Карбиди и нитриди в легирани стомани

Според естеството на взаимодействието с въглерода всички легиращи елементи се разделят на карбидообразуващи и некарбидообразуващи (никел, силиций, алуминий, кобалт, мед).

Карбидообразуващите метали включват преходни метали с незавършена d-електронна обвивка (Таблица 6.8). Колкото по-малко са електроните върху черупката, толкова по-голям е афинитетът към въглерода.

При стоманите карбидообразуващи са: Fe, Cr, Mn, Mo, W, V, Ti, Nb (във възходящ ред на карбидообразуващата им способност).

Когато карбидообразуващият елемент се въведе в стомана в малко количество (от десети до 2%), образуването на карбид на този елемент най-често не се случва. Образува се легиран цементит (Fe, Cr)3C или най-общо Me3C. С увеличаване на съдържанието на карбидообразуващи елементи над границата на разтворимост се образуват специални карбиди, например Cr7C3.

Силните карбидообразуватели Mo, W, V, Nb, Ti образуват интерстициални фази с въглерод, най-често с формула MeC.

Интерстициалните фази, характеризиращи се с много висока огнеупорност, са практически неразтворими в аустенит. Поради неразтворимостта на интерстициалните фази, аустенитът е обеднен от въглерод, когато стоманата е легирана със силни карбидообразуватели.

Подобни образувания се наблюдават в стомани с достатъчно количество азот, тези фази се наричат нитриди.

Строеж на метални карбиди и нитриди

Карбидите и нитридите в стоманите повишават неговата твърдост и якост (особено Si, Mn, Ni), намаляват пластичността и якостта, повишават (Cr, Si, V) или понижават (Ni) прага на студена крехкост, намаляват якостта на удар (с изключение на никел).

Въпроси за самоконтрол

Как да изградим диаграма на равновесното състояние на сплави?
Какво е солидус линия?
Какво е ликвидус линия?
какПринципно различен ли е процесът на получаване на равновесна сплав от неравновесна?
Защо се получава сегрегация при бързо охлаждане?
Какви фази се появяват в сплавите по време на кристализация?
С какво е свързана променливата разтворимост на компонент А в компонент Б?
Какво е явлението полиморфизъм?
Формулирайте правилото за концентрациите и правилото за сегментите.
Как да четем диаграма на състоянието?
Какво е cono?
Как се нарича сместа от две твърди фази, получени едновременно от течната?
Какво е евтектоид?
Какво е перитектика?
Какво е евтектика?
Какво е ледебурит и перлит?
Какво представляват аустенитните стомани? феритни стомани?
Как се образуват карбидите и нитридите в легираните стомани?

Глава 7. ФОРМИРАНЕ НА СТРУКТУРАТА НА ДЕФОРМИРАН

МЕТАЛИ И СПЛАВИ

Деформацията е изменението на размера и формата на тялото под въздействието на външни сили. Еластичните деформации изчезват, а пластичните остават след края на действието на приложените сили. Еластичните деформации се основават на обратими измествания на метални атоми от равновесно положение. Пластмасовите се основават на необратими премествания на атоми на значителни разстояния от техните първоначални равновесни позиции.

Способността на металите да се деформират пластично се наричапластичност. Когато металът е пластично деформиран, редица свойства се променят едновременно, по-специално якостта се увеличава по време на студена деформация.

7.1. Механизъм на пластична деформация

Пластичната деформация в кристала се извършва чрез изместване на една от неговите части спрямо друга.

Има два вида срязване: приплъзване и побратимяване. Ролята на побратимяването се увеличава, ако е трудноприплъзване. То, в сравнение с плъзгането, е от второстепенно значение.

Приплъзването се развива по равнини и направления, в които равнината на атомите е максимална. Равнината на плъзгане заедно с посоката на плъзгане, принадлежаща на тази равнина, образуватсистема за плъзгане.

Броят на системите за приплъзване не е еднакъв в металите с различни видове кристални решетки:

- за метали с FCC решетка - 12 еквивалентни системи за приплъзване.

- за метали с bcc решетка - 48 плъзгащи системи.

- в метали с GP решетка при c/a ≥ 1.63 се развива приплъзване по базисната равнина, в която има 3 еквивалентни посоки. Тези метали са по-малко пластични от металите с bcc и fcc решетки.

Увеличаването на броя на системите за приплъзване е придружено от увеличаване на способността на метала за пластична деформация. И така, за Zr и Ti с c/a

В реалните кристали изместването с едно междуатомно разстояние изисква напрежение от около 10 -4 G, което е 1000 пъти по-малко от теоретичната стойност. Ниската якост на истинските кристали се дължи на тяхното структурно несъвършенство.

Пластичната деформация в реалните кристали се извършва чрез последователно изместване на дислокации. В този случай няма пренос на маса. Премествайки се всеки път със стойността на вектора на Бъргерс - едно междуатомно разстояние, дислокацията в крайна сметка ще излезе на повърхността на кристала и тук ще се появи стъпка, равна на вектора на Бюргерс. Тази стъпка (нейната височина) ще се увеличи, тъй като десетки и стотици дислокации се движат в равнината на приплъзване. Стъпката, видима под микроскопа, се наричаплъзгаща линия.