Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше
Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике
2. Влияние элементов на полиморфизм железа
Все элементы, которые растворяются в железе, влияют на температурный интервал существования его аллотропических модификаций, т. е. сдвигают точки
по температурной шкале.
Большинство элементов или повышают точку
и снижают точку
расширяя тем самым область существования - модификации (рис. 272, а), или понижают
и повышают
сужая область существования
-модификации (рис. 272, б).
Рис. 272. Диаграммы состояния железо — легирующий элемент
Из схематических диаграмм состояния железо — легирующий элемент, приведенных на рис. 272, видно, что свыше определенного содержания марганца, никеля Или некоторых других элементов (рис. 272, а)
-состояние существует как стабильное от комнатной температуры до температуры плавления. Такие сплавы на основе железа называются аустенитными. При содержании ванадия, молибдена, кремния и других элементов свыше определенного, предела устойчивым при всех температурах является
-состояние (рис. 272,б).
Такие сплавы на основе железа называются ферритными. В отличие от других сплавов на основе железа аустенитные и ферритные сплавы не имеют превращений при нагреве и охлаждении.
Рассмотрим некоторые реальные диаграммы состояний железо—легирующий элемент.
Система железо—никель (рис. 278)
Никель имеет гранецентрированную решетку с параметром, близким к
Это обеспечивает образование непрерывного ряда твердых растворов между
и никелем.
Никель повышает точку
и при
наступает нонвариантное равновесие
. Никель понижает точку
и температуры превращения при нагреве и охлаждении фактически настолько сильно отличаются, что для практического использования диаграммы целесообразно указывать отдельно температурный интервал превращения при охлаждении
и при нагреве
Поэтому, если взять, например, сплав с
при
то при охлаждении он будет иметь практически стабильную
-фазу, при нагреве при тех же температурах — практически стабильную
-фазу. Поскольку никель резко понижает
то при
и более температура превращения снижается до
и ниже.
Рис. 273. Система
При этих температурах диффузия никеля сильно заторможена и обратное а
-превращение тоже происходит по мартенситному (бездиффузионному) механизму.
В сплавах, богатых никелем, может образоваться упорядоченный твердый раствор с содержанием
Температура упорядочения (точка Курнакова) для сплава с точным соотношением
равна
Система железо—марганец (рис. 274).
Марганец имеет четыре аллотропические формы: а (стабильное существование до
имеет тетрагональную гранецентрированную решетку с параметрами близкими к параметру
Поэтому
образуют непрерывный ряд твердых растворов (неограниченная растворимость). Наличие четырех модификаций у марганца приводит в
сплавах, богатых марганцем к различным фазовым превращениям; диаграмма состояния сплавов, богатых железом
менее
аналогична диаграмме состояния
Марганец интенсивно снижает температуру
превращения при
и более начало превращения опускается до 700° и ниже. Поскольку для обычного а превращения требуется диффузия обоих компонентов и так как диффузионная подвижность марганца, как и других элементов, образующих твердые растворы замещения мала, то ниже
т. е. при содержании
более
практически
при нагревании — обратное а -
-превращение по мартенситной реакции. В сплавах, содержащих
превращение идет по другой мартенситной реакции
(обратный переход
причем в сплавах с
-мартенсит превращается (частично) в
-мартенсит при дальнейшем охлаждении.
Термической обработкой и пластической деформацией можно изменять количество а, у и
фаз. Максимальное количество (без деформации)
-фазы
образуется в чистых
сплавах при содержании
примерно
(рис. 275, б).
Система железо—хром (рис. 276)
Хром имеет одну модификацию, которая кристаллизуется в объемноцентрированной решетке изоморфной
Хром понижает обе точки аллотропического превращения железа, но так как точка
снижается быстрее, чем
то в конце концов обе точки сливаются, область замыкается при
Рис. 276. Система
Рис. 277. Система
Вблизи соотношения
образуется неустойчивое химическое соединение
обозначаемое обычно как
-фаза. Верхняя температура существования этого соединения равна
Система железо—молибден (рис. 277)
Молибден имеет кубическую объемно-центрированную решетку, однако атомные размеры молибдена иные, чем у хрома и железа, поэтому молибден образует с
-железом не неограниченные (как хром), а ограниченные твердые растворы.
Рис. 278. Система
Растворимость молибдена в
составляет
при
максимальная растворимость 26% (при
Молибден повышает точку
и понижает
выклинивая полностью эту область при
Система железо—кремний (рис. 278)
Кремний имеет решетку алмаза. Растворимость кремния в железе при
составляет около 15%. Кремний, повышая
снижает
и полностью выклинивает у-область
Следовательно, ферритными являются все сплавы, содержащие более
(практически более
Кремний образует с железом ряд соединений — силицидов, условное обозначение их (греческими буквами) указано на диаграмме.