и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении происходит резкое изменение примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа.Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) приблизительно 200 килограммов-сил на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм) по сравнению с DPH 70 килограммов-сил на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждение стали с более низким содержанием углерода (, например, 0,25 процента) приводит к получению микроструктуры, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; он мягче, чем перлит, с DPH около 130.Сталь с содержанием углерода более 0,77%, например 1,05%, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Диаграмма равновесия железо-углерод.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Как и почему в алюминий добавляют легирующие элементы

Как и зачем добавляют легирующие элементы в алюминий

Вопрос: Мне сообщили, что чистый алюминий обычно не используется в конструкциях и что для производства алюминия, обладающего достаточной прочностью для изготовления конструкционных компонентов, необходимо добавить к нему другие элементы.Какие элементы добавляются в эти алюминиевые сплавы? Как они влияют на характеристики материала? И в каких приложениях используются эти сплавы?

A: Полученная вами информация в основном верна. Было бы очень необычно найти чистый алюминий (серия сплавов 1ххх), выбранный для изготовления конструкций из-за его прочностных характеристик. Хотя серия 1xxx представляет собой почти чистый алюминий, они будут реагировать на деформационное упрочнение, особенно если они содержат значительное количество примесей, таких как железо и кремний.Однако даже в состоянии деформационного упрочнения сплавы серии 1ххх имеют очень низкую прочность по сравнению с другими сериями алюминиевых сплавов. Когда сплавы серии 1xxx выбираются для применения в конструкции, их чаще всего выбирают из-за их превосходной коррозионной стойкости и / или их высокой электропроводности. Чаще всего сплавы серии 1xxx применяются в алюминиевой фольге, шинах электрических шин, металлизации проволоки, резервуарах для химикатов и системах трубопроводов.

Добавление легирующих элементов в алюминий является основным методом, используемым для производства ряда различных материалов, которые можно использовать в широком диапазоне конструкционных применений.

Если мы рассмотрим семь обозначенных серий алюминиевых сплавов, используемых для деформируемых сплавов, мы можем сразу определить основные легирующие элементы, используемые для производства каждой из серий сплавов. Затем мы можем пойти дальше и изучить влияние каждого из этих элементов на алюминий. Я также добавил некоторые другие часто используемые элементы и их влияние на алюминий.

Элемент первичного легирования серии

1xxx Алюминий — 99,00% или больше

2xxx Медь

3xxx Марганец

4xxx Кремний

5xxx Магний

6xxx Магний и кремний

7xxx Цинк

Основные эффекты легирующих элементов в алюминии следующие:

Медь (Cu) 2xxx — Алюминиево-медные сплавы обычно содержат от 2 до 10% меди с небольшими добавками других элементов.Медь обеспечивает значительное увеличение прочности и способствует дисперсионному твердению. Введение меди в алюминий также может снизить пластичность и коррозионную стойкость. Повышена склонность к растрескиванию при затвердевании алюминиево-медных сплавов; следовательно, некоторые из этих сплавов могут быть наиболее сложными для сварки алюминиевыми сплавами. Эти сплавы включают одни из самых прочных, термически обрабатываемых алюминиевых сплавов. Чаще всего сплавы серии 2xxx применяются в аэрокосмической, военной технике и ракетных плавниках.

Марганец (Mn) 3xxx — Добавление марганца к алюминию несколько увеличивает прочность за счет упрочнения раствора и улучшает деформационное упрочнение, не снижая заметно пластичность или коррозионную стойкость. Это материалы средней прочности, не поддающиеся термической обработке, которые сохраняют прочность при повышенных температурах и редко используются в основных конструкционных приложениях. Чаще всего сплавы серии 3ххх применяются в кухонной утвари, радиаторах, конденсаторах систем кондиционирования, испарителях, теплообменниках и связанных с ними трубопроводных системах.

Кремний (Si) 4xxx — Добавление кремния к алюминию снижает температуру плавления и улучшает текучесть. Сам по себе кремний в алюминии дает сплав, не поддающийся термической обработке; однако в сочетании с магнием он дает дисперсионно-твердеющий термообрабатываемый сплав. Следовательно, в серии 4xxx есть как термически обрабатываемые, так и не подлежащие термической обработке сплавы. Добавки кремния к алюминию обычно используются для изготовления отливок. Чаще всего сплавы серии 4xxx применяются для присадочной проволоки для сварки плавлением и пайки алюминия.

Магний (Mg) 5xxx — Добавление магния к алюминию увеличивает прочность за счет упрочнения твердого раствора и улучшает их способность к деформационному упрочнению. Эти сплавы являются алюминиевыми сплавами наивысшей прочности, не поддающимися термической обработке, и поэтому широко используются в конструкциях. Сплавы серии 5ххх производятся в основном в виде листов и пластин и лишь иногда в виде прессованных изделий. Причина этого в том, что эти сплавы быстро затвердевают при деформации и, следовательно, их трудно и дорого подвергать экструзии.Некоторые распространенные области применения сплавов серии 5xxx — это кузова грузовиков и поездов, здания, бронетранспортеры, кораблестроение, танкеры-химовозы, сосуды под давлением и криогенные резервуары.

Магний и кремний (Mg2Si) 6xxx — Добавление магния и кремния к алюминию дает соединение силицид магния (Mg2Si). Образование этого соединения обеспечивает серию 6ххх их термообрабатываемость. Сплавы серии 6xxx легко и экономично экструдируются, и по этой причине их чаще всего можно найти в широком ассортименте экструдированных форм.Эти сплавы образуют важную дополнительную систему со сплавом серии 5ххх. Сплав серии 5ххх, используемый в форме пластины, и сплав 6ххх часто присоединяются к пластине в некоторой экструдированной форме. Некоторые из обычных применений сплавов серии 6xxx — поручни, приводные валы, секции автомобильных рам, велосипедные рамы, трубчатая мебель для газонов, строительные леса, элементы жесткости и распорки, используемые на грузовиках, лодках и многих других конструкционных изделиях.

Цинк (Zn) 7xxx — Добавление цинка к алюминию (в сочетании с некоторыми другими элементами, в первую очередь магнием и / или медью) позволяет получать термически обрабатываемые алюминиевые сплавы высочайшей прочности.Цинк значительно увеличивает прочность и способствует дисперсионному твердению. Некоторые из этих сплавов могут быть подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением и по этой причине обычно не свариваются плавлением. Другие сплавы этой серии часто свариваются плавлением с отличными результатами. Некоторые из распространенных применений сплавов серии 7xxx — аэрокосмическая промышленность, бронетехника, бейсбольные биты и велосипедные рамы.

Железо (Fe) — Железо является наиболее распространенной примесью алюминия и специально добавляется в некоторые чистые сплавы (серия 1ххх) для обеспечения небольшого увеличения прочности.

Хром (Cr) — Хром добавляется в алюминий для контроля структуры зерен, предотвращения роста зерен в алюминиево-магниевых сплавах и предотвращения перекристаллизации в сплавах алюминий-магний-кремний или алюминий-магний-цинк во время термообработки. Хром также снижает подверженность коррозии под напряжением и улучшает ударную вязкость.

Никель (Ni) — Никель добавляют в сплавы алюминия с медью и алюминий с кремнием для повышения твердости и прочности при повышенных температурах и для снижения коэффициента расширения.

Титан (Ti) — Титан добавляют в алюминий в основном в качестве измельчителя зерна. Эффект измельчения зерна титана усиливается, если бор присутствует в расплаве или если он добавляется в виде лигатуры, содержащей бор, в значительной степени объединенный в виде TiB2. Титан — обычное дополнение к алюминиевой присадочной проволоке, поскольку он улучшает структуру сварного шва и помогает предотвратить растрескивание сварного шва.

Цирконий (Zr) — Цирконий добавляется к алюминию с образованием мелкодисперсного осадка из интерматаллических частиц, препятствующих перекристаллизации.

Литий (Li) — Добавление лития к алюминию может значительно повысить прочность и, модуль Юнга, обеспечить дисперсионное твердение и снизить плотность.

Свинец (Pb) и висмут (Bi) — Свинец и висмут добавляются в алюминий для облегчения стружкообразования и улучшения обрабатываемости. Эти легко обрабатываемые сплавы часто не поддаются сварке, поскольку свинец и висмут образуют легкоплавкие компоненты и могут давать плохие механические свойства и / или высокую чувствительность к образованию трещин при затвердевании.

Резюме:

Сегодня в промышленности используется много алюминиевых сплавов — более 400 деформируемых сплавов и более 200 литейных сплавов в настоящее время зарегистрированы в Алюминиевой ассоциации. Безусловно, одним из наиболее важных факторов, которые необходимо учитывать при сварке алюминия, является определение типа свариваемого сплава на основе алюминия. Если тип основного материала свариваемого компонента недоступен из надежного источника, выбор подходящей процедуры сварки может быть затруднен.Есть несколько общих рекомендаций относительно наиболее вероятного типа алюминия, используемого в различных областях, таких как упомянутые выше.