А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Легування - залізо
Легування заліза хромом приводить до розширення пасивної області та зниження критичного струму пасивації і струму у пасивному стані, що дозволяє перевести сплав в слабоокіслітельних середовищах в пасивний стан.
Легування заліза і нікелю кремнієм забезпечує корозійну стійкість сплавів в різних середовищах, особливо в сильних неокисному кислотах. Ці сплави крихкі, тому вони можуть руйнуватися при різких перепадах температури і при ударі. Сплав кремній-нікель маєзначно більший межа міцності і менш схильний до руйнувань. Ці сплави застосовують тільки у вигляді лиття, і зазвичай потрібна додаткова шліфування виробів. Сплав кремній-нікель насилу піддається механічній обробці. Твердість цього сплаву тим вище, чимшвидше його охолоджують, приблизно від 1025 С.
Легування заліза хромом і алюмінієм, нікелю алюмінієм, марганцем і берилієм значно підвищує корозійну стійкість металів, створюючи на поверхні збагачені легуючими елементами плівки з хорошими захиснимивластивостями.
Аллотропічного перетворення в сплавеХ7Н2. Легування заліза різними елементами істотно змінює кінетику у - а-перетворення.
Вплив легуючих елементів на механічні властивості фериту. | Вплив легуючих елементів на ударну в'язкістьфериту (А. П. Гуляєв та В. П. Ємеліна. Легування заліза кремнієм, навпаки, призводить до зменшення величини 5т, що, мабуть, пояснюється укрупненням зерна.
Легування заліза хромом веде до самопассірованію на повітрі і в окисних середовищах , що підвищуєкорозійну стійкість. Навпаки, введення хрому в сплави, що працюють у відновних середовищах, не підвищує опору корозії. Введення більше 15% хрому в залізо додає сплавам високу корозійну стійкість в окисних середовищах.
Легування залізамарганцем і фосфором значно покращує зносостійкість осаду.
Легування заліза хромом веде до самопассівірованію на повітрі і в окисних середовищах і тому підвищує корозійну стійкість. Навпаки, введення хрому в сплави, що працюють ввідновних середовищах, не підвищує опору корозії.
Вплив легування кремнієм на корозію в 10% - ної сірчаної кислоти при 80 С (Брайен. Легування заліза або нікелю кремнієм повідомляє їм корозійну стійкість в ряді середовищ, особливо в міцнихнеокисному кислотах. Ці сплави крихкі і тому руйнуються при різких змінах температури і при ударах.
Легування заліза хромом, нікелем, молібденом, кремнієм та іншими елементами впливає на корозійну стійкість сплавів в різних середовищах.
Високочастотна піч для вимірювання поверхневого натягу. Для легування заліза вуглецем використовували спектрально чистий графіт. Зразки з різним вмістом вуглецю виплавляли у вакуумній печі при розрідженні порядку (Г мм рт. Ст. На рис. 5 представленірезультати, що ілюструють вплив вуглецю на поверхневий натяг заліза; там же наведено вміст кисню в досліджених сплавах.
При легуванні заліза нікелем корозійна стійкість сплавів зростає із збільшенням вмісту в них нікелю.
Потенціостатичні анодні криві сплавів залізо - хром і хрому. Зміст хрому (%. Інакше кажучи, легування заліза хромом покращує пассіваціонние характеристики, суттєво знижує швидкість розчинення в пасивному стані і в той же час зменшуєкорозійну стійкість у відновних і сильно окислювальних середовищах.
Деформація Бейна, що перетворює грати аустевіта (а т решітку мартенситу (б. Наприклад, при легуванні заліза нікелем і марганцем можна так сильно знизити температуру рівноваги двох фаз,що нормальне у - перетворення стає неможливим і спостерігається тільки мартенситних перебудова решітки.
Корозійностійкі сталі отримують при легуванні заліза елементами, що підвищують електрохімічний потенціал сплаву.
Але є і винятки:наприклад, легування заліза хромом в певних межах зменшує міцність твердого розчину. При зустрічі переміщаються дислокацій з домішковими атомами поля пружних напружень навколо них взаємодіють між собою, що призводить до перерозподілу домішок.Домішкові атоми заміщення з меншим, ніж у основи, атомним радіусом заміщають атоми основи в стислій області поля дислокації; в протилежному випадку - в розтягнутій області. Домішки впровадження заповнюють розтягнуті ділянки навколо дислокацій. Концентруючись у ядрадислокацій, домішкові атоми впровадження утворюють хмари Кот-трелла.
Pезультати такого експерименту показали[Т ], Що електродний потенціал заліза в розчині пікринової кислоти відносно мало змінюється при легуванні заліза хромом, марганцем або молібденом.Підвищення вмісту фосфору в сплаві призводить до різкої зміни потенціалу: він стає більш негативним, а різниця потенціалів сплаву (анода) і чистого заліза (катода) різко зростає.
Шуман провів класифікацію перехідних 3d -, 4d - і Sd-елементівперіодичної системи елементів по їх здатності утворювати ті чи інші кристалічні структури[52]і запропонував гіпотезу, згідно якої е-фаза повинна утворюватися як термодинамічно стійка фаза при легуванні заліза елементами з числом зовнішніхелектронів 7 - 9 і атомним радіусом, переважаючим атомний радіус заліза, але не більше 10%, При цьому в областях, що оточують легуючий елемент, повинні виникати високі стискаючі напруги, приблизно 1000 - 1500 МПа на 1% (ат.
Автори показали, що при мимовільновстановлює потенціалі в цьому середовищі з найбільшою швидкістю розчиняється армко-залізо, не містить хрому. Легування заліза 14% Сг підвищує його корозійну стійкість в 10 разів.
С призводить до блокування дислокацій атмосферами Котрелл, сегрегації тавиділеннями, і 7п ф підвищується. Легування заліза нікелем послаблює взаємодію дислокацій з атомами С і N і знижує 7 кр.
Прецизійні сплави виготовляють в основному на залізній, нікелевій і кобальтової основах. Легування заліза, нікелю і кобальту окремо абоневеликими добавками хрому, молібдену, вольфраму, ванадію, міді, алюмінію та інших металів здійснюють для отримання певних фізичних і фізико-механічних властивостей прецизійних сплавів. В той же час не можна не відзначити, що додаткове легування різномубуде впливати на їх корозійну стійкість.
Завдання визначення межі утоми зводиться до експериментальному визначенню такого напруження, яке викли ет руйнування за критичне число циклів Л /к - З цією метою відчувають обмежене число зразків,доведених до руйнування при числах циклів як менших, так і декілька (на полпорядка) великих Л /к, і будують залежність а - In N для отримання інтерпольованого значення ак. При легуванні заліза хромом, нікелем і ванадієм, а також вуглецем до 0 4% значення Л /квідповідають зазначеним для чистого заліза. У тих випадках, коли Л /к невідомо, його можна визначити за наявними експериментальним кривим втоми для аналогічних матеріалів.
Застосування прецизійних сплавів системи залізо-нікель обумовлено їх особливимифізичними властивостями. При легуванні заліза нікелем корозійна стійкість зростає із збільшенням вмісту в них нікелю. Сплави Fe-Ni будуть більш стійкі, ніж звичайні вуглецеві сталі, в атмосферних умовах, в морській воді, а також у слабких розчинах солей,кислот і лугів. Аналогічні сплави схильні корозійного розтріскування в розчинах NaOH і КОН, особливо у присутності хлористих солей. Легування заліза, наприклад хромом, помітно підвищує корозійну стійкість сплаву внаслідок переведення його в пасивнестан. Pезкое підвищення корозійної стійкості спостерігають при утриманні в сплавах 12 - 13% Сг. Така кількість хрому є мінімальним для сплавів, які будуть корозійностійкими в окисних середовищах і в атмосферних умовах. Збільшення вмісту хрому 13%призводить до подальшого підвищення корозійної стійкості сплаву.
Легування є ефективним засобом підвищення стійкості металів до впливу агресивних середовищ як при звичайних, так і при підвищених температурах. Вже зазначалося, що легування залізахромом або алюмінієм сприяє підвищенню стійкості до окислення (розд.
корозійну стійкість сталей можна підвищити введенням спеціальних легуючих елементів, наприклад металів з більш позитивним, ніж у основного металу, потенціалом, а також легкопасивується металів. Так, наприклад, ири легуванні заліза хромом можна домогтися, щоб пасивність отриманого сплзва відповідала пасивності чистого хрому.
Найбільш поширеною в металургії легуючої добавкою, що підвищує механічнуміцність, твердість і зносостійкість вуглецевих сталей, є марганець. Враховуючи великі запаси марганцю в СССP, Легування заліза марганцем представляється найбільш перспективним у порівнянні з дорогими нікелем і кобальтом і малопродуктивнимпроцесом осадження сплаву залізо - хром. Включення в залізний електроосадок спільно з вуглецем до 2% марганцю покращує зчеплені-емо сть, втомну міцність, зносостійкість та інші механічні властивості. Експлуатаційні випробування показали, що такі деталі, якгільзи, поршневі пальці і кільця, відновлені сплавом залізо - вуглець - марганець, працюють не гірше, а в деяких випадках навіть краще, ніж нові деталі.
Діаграми стану Fe-Ni з рекомендованими методами деформування в деформованому стані. | ЗалежністьІв, Оо 2 травня і i для частини системи Fe-Ni після різних попередніх обробок. У ряді випадків упорядкування в якій системі часто призводить до досить помітного зниження показників деформованості сплавів і їх охрупчіванію при низькотемпературної пластичноїдеформації. Прикладом цього служать сплави системи Fe-Зі (рис. 266 а), де легування заліза кобальтом супроводжується розширенням області - твердих розчинів аж до чистого кобальту при температурах вище 1000 С.
Представлені на рис. 24 дані по впливу легуючихелементів на розчинність фосфору в а-залізі показують, що легування заліза, що містить фосфор, може призводити до кількох конкуруючим процесам. До них відносяться посилення зерногранічной сегрегації фосфору при помірному зниженні його розчинності в залозі, зодного боку, і ослаблення сегрегації через зв'язування розчиненого фосфору при виділенні фосфідів в результаті дуже сильного зниження розчинності фосфору з іншого. У ряді робіт показано І09241], що в разі низьколегованих конструкційних сталей вельмиефективними добавками, що зв'язують охрупчиваются домішки в хімічні сполуки і значно ослабляють схильність до відпускної крихкості, є рідкоземельні елементи, зокрема, лантан і церій.
Вплив відпустки на твердість вуглецевої. | Впливрозміру зерна иа твердість фериту. Pаствореніе нікелю приводить до подрібнення зерна фериту і відповідно зростанням опору відриву. Разом з тим показано, що нікель знижує порігхладноломкості заліза навіть при однаковій величині зерна. Легуваннязаліза кремнієм, навпаки, супроводжується зменшенням величини SOTp, що пояснюється укрупненням зерна. Кремній підвищує межу пропорційності (im) і коефіцієнт зміцнення (D) заліза, що збільшує схильність до крихкого руйнування.
Захист металу від корозіїшляхом його легування іншим металом знаходить застосування головним чином у хімічній і нафтопереробній промисловості, а також для боротьби з корозією при підвищених температурах. Pазработана широка номенклатура високолегованих сталей стосовно доумовами впливу різних агресивних середовищ. Для легування заліза використовуються відносно дорогі метали: хром, нікель, молібден, вольфрам і ін З легованих сталей виготовляється апаратура хімічної промисловості. Застосування нержавіючих сталейв металомістких спорудах, таких, як магістральні трубопроводи, економічно невигідно.
Нікель і нікелеві сплави мають низькою корозійною стійкістю в рідкому свинці, оскільки вони схильні загальної та виборчої корозії. Дія вісмуту наконструкційні сталі і сплави аналогічно дії свинцю, але воно більш агресивно. Залізо, хром і вуглецева сталь стійкі до 700 С, нержавіючі сталі 1X13 Х271Х18Н9 і ОХ18Н11Б до 400 С, а молібден до 1000 С. Легування заліза кремнієм (трансформаторна сталь) підвищуєкорозійну стійкість в рідкому вісмуті і його сплавах. Нержавіючі сталі ОХ19Н9 1Х18Н9Т і ОХ18Н11Б володіють більш низькою корозійною стійкістю при 500 С в рідкому вісмуті і його сплавах, ніж свинець. Перераховані сталі у вигляді евтектичних сплавів зі свинцем і вісмутоммають ще нижчу корозійну стійкість. Залізо і низьковуглецевих стали в такому евтектичних сплавів володіють високою корозійною стійкістю до 570 - 730 С, хромиста нержавіюча та хромонікелева сталь з 25% Сг і 20% Ni (ЕІ417) до 500 С, хромонікелеві сталі з 18% Сгі 8% Ni і 16% Сг і 35% Ni до 300 С.
Анодні потенціостата-етичні криві для Cr, Ni (за даними Колотиркіна і Fe (за даними Франка в 1 iV H2SO4 при 25 С. Нержавіючі сталі - сплави на основі заліза, леговані хромом або хромом і нікелем, а також і іншими елементами, корозійнастійкість яких обумовлена, в першу чергу, їх пасивними властивостями. Тому проводять численні дослідження по вивченню впливу різних факторів-складу, середовища, температури, на підвищення пассівіруемості сталей цього класу. Очевидно, що хром маєнайбільш негативне значення потенціалів пасивації Еа і повної пасивації ЄПП, а також і мінімальний струм розчинення в пасивному стані ГПП в порівнянні з залізом і нікелем. При легуванні заліза нікелем пассівіруемость сплавів також зростає[84, 119], Але внабагато меншому ступені, ніж при легуванні заліза хромом. Пасивні властивості сплавів Fe - Ni є проміжними між пасивними властивостями чистих металів.
Нержавіючі сталі - сплави на основі заліза, леговані хромом або хромом і нікелем, а також і іншимиелементами, корозійна стійкість яких обумовлена, в першу чергу, їх пасивними властивостями. Тому проводять численні дослідження по вивченню впливу різних факторів-складу, середовища, температури, на підвищення пассівіруемості сталей цього класу.Очевидно, що хром має найбільш негативне значення потенціалів пасивації Еа і повної пасивації ЄПП, а також і мінімальний струм розчинення в пасивному стані ГПП в порівнянні з залізом і нікелем. При легуванні заліза нікелем пассівіруемость сплавів такожзростає[84, 119], Але в набагато меншому ступені, ніж при легуванні заліза хромом. Пасивні властивості сплавів Fe - Ni є проміжними між пасивними властивостями чистих металів.
Застосування прецизійних сплавів системи залізо-нікель обумовлено їх особливимифізичними властивостями. При легуванні заліза нікелем корозійна стійкість зростає із збільшенням вмісту в них нікелю. Сплави Fe-Ni будуть більш стійкі, ніж звичайні вуглецеві сталі, в атмосферних умовах, в морській воді, а також у слабких розчинах солей,кислот і лугів. Аналогічні сплави схильні корозійного розтріскування в розчинах NaOH і КОН, особливо у присутності хлористих солей. Легування заліза, наприклад хромом, помітно підвищує корозійну стійкість сплаву внаслідок переведення його в пасивнестан. Pезкое підвищення корозійної стійкості спостерігають при утриманні в сплавах 12 - 13% Сг. Така кількість хрому є мінімальним для сплавів, які будуть корозійностійкими в окисних середовищах і в атмосферних умовах. Збільшення вмісту хрому 13%призводить до подальшого підвищення корозійної стійкості сплаву.
Зв'язок між роботою руйнування адгезійних з'єднань W металів з елементами та вільною енергією кордону розділу Е (суцільні лінії - межі розкиду даних. При використанні кристалічного матеріалу на властивості поверхні впливає межзеренное межа. Інтенсивна сегрегація домішкових атомів поблизу кордону зерна також впливає на поверхневі властивості. Для металів причиною сегрегації є зниження поверхневої енергії. За інших міркувань поверхнева сегрегація сприяє зниженню енергії деформації решітки. Як домішкові атоми впливають на поверхневу енергію, видно на прикладі легування заліза фосфором.
Pозвиток порошкової металургії пов'язане із застосуванням її методів для безвідходного виготовлення деталей машин. З'явилися в кінці 30 - х - початку 40 - х років перші деталі із залізного порошку простої форми і відносно високій пористості поклали початок бурхливому розвитку цього напрямку порошкової металургії. Спочатку з порошків виготовляли малонавантажених деталі машин. В даний час вивчені і розроблені методи підвищення щільності виробів подвійним пресуванням і спіканням, освоєно спікання в присутності рідкої фази і просоченням пористого каркаса із залізного порошку міддю. Крім того, розроблені методи легування заліза вуглецем, міддю, нікелем, хромом та іншими металами. В промисловості використовують попередньо леговані сталеві порошки. Типовими представниками деталей конструкційного призначення, що виготовляються з металевих порошків, є шестерні, кулачки, накладки, шайби, ковпачки, заглушки, трійники, храповик, важелі, кришки, фланці сільськогосподарських машин, тракторів, автомобілів і багато інших, які знаходять застосування в різних галузях народного господарства.
За цих умов по швидкості розчинення метали розташовуються в ряд: MoCrWNiFeMn. Порівняно з попереднім потенціалом різко зросла корозійна стійкість хрому, тому що тепер він практично знаходиться в області стійкого пасивного стану. Високу стійкість, як і раніше, мають молібден і вольфрам, перебувають у пасивному стані. Погіршилася, але залишається все ще високою корозійна стійкість нікелю. В розглянутих умовах дуже різко зросла швидкість розчинення заліза. Вона перевищує відповідну величину для хрому більш ніж на шість порядків. Таким чином, легування заліза усіма зазначеними елементами, крім марганцю, має підвищувати його корозійну стійкість.
Легування заліза і нікелю кремнієм забезпечує корозійну стійкість сплавів в різних середовищах, особливо в сильних неокисному кислотах. Ці сплави крихкі, тому вони можуть руйнуватися при різких перепадах температури і при ударі. Сплав кремній-нікель маєзначно більший межа міцності і менш схильний до руйнувань. Ці сплави застосовують тільки у вигляді лиття, і зазвичай потрібна додаткова шліфування виробів. Сплав кремній-нікель насилу піддається механічній обробці. Твердість цього сплаву тим вище, чимшвидше його охолоджують, приблизно від 1025 С.
Легування заліза хромом і алюмінієм, нікелю алюмінієм, марганцем і берилієм значно підвищує корозійну стійкість металів, створюючи на поверхні збагачені легуючими елементами плівки з хорошими захиснимивластивостями.
Аллотропічного перетворення в сплавеХ7Н2. Легування заліза різними елементами істотно змінює кінетику у - а-перетворення.
Вплив легуючих елементів на механічні властивості фериту. | Вплив легуючих елементів на ударну в'язкістьфериту (А. П. Гуляєв та В. П. Ємеліна. Легування заліза кремнієм, навпаки, призводить до зменшення величини 5т, що, мабуть, пояснюється укрупненням зерна.
Легування заліза хромом веде до самопассірованію на повітрі і в окисних середовищах , що підвищуєкорозійну стійкість. Навпаки, введення хрому в сплави, що працюють у відновних середовищах, не підвищує опору корозії. Введення більше 15% хрому в залізо додає сплавам високу корозійну стійкість в окисних середовищах.
Легування залізамарганцем і фосфором значно покращує зносостійкість осаду.
Легування заліза хромом веде до самопассівірованію на повітрі і в окисних середовищах і тому підвищує корозійну стійкість. Навпаки, введення хрому в сплави, що працюють ввідновних середовищах, не підвищує опору корозії.
Вплив легування кремнієм на корозію в 10% - ної сірчаної кислоти при 80 С (Брайен. Легування заліза або нікелю кремнієм повідомляє їм корозійну стійкість в ряді середовищ, особливо в міцнихнеокисному кислотах. Ці сплави крихкі і тому руйнуються при різких змінах температури і при ударах.
Легування заліза хромом, нікелем, молібденом, кремнієм та іншими елементами впливає на корозійну стійкість сплавів в різних середовищах.
Високочастотна піч для вимірювання поверхневого натягу. Для легування заліза вуглецем використовували спектрально чистий графіт. Зразки з різним вмістом вуглецю виплавляли у вакуумній печі при розрідженні порядку (Г мм рт. Ст. На рис. 5 представленірезультати, що ілюструють вплив вуглецю на поверхневий натяг заліза; там же наведено вміст кисню в досліджених сплавах.
При легуванні заліза нікелем корозійна стійкість сплавів зростає із збільшенням вмісту в них нікелю.
Потенціостатичні анодні криві сплавів залізо - хром і хрому. Зміст хрому (%. Інакше кажучи, легування заліза хромом покращує пассіваціонние характеристики, суттєво знижує швидкість розчинення в пасивному стані і в той же час зменшуєкорозійну стійкість у відновних і сильно окислювальних середовищах.
Деформація Бейна, що перетворює грати аустевіта (а т решітку мартенситу (б. Наприклад, при легуванні заліза нікелем і марганцем можна так сильно знизити температуру рівноваги двох фаз,що нормальне у - перетворення стає неможливим і спостерігається тільки мартенситних перебудова решітки.
Корозійностійкі сталі отримують при легуванні заліза елементами, що підвищують електрохімічний потенціал сплаву.
Але є і винятки:наприклад, легування заліза хромом в певних межах зменшує міцність твердого розчину. При зустрічі переміщаються дислокацій з домішковими атомами поля пружних напружень навколо них взаємодіють між собою, що призводить до перерозподілу домішок.Домішкові атоми заміщення з меншим, ніж у основи, атомним радіусом заміщають атоми основи в стислій області поля дислокації; в протилежному випадку - в розтягнутій області. Домішки впровадження заповнюють розтягнуті ділянки навколо дислокацій. Концентруючись у ядрадислокацій, домішкові атоми впровадження утворюють хмари Кот-трелла.
Pезультати такого експерименту показали[Т ], Що електродний потенціал заліза в розчині пікринової кислоти відносно мало змінюється при легуванні заліза хромом, марганцем або молібденом.Підвищення вмісту фосфору в сплаві призводить до різкої зміни потенціалу: він стає більш негативним, а різниця потенціалів сплаву (анода) і чистого заліза (катода) різко зростає.
Шуман провів класифікацію перехідних 3d -, 4d - і Sd-елементівперіодичної системи елементів по їх здатності утворювати ті чи інші кристалічні структури[52]і запропонував гіпотезу, згідно якої е-фаза повинна утворюватися як термодинамічно стійка фаза при легуванні заліза елементами з числом зовнішніхелектронів 7 - 9 і атомним радіусом, переважаючим атомний радіус заліза, але не більше 10%, При цьому в областях, що оточують легуючий елемент, повинні виникати високі стискаючі напруги, приблизно 1000 - 1500 МПа на 1% (ат.
Автори показали, що при мимовільновстановлює потенціалі в цьому середовищі з найбільшою швидкістю розчиняється армко-залізо, не містить хрому. Легування заліза 14% Сг підвищує його корозійну стійкість в 10 разів.
С призводить до блокування дислокацій атмосферами Котрелл, сегрегації тавиділеннями, і 7п ф підвищується. Легування заліза нікелем послаблює взаємодію дислокацій з атомами С і N і знижує 7 кр.
Прецизійні сплави виготовляють в основному на залізній, нікелевій і кобальтової основах. Легування заліза, нікелю і кобальту окремо абоневеликими добавками хрому, молібдену, вольфраму, ванадію, міді, алюмінію та інших металів здійснюють для отримання певних фізичних і фізико-механічних властивостей прецизійних сплавів. В той же час не можна не відзначити, що додаткове легування різномубуде впливати на їх корозійну стійкість.
Завдання визначення межі утоми зводиться до експериментальному визначенню такого напруження, яке викли ет руйнування за критичне число циклів Л /к - З цією метою відчувають обмежене число зразків,доведених до руйнування при числах циклів як менших, так і декілька (на полпорядка) великих Л /к, і будують залежність а - In N для отримання інтерпольованого значення ак. При легуванні заліза хромом, нікелем і ванадієм, а також вуглецем до 0 4% значення Л /квідповідають зазначеним для чистого заліза. У тих випадках, коли Л /к невідомо, його можна визначити за наявними експериментальним кривим втоми для аналогічних матеріалів.
Застосування прецизійних сплавів системи залізо-нікель обумовлено їх особливимифізичними властивостями. При легуванні заліза нікелем корозійна стійкість зростає із збільшенням вмісту в них нікелю. Сплави Fe-Ni будуть більш стійкі, ніж звичайні вуглецеві сталі, в атмосферних умовах, в морській воді, а також у слабких розчинах солей,кислот і лугів. Аналогічні сплави схильні корозійного розтріскування в розчинах NaOH і КОН, особливо у присутності хлористих солей. Легування заліза, наприклад хромом, помітно підвищує корозійну стійкість сплаву внаслідок переведення його в пасивнестан. Pезкое підвищення корозійної стійкості спостерігають при утриманні в сплавах 12 - 13% Сг. Така кількість хрому є мінімальним для сплавів, які будуть корозійностійкими в окисних середовищах і в атмосферних умовах. Збільшення вмісту хрому 13%призводить до подальшого підвищення корозійної стійкості сплаву.
Легування є ефективним засобом підвищення стійкості металів до впливу агресивних середовищ як при звичайних, так і при підвищених температурах. Вже зазначалося, що легування залізахромом або алюмінієм сприяє підвищенню стійкості до окислення (розд.
корозійну стійкість сталей можна підвищити введенням спеціальних легуючих елементів, наприклад металів з більш позитивним, ніж у основного металу, потенціалом, а також легкопасивується металів. Так, наприклад, ири легуванні заліза хромом можна домогтися, щоб пасивність отриманого сплзва відповідала пасивності чистого хрому.
Найбільш поширеною в металургії легуючої добавкою, що підвищує механічнуміцність, твердість і зносостійкість вуглецевих сталей, є марганець. Враховуючи великі запаси марганцю в СССP, Легування заліза марганцем представляється найбільш перспективним у порівнянні з дорогими нікелем і кобальтом і малопродуктивнимпроцесом осадження сплаву залізо - хром. Включення в залізний електроосадок спільно з вуглецем до 2% марганцю покращує зчеплені-емо сть, втомну міцність, зносостійкість та інші механічні властивості. Експлуатаційні випробування показали, що такі деталі, якгільзи, поршневі пальці і кільця, відновлені сплавом залізо - вуглець - марганець, працюють не гірше, а в деяких випадках навіть краще, ніж нові деталі.
Діаграми стану Fe-Ni з рекомендованими методами деформування в деформованому стані. | ЗалежністьІв, Оо 2 травня і i для частини системи Fe-Ni після різних попередніх обробок. У ряді випадків упорядкування в якій системі часто призводить до досить помітного зниження показників деформованості сплавів і їх охрупчіванію при низькотемпературної пластичноїдеформації. Прикладом цього служать сплави системи Fe-Зі (рис. 266 а), де легування заліза кобальтом супроводжується розширенням області - твердих розчинів аж до чистого кобальту при температурах вище 1000 С.
Представлені на рис. 24 дані по впливу легуючихелементів на розчинність фосфору в а-залізі показують, що легування заліза, що містить фосфор, може призводити до кількох конкуруючим процесам. До них відносяться посилення зерногранічной сегрегації фосфору при помірному зниженні його розчинності в залозі, зодного боку, і ослаблення сегрегації через зв'язування розчиненого фосфору при виділенні фосфідів в результаті дуже сильного зниження розчинності фосфору з іншого. У ряді робіт показано І09241], що в разі низьколегованих конструкційних сталей вельмиефективними добавками, що зв'язують охрупчиваются домішки в хімічні сполуки і значно ослабляють схильність до відпускної крихкості, є рідкоземельні елементи, зокрема, лантан і церій.
Вплив відпустки на твердість вуглецевої. | Впливрозміру зерна иа твердість фериту. Pаствореніе нікелю приводить до подрібнення зерна фериту і відповідно зростанням опору відриву. Разом з тим показано, що нікель знижує порігхладноломкості заліза навіть при однаковій величині зерна. Легуваннязаліза кремнієм, навпаки, супроводжується зменшенням величини SOTp, що пояснюється укрупненням зерна. Кремній підвищує межу пропорційності (im) і коефіцієнт зміцнення (D) заліза, що збільшує схильність до крихкого руйнування.
Захист металу від корозіїшляхом його легування іншим металом знаходить застосування головним чином у хімічній і нафтопереробній промисловості, а також для боротьби з корозією при підвищених температурах. Pазработана широка номенклатура високолегованих сталей стосовно доумовами впливу різних агресивних середовищ. Для легування заліза використовуються відносно дорогі метали: хром, нікель, молібден, вольфрам і ін З легованих сталей виготовляється апаратура хімічної промисловості. Застосування нержавіючих сталейв металомістких спорудах, таких, як магістральні трубопроводи, економічно невигідно.
Нікель і нікелеві сплави мають низькою корозійною стійкістю в рідкому свинці, оскільки вони схильні загальної та виборчої корозії. Дія вісмуту наконструкційні сталі і сплави аналогічно дії свинцю, але воно більш агресивно. Залізо, хром і вуглецева сталь стійкі до 700 С, нержавіючі сталі 1X13 Х271Х18Н9 і ОХ18Н11Б до 400 С, а молібден до 1000 С. Легування заліза кремнієм (трансформаторна сталь) підвищуєкорозійну стійкість в рідкому вісмуті і його сплавах. Нержавіючі сталі ОХ19Н9 1Х18Н9Т і ОХ18Н11Б володіють більш низькою корозійною стійкістю при 500 С в рідкому вісмуті і його сплавах, ніж свинець. Перераховані сталі у вигляді евтектичних сплавів зі свинцем і вісмутоммають ще нижчу корозійну стійкість. Залізо і низьковуглецевих стали в такому евтектичних сплавів володіють високою корозійною стійкістю до 570 - 730 С, хромиста нержавіюча та хромонікелева сталь з 25% Сг і 20% Ni (ЕІ417) до 500 С, хромонікелеві сталі з 18% Сгі 8% Ni і 16% Сг і 35% Ni до 300 С.
Анодні потенціостата-етичні криві для Cr, Ni (за даними Колотиркіна і Fe (за даними Франка в 1 iV H2SO4 при 25 С. Нержавіючі сталі - сплави на основі заліза, леговані хромом або хромом і нікелем, а також і іншими елементами, корозійнастійкість яких обумовлена, в першу чергу, їх пасивними властивостями. Тому проводять численні дослідження по вивченню впливу різних факторів-складу, середовища, температури, на підвищення пассівіруемості сталей цього класу. Очевидно, що хром маєнайбільш негативне значення потенціалів пасивації Еа і повної пасивації ЄПП, а також і мінімальний струм розчинення в пасивному стані ГПП в порівнянні з залізом і нікелем. При легуванні заліза нікелем пассівіруемость сплавів також зростає[84, 119], Але внабагато меншому ступені, ніж при легуванні заліза хромом. Пасивні властивості сплавів Fe - Ni є проміжними між пасивними властивостями чистих металів.
Нержавіючі сталі - сплави на основі заліза, леговані хромом або хромом і нікелем, а також і іншимиелементами, корозійна стійкість яких обумовлена, в першу чергу, їх пасивними властивостями. Тому проводять численні дослідження по вивченню впливу різних факторів-складу, середовища, температури, на підвищення пассівіруемості сталей цього класу.Очевидно, що хром має найбільш негативне значення потенціалів пасивації Еа і повної пасивації ЄПП, а також і мінімальний струм розчинення в пасивному стані ГПП в порівнянні з залізом і нікелем. При легуванні заліза нікелем пассівіруемость сплавів такожзростає[84, 119], Але в набагато меншому ступені, ніж при легуванні заліза хромом. Пасивні властивості сплавів Fe - Ni є проміжними між пасивними властивостями чистих металів.
Застосування прецизійних сплавів системи залізо-нікель обумовлено їх особливимифізичними властивостями. При легуванні заліза нікелем корозійна стійкість зростає із збільшенням вмісту в них нікелю. Сплави Fe-Ni будуть більш стійкі, ніж звичайні вуглецеві сталі, в атмосферних умовах, в морській воді, а також у слабких розчинах солей,кислот і лугів. Аналогічні сплави схильні корозійного розтріскування в розчинах NaOH і КОН, особливо у присутності хлористих солей. Легування заліза, наприклад хромом, помітно підвищує корозійну стійкість сплаву внаслідок переведення його в пасивнестан. Pезкое підвищення корозійної стійкості спостерігають при утриманні в сплавах 12 - 13% Сг. Така кількість хрому є мінімальним для сплавів, які будуть корозійностійкими в окисних середовищах і в атмосферних умовах. Збільшення вмісту хрому 13%призводить до подальшого підвищення корозійної стійкості сплаву.
Зв'язок між роботою руйнування адгезійних з'єднань W металів з елементами та вільною енергією кордону розділу Е (суцільні лінії - межі розкиду даних. При використанні кристалічного матеріалу на властивості поверхні впливає межзеренное межа. Інтенсивна сегрегація домішкових атомів поблизу кордону зерна також впливає на поверхневі властивості. Для металів причиною сегрегації є зниження поверхневої енергії. За інших міркувань поверхнева сегрегація сприяє зниженню енергії деформації решітки. Як домішкові атоми впливають на поверхневу енергію, видно на прикладі легування заліза фосфором.
Pозвиток порошкової металургії пов'язане із застосуванням її методів для безвідходного виготовлення деталей машин. З'явилися в кінці 30 - х - початку 40 - х років перші деталі із залізного порошку простої форми і відносно високій пористості поклали початок бурхливому розвитку цього напрямку порошкової металургії. Спочатку з порошків виготовляли малонавантажених деталі машин. В даний час вивчені і розроблені методи підвищення щільності виробів подвійним пресуванням і спіканням, освоєно спікання в присутності рідкої фази і просоченням пористого каркаса із залізного порошку міддю. Крім того, розроблені методи легування заліза вуглецем, міддю, нікелем, хромом та іншими металами. В промисловості використовують попередньо леговані сталеві порошки. Типовими представниками деталей конструкційного призначення, що виготовляються з металевих порошків, є шестерні, кулачки, накладки, шайби, ковпачки, заглушки, трійники, храповик, важелі, кришки, фланці сільськогосподарських машин, тракторів, автомобілів і багато інших, які знаходять застосування в різних галузях народного господарства.
За цих умов по швидкості розчинення метали розташовуються в ряд: MoCrWNiFeMn. Порівняно з попереднім потенціалом різко зросла корозійна стійкість хрому, тому що тепер він практично знаходиться в області стійкого пасивного стану. Високу стійкість, як і раніше, мають молібден і вольфрам, перебувають у пасивному стані. Погіршилася, але залишається все ще високою корозійна стійкість нікелю. В розглянутих умовах дуже різко зросла швидкість розчинення заліза. Вона перевищує відповідну величину для хрому більш ніж на шість порядків. Таким чином, легування заліза усіма зазначеними елементами, крім марганцю, має підвищувати його корозійну стійкість.