3. Влияние легирующих элементов на критические точки стали

Легирующие элементы значительно влияют на критиче­ские точки в сталях. В частности, они могут интенсивно смещать точку Aci в стали. Подобное влияние легирующих элементов связано с двумя факторами.

Как известно, критическая температура Aci в углеро­дистой стали отвечает превращению эвтектоидной смеси перлита а + РезС в аустенит путем фазового перехода a-vy, диссоциации карбида и растворения углерода в – у-же – лезе. С одной стороны, легирующие элементы изменяют

По Si W

Рис. 4. Влияние легирования Рис. 5. Влияние легирования на содержание иа положение точки Aci в ста – углерода в эвтектонде (Cs) ли

0 2 T 6 8 10 Легирующий элемент,,%

О Z Ч 6 8 10

Легирующий элемент, %

Температуру a-vy-превращения для феррита, входящего в состав эвтектоида (перлита), и, с другой стороны, влияют на температуру диссоциации эвтектоидных карбидов и по­следующего растворения углерода и легирующих элемен­тов в у-железе.

Как правило, карбидообразующие элементы повышают температуру диссоциации карбидов, и если при этом они также повышают температуру a-vy-превращения, то влия­ние их на точку Ас\ особенно сильно (рис. 4).

Некарбидообразующие элементы, растворяясь в цемен­тите, несколько понижают температуру диссоциации кар­бида. При этом никель и марганец понижают температуру

«-^-перехода и, следовательно, снижают точку Aci. Свое­образно влияние хрома на точку Ac1. Хром до 12—131% сравнительно слабо повышает точку Acu а при содержа­нии его более 14 % наблюдается резкое повышение темпе­ратуры Aci. Подобное влияние объясняется тем, что при со­держании до 12—13 % хром понижает температуру а-+у- перехода, и наблюдаемое при этих содержаниях хрома по­вышение точки Aci обусловлено более сильцым влиянием повышенных температур диссоциации эвтектоидных карби­дов.

Закономерности влияния элементов на критические точ­ки в основном сохраняются и в сталях, содержащих одно­временно несколько легирующих элементов.

Легирующие элементы значительно влияют и на поло­жение эвтектоидной точки S и предельную концентрацию углерода в аустените (точку Е). Некарбидообразующие элементы (никель, кобальт, кремний), растворяясь в фер­рите и замещая часть атомов железа в его решетке, тем самым уменьшают содержание железа в эвтектоиде и сме­щают точку 5 в сторону меньших содержаний углерода (рис. 5). Аналогично влияют и карбидообразующие эле­менты, которые в большом количестве растворяются в фер­рите, карбиды которых участвуют в образовании эвтектои – да (например, Mn и Cr). Такие элементы, как Mo и W, сначала уменьшают, а затем увеличивают содержание уг­лерода в эвтектоиде. Имеются сведения, что сильные кар­бидообразующие элементы Ti, Nb и V, незначительно раст­воряющиеся в феррите и образующие стойкие карбиды, ко­торые не участвуют в образовании эвтектоида, уменьшают количество эвтектоида в стали и увеличивают содержание углерода в эвтектоиде, т. е. смещают точку 5 в сторону больших концентраций углерода. В то же время, если Ti, Nb и V растворены в аустените, то они снижают содержа­ние углерода в эвтектоиде (рис. 5).

Большинство легирующих элементов понижает предел растворимости углерода в у-железе и, следовательно, сме­щает точку E на диаграмме Fe-Fe3C в сторону меньших концентраций углерода.