Специальные стали — это сплавы на основе железа, отличающиеся от обычных сталей особыми свойствами, обусловленными либо их химическим составом, либо особым способом производства, либо способом их обработки (Э. Гудремон).
В большинстве случаев специальные стали содержат легирующие элементы.
Легирующими элементами называют химические элементы, специально введенные в сталь для получения требуемых строения, структуры, физико-химических и механических свойств. ‘
Основными легирующими элементами в сталях являются Mn, Si, Cr, Ni, Mo W, Со, Cu, Ti, V, Zr, Nb, Al, В. В некоторых сталях легирующими элементами могут быть также Р, S, N, Se, Те, Pb, Ce, La и др. Перечисленные элемен-1 ты, а также Н, О, Sn, Sb, As, Bi могут быть также примесями в стали. Содержание легирующих элементов в стал№ может колебаться от тысячных долей процента до десят^ ков процентов.
Примесями называют химические элементы, перешед-4 шие в состав стали в процессе ее производства как технологические добавки или как составляющие шихтовых материалов. Содержание примесей в стали обычно ограничивается следующими пределами: Mns^O,8 %, Si^O,4 %„ CrsSO,3 %, NisgO,3 %, Cu а не а-фазы, как в двойных сплава’х Fe—Cr.
Легирующие элементы по-разному влияют на расширение или сужение у-области на диаграмме железо — легирующий элемент.-Если для углерода и азота, образующих с железом твердый раствор внедрения, расширение области ¦у-фазы связано с наличием больших позиций внедрения (октаэдрических пор) в гранецентрированной кубической
Легирующий элемент, %
Рис. 2. Влияние легирования на а-+у- превращенне в зависимости от скрытой теплоты превращения по К. Эидрюсу
Решетке (г. д. к.),^to для легирующих элементов, дающих’ с железом твердый раствор замещения, одной из причин расширения или сужения — у-области может быть изменением скрытой теплоты превращения при перестройке г. ц. к. ре — ‘ шетки в о. ц. к.. Если поглощенное тепло, приходящееся на единицу концентрации растворенного элемента в а — и у-же- лезе, выразить через ЯаИ Ят, a AH=Ha-H4, то в случае», когда АЯ положительно, термодина — а мически выгодным будет существование v-фазы и диаграмма будет иметь открытую (рис. 2, а) или расширенную 7-область. В этом случае две ветви кривой растворимости можно рассматривать как часть сплошной кривой. Если ЛЯ отрицательно, получим диаграмму с закрытой 7-областью (рис. 2).
Примеры реальных диаграмм железо — легирующий элемент приведены на рис. 3.
T,°c
3. вид диаграммы состояния железо—легирующий злемент для Tl, *, LjTj Mn. Со та Ni
If