Первая металлоторговая компания

Каталог

Лист (плиты) нержавеющие
Перфорированный металл
Трубы нержавеющие бесшовные
Трубы нержавеющие профильные
AISI 304

Трубы нержавеющие электросварные круглые
Трубы нержавеющие электросварные круглые полированные (зеркальные)
Трубы нержавеющие электросварные круглые шлифованные Grit 180-400
Трубы нержавеющие электросварные квадратные
Трубы нержавеющие электросварные квадратные шлифованные
Трубы нержавеющие электросварные профильные шлифованные Grit 180-400
Трубы нержавеющие электросварные квадратные зеркальные
Трубы нержавеющие электросварные профильные зеркальные
Шестигранник нержавеющий
Пруток (круг) нержавеющий
Отводы нержавеющие
Полоса нержавеющая
Уголок нержавеющий
Рулон нержавеющий
Лента нержавеющая
Сетка нержавеющая
Квадрат нержавеющий
Проволока нержавеющая
Прочий металлопрокат
Перфорированный металл


Авторизация

  Логин

  Пароль

    






Влияние легирующих сталь элементов на величину зерна и склонность его к росту при нагревании

Легирующие элементы могут как повышать, так и понижать склонность стали к росту зерна аустенита в зависимости от при­роды самого элемента, его количества и характера распределения в стали. Недооценка этих факторов является причиной того раз­нобоя, который существует до сих пор в этом вопросе в научных публикациях. Нередко встречающиеся в литературе попытки разделить все легирующие элементы по их влиянию на величину зерна аусте­нита (без ограничения к тому же максимальной температуры на­грева) на два класса: замедляющие рост и ускоряющие рост зерна, должны решительно отбрасываться как механистические.

Наиболее эффективными замедлителями роста величины зерна являются элементы, образующие с углеродом стойкий, трудно­растворимые при нагреве карбиды или нитриды. К таким элемен­там относятся: алюминий, цирконий, титан, ванадий, ниобий, тан­тал, вольфрам, хром и др. Из числа этих элементов только алюми­ний тормозит рост зерна благодаря образованию высокодисперс­ных нитридов с гранецентрированной кубической решеткой, а остальные элементы тормозят рост зерна благодаря образованию собственных карбидов (TiC, VC, NbC и т. д.). Влияние каждого из этих элементов ограничивается определенным температурным порогом, наиболее низким для алюминия. Уровень, точнее тем­пературный интервал этого порога, для каждого элемента опре­деляется условиями диссоциации и растворимости его соединений (карбидов, нитридов) в аустените. Один и тот же элемент (W, Сг), образуя при разном своем содержании в стали карбиды различ­ного типа и свойств, может создавать в ней не один, а два и даже три температурных порога.

Превышение при термической обработке стали свойственного ей порога будет приводить к все возрастающему с температурой росту величины зерен, причем теперь темп этого роста может даже опережать темп, свойственный такой же стали, но не имевшей в своем составе сдерживающей (модифицирующей примеси). Наиболее эффективно тормо­зят рост зерна добавки ванадия и титана и наоборот — благопри­ятствует росту зерна микролегирование стали бором (при отсут­ствии титана).

Имеющиеся в литературе, указания на торможение бором роста зерна аустенита при нагревании не отве­чают действительности, являясь чаще всего результатом подмены оценки влияния бора оценкой влияния сопутствующему ему в бористых сталях титана (ванадия или циркония), входящего в состав многих борсодержащих лигатур. Иными словами, при одновремен­ном присутствии в стали двух или трех элементов с противополож­ным влиянием на величину зерна аустенита и на склонность его к росту при нагревании результирующим будет влияние сильней­шего из них, с учетом количественной стороны легирования.

Значительно менее четко выражено влияние на величину зерна и склонность его к росту при нагревании таких элементов, как ни­кель, кремний, кобальт, медь. Легирующие сталь элементы, кроме марганца, тормозят рост зерен, но при этом количественная закономер­ность влияния каждого элемента не установлена. Легирующие сталь элементы многие условно разделяют на три группы:
1) увеличивающие величину зерна — Мп, Ni;
2) уменьшающие величину зерна — Si, Сг, Со;
3) не изменяющие величину зерна — Mo, Си, А1.

Данная классификация обосновывается с по­зиции влияния элементов на положение верхней критической точ­ки, приписывая элементам, понижающим ее способность увеличи­вать величину зерна аустенита, и наоборот. Однако эта классифи­кация не может быть принята, поскольку хорошо известна неод­нозначность влияния таких элементов, как Si, Al и Ni — способ­ность никеля тормозить рост зерна, а кремния и алюминия резко усиливать его. Так, некоторые исследователи отмечают, что феррит, легированный никелем, трудно сделать крупнозернистым, а неле­гированное железо и кремнистый феррит мелкозернистым. Измельчающее влияние никеля на величину зерна в ферритопер­литных сталях является одной из главных причин сни­жения им порога хладноломкости.

Тормозящее влияние никеля и усиливающее рост зерна влия­ние кремния, а при больших содержаниях и алюминия, неодно­кратно обнаруживалось и в исследованиях свойств различнолегированных марок конструкционной стали.

Была сделана также попытка связать влияние легирующих элементов на склонность зерна аустенита к росту при нагревании с характером образующегося твердого раствора. Согласно этим представлениям элементы, образующие твердые растворы внедре­ния (С, В, N), ускоряют рост зерен аустенита, а образующие твер­дые растворы замещения замедляют его. Если первая часть этого положения, касающаяся влияния С, В и N, и не встречает возражений, то вторая часть оказывается неприемлемой. Доста­точно напомнить о влиянии таких элементов, как фосфор и марга­нец, образующих с железом твердые растворы замещения и, вместе с тем, активно способствующих росту зерна аустенита, чтобы об­наружилась несостоятельность и этой теории.

Интересная попытка объяснения роли легирующих элементов недавно была предпринята некоторыми исследователями, высказавшими предполо­жение, что характер и активность влияния легирующих элементов связаны с изменением сил межатомных связей, а отсюда с соответ­ствующим изменением энергии активизации и скорости самодиффузии железа. Уязвимым местом этой теории является марга­нец — элемент, бесспорно, усиливающий склонность зерна аусте­нита к росту при нагревании и, вместе с тем, обязанный, согласно этим представлениям, оказывать противоположный эффект.

Отсюда видно, что металловедение не располагает законченной теорией, объясняющей механизм роста зерен, аустенита под влиянием того или иного элемента. Тем не менее накопленный наукой и практикой опыт позволяет уже сейчас уве­ренно оценивать, предугадывать и главное — влиять на поведение, при нагреве различных марок стали, позволяет добиваться нужной величины действительного зерна аустенита при всем многообразии применяемых режимов термической обработки.




© ЧУП «Первая металлоторговая компания», г. Минск
Адрес офиса: г. Минск, ул. Шаранговича, д. 67
8 (017) 259 58 07, 254 11 28, 254 08 70,
311 55 55, 585 00 00
252 22 22, 327 00 00

«Первая металлоторговая компания» предлагает нержавеющий металлопрокат предприятиям, расположеным на всей территории Республики Беларусь, в частности, в городах: Минск, Гомель, Могилев, Витебск, Гродно, Брест, Бобруйск, Барановичи, Борисов, Орша, Пинск, Мозырь, Солигорск, Новополоцк, Лида, Молодечно, Полоцк, Жлобин, Светлогорск, Речица, Слуцк, Жодино, Слоним, Кобрин, Волковыск, Калинковичи, Сморгонь, Осиповичи, Рогачев, Горки, Новогрудок, Вилейка, Берёза, Кричев, Дзержинск, Ивацевичи, Лунинец, Поставы