Карбиды в легированных сталях.

К карбидообразующим относятся переходные металлы с недостроенной -электронной оболочкой. Чем меньше электронов на оболочке, тем больше сродство к углероду.

В сталях карбидообразующими являются следующие элементы: (элементы перечислены в порядке возрастания их карбидообразующей способности).

При введении в сталь карбидообразующего элемента в небольшом количестве (десятые доли процента; для несильных карбидообразователей образования карбида этого элемента чаще всего не происходит. В этом случае атомы легирующего элемента частично замещают атомы железа в пространственной решетке цементита; образуется легированный цементит, мало отличающийся по свойствам от обычного цементита.

Рис. 3.22. Влияние легирующих элементов на протяженность замкнутой у-области

Карбида марганца не образуется при любых содержаниях марганца.

Формулу легированного цементита записывают обычно как или или в общем виде Последняя формула подчеркивает, что в карбидах цементитного типа на три металлических атома приходится один атом углерода.

Сильные карбидообразователи образуют с углеродом фазы внедрения. При этом чаще всего карбиды имеют формулу МС, т. е. на один металлический атом приходится один атом углерода. При известных условиях и образуют карбиды, более богатые металлом

Фазы внедрения, отличающиеся очень высокой тугоплавкостью, практически нерастворимы в аустените.

Для распада и растворения таких карбидов, как сталь необходимо нагреть до температуры Вследствие нерастворимости фаз внедрения происходит обеднение аустенита углеродом при легировании стали сильными карбидообразователями.

Промежуточное положение по карбидообразующей способности занимает хром, который наиболее широко, по сравнению с другими элементами, используется как легирующая добавка в сталях.

Хром в низко- и среднелегированных сталях (до 10%) образует карбид в высоколегированных сталях образуется более богатый хромом карбид Карбиды хрома могут растворять железо и легирующие элементы стали в значительном количестве, поэтому часто в общем виде формулы этих карбидов записываются как

Хром оказывает влияние на карбидообразование при совместном его введении с молибденом и вольфрамом. При определенном соотношении хрома и молибдена (вольфрама) не образуются фазы внедрения а вместо них появляются сложные карбиды, содержащие хром, молибден (вольфрам) и железо с формулой Карбиды типа в отличие от фаз внедрения, растворимы в аустените, хотя для их растворения требуются еще более высокие температуры и более длительные выдержки, чем для растворения карбидов хрома.

Таким образом, в зависимости от легирующего элемента и его количества в структуре легированных сталей могут встретиться следующие типы карбидов: хорошо растворимые в аустените карбиды типа более трудно растворимые карбиды типов и почти нерастворимые в твердом состоянии карбиды типа МС.