Влияние алюминия на свойства стали

Влияние алюминия на свойства стали

Влияние алюминия на свойства стали

  • Влияние алюминия на свойства стали Алюминий не образует углерода и карбидов, он является самым сильным элементом графитации и уступает только кремнию. На диаграмме системы Fe-C алюминий движется прямо через кодовую точку S, увеличивая концентрацию углерода в перлите.

На фиг. 123 представлен структурный вид алюминиевой стали, например, в 1% А1 видно, что перлит содержит около 1,2% с. скорость диффузии углерода, Коалесценция цементита ускоряется, и перлит приобретает более грубую (менее дисперсную)

структуру, вплоть до образования так называемой аномальной structure. Людмила Фирмаль

An аномалией в структуре алюминиевой стали является обычная (обычная) перлитная структура, структура, состоящая из феррита, ментита, расположенного по границам зерен, и отдельных цементитных слоев, в которых перлит полностью absent.

It можно предположить, что такие стальные конструкции появляются из-за того, что алюминий относится к числу холофовых элементов и концентрируется внутри стальных частиц, препятствуя их растворению углеродом.

  • При длительном нагреве выше критической точки атомы углерода с высокими скоростями диффузии перемещаются из внутреннего объема частиц аустенита с регулярной атомно-кристаллической решеткой на поверхность частиц с искаженным атомно-кристаллическим составом lattice.

As в результате при охлаждении стали в процессе перехода y-Fe-va-Fe происходит накопление цементита в местах с высоким содержанием углерода (вдоль границы предыдущих зерен аустенита) и высвобождение феррита с низким содержанием углерода(внутри зерен аустенита). Критические точки стали A и L3 под воздействием алюминия несколько увеличиваются. Например, в среднеуглеродистой стали машинного производства с 1% на A1 0,3-0,4% C, без увеличения гистерезиса,

точка переменного тока повысится на −5°. 0.6 * 00 с.% 1.5 1.8 П; УП. 123. Людмила Фирмаль

Структурная схема 252 алюминий сталь алюминий сталь До 1% алюминия не оказывает существенного влияния на процесс изотермического превращения аустенита в Доэвтектоидную конструкционную сталь. Инкубационный период и время полного разложения аустенита практически не меняются, а общий вид С-образной диаграммы алюминиевой стали-углеродистая сталь. Когда сталь нагревается выше критической точки, алюминий снижает стабильность Y-Fe и снижает его шубность.

Таким образом, от аустенита до переохлаждения алюминиевая сталь имеет высокую критическую скорость упрочнения и низкую отверждаемость. Температура мартенситного превращения под воздействием алюминия повышается, а количество остаточного аустенита в структуре закаленной стали уменьшается (рис.124). 400. ^ 300 ГСО 200. — м Х / Рисунок 124. Влияние алюминия на температуру мартенситного превращения и остаточное содержание аустенита в структуре закаленной стали при 0,8% с Во время цементации стали алюминий приводит к необычной структуре в цементируемом слое, поэтому сталь с высоким содержанием алюминия не используется для цементации.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Влияние алюминия на свойства литой быстрорежущей стали Текст научной статьи по специальности « Технологии материалов»

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Г. В. Бычков

Текст научной работы на тему «Влияние алюминия на свойства литой быстрорежущей стали»

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЯ НА СВОЙСТВА ЛИТОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

Г. В. БЫЧКОВ (Представлена проф. докт. А. Н. Добровидовым)

Из литературных данных известно о применении алюминия в качестве заменителя вольфрама в инструментальных сталях [1], а также о повышении эксплуатационных свойств малолегированных быстрорежущих сталей при добавке алюминия [2].

Присадка 1,0% алюминия в литую быстрорежущую сталь типа Р9 способствует повышению стойкости при резании [3]. Более подробные исследования о влиянии алюминия на свойства литой быстрорежущей стали не проводились.

Целью настоящей работы являлось изучение влияния алюминия от 0,1 до 3,0% на свойства литой быстрорежущей стали типа Р9.

Сталь плавили на высокочастотной установке в кислом тигле емкостью 2 кг. Разливка производилась в металлическую форму на центробежной машине. Образцы размером 11X4X120 мм получали закалку в процессе охлаждения в форме. Химический состав плавок приведен в табл. 1.

От каждой плавки образцы подвергались пятикратному отпуску по 1 часу при 560, 580, 600, 625 и 650°. Различные режимы дали возможность определить оптимальную температуру и кратность отпуска, а также судить о красностойкости стали в зависимости от содержания алюминия и углерода.

Твердость образцов стали Р9 в литом закаленном состоянии при. присадке алюминия от 0,1% до 2,0% практически не меняется и составляет 62—63 RC. С увеличением содержания углерода в стали до 1,3% влияние присадок алюминия на твердость после отливки сказывается более резко. При увеличении содержания алюминия от ОД до 1,0% твердость образцов в литом состоянии возрастает от 55 до 60°RC, что можно объяснить уменьшением количества остаточного аустенита. Дальнейшее увеличение содержания алюминия приводит к снижению твердости в литом состоянии, а при 2% алюминия — к резкому падению до 44—45 RC, что объясняется выклиниванием алюминием гамма-области.

Влитой стали РЭсдобавкой алюминия до 1,5% максимальная твердость (66 RC) получена после пятикратного отпуска 560° или после трехкратного отпуска 580° (65 RC).

Первый отпуск 625° дает повышение твердости, при втором отпуске твердость снижается и после четвертого составляет 61—62 RC. Четырехкратный отпуск при 650° приводит к снижению твердости до 54—58RC, п* 163

Обозначение плавок Химический состав, в %

01 1,10 9,15 3,86 2,24 0,23 сл.

02 1,15 9,33 3,50 2,19 0,22 0,21

03 1,11 9,35 3,85 2,20 0,25 0,35

04 1,07 9,02 3,80 2,12 0,24 0,67

05 1,11 9, ¿9 3,75 2,10 0,23 1,05

Об 1,05 9,22 3,20 2,00 0,30 1,55

07 1,03 9,55 3,50 2,12 0,26 1,92

08 1,08 10,00 3,80 2,2 4 0,25 сл.

10 1,22 10,50 3,90 2,64 0,29 сл.

11 1,35 8,58 3,89 2,63 0,29 0,21

12 1,31 8,80 3,87 2,51 0,22 . 0,32

13 1,30 8,31 3,82 2,40 0,23 0,42 .

14 1,29 8,45 3.60 2,34 0,26 1,10

15 1,24 8,75 3,89 2,19 0,28 1,52

16 1,29 8,31 3,80 2,22 0,22 2,05

17 1,24 8,35 3,99 2,29 0.32 2,87

причем твердость 58 НС имели образцы плавок с 0,35—0,67% алюминия (рис. 1).

В сталях с повышенным содержанием углерода при добавке алюминия до 1,0% пятикратный отпуск 625° повышает твердость до

/23 /23 /23 ХРЯ/ЯМСГЬ

о-о 560° *-*580° •——600° *— jk-1f-i 1 /.

‘s гч ч L ß’L 4 ^ — — . -5 /у/ ¿Г ‘ — — »4 4 1

Лл02 * /7 л 03 4 > x /7л. О 4 Y

У/’, L_t ‘»»•-И /’jiK*,_^ *4 ■ >— S i-i

/7л 05 N N -1 b ЯЛ06 X 4 «4 -i ь- /7л. 07^ * 4

Дальнейшее повышение содержания алюминия приводит к более низким значениям твердости после отпуска, особенно это заметно при 625 и 650°. Введение в сталь алюминия более 2,0% приводит к резкому падению твердости отпущенных образцов, и при 3,0% алюминия твердость не поднимается выше 54—56 ИС для всех исследованных температур отпуска. Это можно объяснить тем, что сталь становится фер-ритной и твердость повышается только за счет дисперсионного твердения.

Читайте также  Способы закалки стали

Многократный отпуск с различных температур показал, что литая сталь Р9 с 0,35—0,67% алюминия обладает повышенной красностойкостью. Образцы этой стали с 0,67% алюминия (плавка 0,4) после четы-

о/плусха о/плуска отпуска

рехкратного отпуска 650° обладали твердостью 58 RC. В стали с повышенным содержанием углерода и добавке до 1,0% алюминия при тех же режимах отпуска твердость сохраняется до 60 RC, Увеличение содержания алюминия ухудшает красностойкость сталей.

1. На основании проведенного исследования установлено, что добавка 0,1 —1,0% алюминия в литую сталь типа Р9 не изменяет твердость в литом закаленном состоянии.

2. При повышенном содержании в стали углерода введение от 0,1 до 1,0% алюминия повышает твердость в литом состоянии с55 до 60 RC.

3. В литых сталях с присадкой до 1,0% алюминия максимальная твердость достигается после трехкратного отпуска при 580—600°.

4. Литая быстрорежущая сталь с добавкой алюминия порядка 0,7% имеет достаточную красностойкость при нагревании до 650°. Красностойкость стали увеличивается с повышением содержания углерода.

1. С. Л. Кейз и К. Р. Ван Горн. Алюминий в чугуне и стали. Металлург-издат, 1959.

2. А. П. Га ращен ко. Металловедение и термическая обработка, I. Металлург-издат, 1954.

К. М. Строева. Влияние кобальта, алюминия и бора на свойства литой быстрорежущей стали. Труды НПИ, т. 46/60, Издательстно Новочеркасского политехнического института, 1958.

Влияние химического состава на механические свойства стали

Каждый химический элемент, входящий в состав стали, по-своему влияет на ее механические свойства – улучшает или ухудшает.

Углерод (С), являющийся обязательным элементом и находящимся в стали обычно в виде химического соединения Fe3C (карбид железа), с увеличением его содержания до 1,2% повышает твердость, прочность и упругость стали и уменьшает вязкость и способность к свариваемости. При этом также ухудшаются обрабатываемость и свариваемость.

Кремний (Si) считается полезной примесью, и вводится в качестве активного раскислителя. Как правило, он содержится в стали в небольшом количестве (в пределах до 0,4%) и заметного влияния на ее свойства не оказывает. Но при содержании кремния более 2% сталь становится хрупкой и при ковке разрушается.

Марганец (Mn) содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве (0,3-0,8%) и серьезного влияния на ее свойства не оказывает. Марганец уменьшает вредное влияние кислорода и серы, повышает твердость и прочность стали, ее режущие свойства, увеличивает прокаливаемость, но снижает стойкость к ударным нагрузкам.

Сера (S) и фосфор (Р) являются вредными примесями. Их содержание даже в незначительных количествах оказывает вредное влияние на механические свойства стали. Содержание в стали более 0,045% серы делает сталь красноломкой, т.е. такой, которая при ковке в нагретом состоянии дает трещины. От красноломкости сталь предохраняет марганец, который связывает серу в сульфиды (MnS). Содержание в стали более 0,045% фосфора, делает сталь хладноломкой, т.е. легко ломающейся в холодном состоянии. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки.

Ниобий (Nb) улучшает кислостойкость стали и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Титан (Тi) повышает прочность, плотность и пластичность стали, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии. Повышает прокаливаемость стали при малых содержаниях и понижает при больших.

Хром (Cr) повышает прочность, закаливаемость и жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание, но снижает вязкость и теплопроводность стали. Содержание большого количества хрома (в обычных сортах стали доходит до 2%, а в специальных — до 25%) делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.

Молибден (Mo) повышает прочностные характеристики стали, увеличивает твердость, красностойкость, антикоррозионные свойства. Делает ее теплоустойчивой, увеличивает несущую способность конструкций при ударных нагрузках и высоких температурах. Затрудняет сварку, так как активно окисляется и выгорает.

Никель (Ni) увеличивает вязкость, прочность и упругость, но несколько снижает теплопроводность стали. Никелевые стали хорошо куются. Значительное содержание никеля делает сталь немагнитной, коррозионностойкой и жаропрочной.

Вольфрам (W) образуя в стали твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивает твердость и красностойкость. Увеличивает работоспособность стали при высоких температурах, ее прокаливаемость, повышает сопротивление стали к коррозии и истиранию, уменьшает свариваемость.

Ванадий (V) обеспечивает мелкозернистость стали, повышает твердость и прочность. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем. Снижает чувствительность стали к перегреву и улучшает свариваемость.

Кобальт (Co) повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Алюминий (Аl) является активным раскислителем. Делает сталь мелкозернистой, однородной по химическому составу, предотвращает старение, улучшает штампуемость, повышает твердость и прочность, увеличивает сопротивление окислению при высоких температурах.

Медь (Cu) влияет на повышение коррозионной стойкости, предела текучести и прокаливаемости. На свариваемость не влияет.

Для всестороннего понимания и анализа процессов, происходящих при легировании и деформировании сталей, важную роль играет знание зависимостей между химическим составом и механическими свойствами.

Целью настоящих исследований является изучение комплексного влияния химического состава на предел текучести σТ арматурной стали класса А500С.

В течение сентября и октября текущего года в Лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций ГБУ «ЦЭИИС» проводились испытания образцов арматурных стержней диаметром от Ø16 до Ø36. Были выполнены более 30 параллельных испытаний. При этом для одной и той же пробы данного типоразмера арматурных стержней определяли фактическую массовую долю химических элементов с помощью оптико-эмиссионного спектрометра PMI-MASTER SORT (рис.1) и механические свойства стали при помощи испытательной машины ИР-1000М-авто (рис.2).

Рис.1 — Испытание арматурного стержня для определения химического состава стали.

Рис.2 — Испытания арматурной стали на растяжение.

Для обеспечения достоверности статистических выводов и содержательной интерпретации результатов исследований сначала определили необходимый объем выборки, т.е. минимальное количество параллельных испытаний. Так как в данном случае испытания проводятся для оценки математического ожидания, то при нормальном распределении исследуемой величины минимально необходимый объем испытаний можно найти из соотношения:

где υ – выборочный коэффициент вариации,

tα,k – коэффициент Стьюдента,

α=1-P – уровень значимости (Р — доверительная вероятность),

k = n-1 – число степеней свободы,

ΔМ – максимальная относительная ошибка (допуск) при оценке математического ожидания в долях математического ожидания (ΔМ = γ*δМ, где γ — генеральный коэффициент вариации, δМ – максимальная ошибка при оценке математического ожидания в долях среднеквадратического отклонения).

Как правило, генеральный коэффициент вариации γ неизвестен, и его заменяют выборочным коэффициентом вариации υ, для определения которого нами была проведена серия из десяти предварительных испытаний.

По результатам проведенных испытаний и выполненных расчетов при доверительной вероятности Р=0,95 получен необходимый объем выборки, равной n=26. Фактическое количество испытаний, как было сказано выше, составило 36.

Массив данных, полученных по результатам проведенных параллельных испытаний, был обработан с помощью многофакторного корреляционного анализа.

Уравнение множественной регрессии может быть представлено в виде:

Y = f (β, X) + ε,

где X=(X1, X2,…, Xm) – вектор независимых (исходных) переменных; β – вектор параметров (подлежащих определению); ε – случайная ошибка (отклонение); Y – зависимая (расчетная) переменная.

Читайте также  Оксидирование нержавеющей стали

Разработка множественной корреляционной модели всегда сопряжена с отбором существенных факторов, оказывающих наибольшее влияние на признак-результат. В нашем случае из дальнейшего рассмотрения были исключены три элемента (Аl, Тi, W) по причине их низкой массовой доли (

Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Влияние химических элементов на свойства стали.

Каталог
Наш Instagram

Влияние хим. элементов на свойства стали.

Условные обозначения химических элементов:

хром ( Cr ) — Х
никель ( Ni ) — Н
молибден ( Mo ) — М
титан ( Ti ) — Т
медь ( Cu ) — Д
ванадий ( V ) — Ф
вольфрам ( W ) — В
азот ( N ) — А
алюминий ( Аl ) — Ю
бериллий ( Be ) — Л
бор ( B ) — Р
висмут ( Вi ) — Ви
галлий ( Ga ) — Гл
иридий ( Ir ) — И
кадмий ( Cd ) — Кд
кобальт ( Co ) — К
кремний ( Si ) — C
магний ( Mg ) — Ш
марганец ( Mn ) — Г
свинец ( Pb ) — АС
ниобий ( Nb) — Б
селен ( Se ) — Е
углерод ( C ) — У
фосфор ( P ) — П
цирконий ( Zr ) — Ц

ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА СТАЛЬ И ЕЕ СВОЙСТВА

Углерод — находится в стали обычно в виде химического соединения Fe3C, называемого цементитом. С увеличением содержания углерода до 1,2% твердость, прочность и упругость стали увеличиваются, но пластичность и сопротивление удару понижаются, а обрабатываемость ухудшается, ухудшается и свариваемость.

Кремний — если он содержится в стали в небольшом количестве, особого влияния на ее свойства не оказывает.(Полезная примесь; вводят в качестве активного раскислителя и остается в стали в кол-ве 0,4%)

Марганец — как и кремний, содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства также не оказывает. (Полезная примесь; вводят в сталь для раскисления и остается в ней в кол-ве 0,3-0,8%. Марганец уменьшает вредное влияние кислорода и серы.

Сера — является вредной примесью. Она находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение сообщает стали хрупкость при высоких температурах, например при ковке, — свойство, которое называется красноломкостью. Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость. В углеродистой стали допускается серы не более 0,06-0,07%. ( От красноломкости сталь предохраняет марганец, который связывает серу в сульфиды MnS).

Фосфор — также является вредной примесью. Снижает вязкость при пониженных температурах, то есть вызывает хладноломкость. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки.

ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА СТАЛИ

Хром (Х) — наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.

Никель (Н) — сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, оказывает влияние на изменение коэффициента теплового расширения. Никель – дорогой металл, его стараются заменить более дешевым.

Вольфрам (В) — образует в стали очень твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Это дорогой и дефицитный металл.

Ванадий (Ф) — повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем, он дорог и дефицитен.

Кремний (С)- в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1-1,5% Si увеличивает прочность, при этом вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличивается электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, кислостойкость, окалиностойкость.

Марганец (Г) — при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.

Кобальт (К) — повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Молибден (М) — увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах.

Титан (Т) — повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.

Ниобий (Б) — улучшает кислостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Алюминий (Ю) — повышает жаростойкость и окалиностойкость.

Медь (Д) — увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.

Церий — повышает прочность и особенно пластичность.

Цирконий (Ц) — оказывает особое влияние на величину и рост зерна в стали, измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Лантан, цезий, неодим — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Влияние легирующих элементов на сталь – как делают идеальные сплавы?

Влияние легирующих элементов на свойства металлургических сплавов изучено по-настоящему хорошо. Благодаря этому введение в сталь различных добавок позволяет получать композиции с уникальными технологическими характеристиками.

1 Группы легирующих элементов и их обозначение

Компоненты, используемые для улучшения свойств сталей, разбивают по степени применимости на три подвида:

  1. Никель – обозначение в готовом сплаве – Н, молибден – М;
  2. Марганец – Г, хром – Х, кремний – С, бор – Р;
  3. Ванадий – Ф, ниобий – Б, титан – Т, цирконий – Ц, вольфрам – В.

К третьему подвиду относят и остальные элементы для легирования – азот (обозначение – А), медь (Д), алюминий (Ю), кобальт (К), бор (Р), фосфор (П), углерод (У), селен (Е). Отметим, что подобное деление обусловлено в основном экономическими соображениями, а не сугубо физическими.

По характеру воздействия добавок на модификации (полиморфные), наблюдаемые в сталях, все легирующие элементы делят на два типа. К первому относят компоненты, которые при любых температурах способны стабилизировать аустенит (в основном это марганец и никель). Вторая группа включает в себя элементы, которые при определенном своем содержании могут поддерживать ферритную структуру сплава (алюминий, молибден, хром, кремний, вольфрам и другие).

По механизму влияния на свойства и структуру сталей добавки причисляют к одному из трех типов:

  1. Легирующие элементы, способные создавать карбиды углерода при реакции с последним (бор, молибден, титан, цирконий).
  2. Добавки, обеспечивающие полиморфные превращения (альфа-железо в гамма-железо).
  3. Химэлементы, при использовании которых получаются интерметаллические соединения (ниобий, вольфрам).

Правильное легирование сталей подразумевает введение в их состав тех или иных добавок в строго рассчитанных количествах. При этом оптимальных результатов металлурги достигают в случае, когда «насыщение» сплавов производится комплексно.

2 Какие свойства сплавов позволяют улучшить легирующие добавки?

Легирование дает возможность снизить деформируемость изделий, производимых из различных марок стали, снизить порог хладоломкости сплавов, свести к минимуму риск появления в них трещин, значительно уменьшить скорость закалки и при этом повысить:

  • прокаливаемость;
  • ударную вязкость;
  • текучесть;
  • сужение (относительное);
  • коррозионную стойкость.

Все легирующие добавки (кроме кобальта), повышают прокаливаемость сталей и уменьшают (зачастую весьма существенно) критическую скорость закалки. Достигается это за счет увеличения устойчивости аустенита в сплавах.

Образующие карбиды элементы способны замещать атомы железа в цементите. За счет этого карбидные фазы становятся более устойчивыми. При выделении карбидов из твердых растворов наблюдается явление дисперсионного упрочнения сталей. Другими словами – сплав получает дополнительную твердость.

Читайте также  Как покрыть медью сталь в домашних условиях

Также карбидообразующие добавки делают процесс коагуляции дисперсных частиц в сталях более медленным и препятствуют (при нагреве) росту аустенитных зерен. Благодаря таким легирующим компонентам сплавы становятся намного прочнее.

Аустенитную структуру улучшают любыми легирующими добавками, кроме углерода и азота.

Насыщенный добавками аустенит получает высокий показатель теплового расширения, становится парамагнитным, у него снижается предел текучести. Композиции с подобными свойствами незаменимы для выпуска немагнитных и нержавеющих сталей. Аустенитные сплавы, кроме того, прекрасно упрочняются при грамотно проведенной холодной деформации.

Стали, имеющие ферритную структуру, при легировании также обретают добавочную прочность. Максимальное влияние на этот показатель оказывает хром и марганец. Обратите внимание! Прочностные характеристики сплавов увеличиваются при снижении геометрических параметров ферритных зерен.

3 Влияние конкретных химических элементов на свойства стали – коротко об основном

Давайте посмотрим, какие именно характеристики готовых сплавов способны улучшить те или иные добавки:

  • Вольфрам создает карбиды, которые повышают красностойкость и показатели твердости стали. Также он облегчает процесс отпуска готовой продукции, снижая хрупкость стали.
  • Кобальт увеличивает магнитный потенциал металла, его ударостойкость и жаропрочность.
  • Никель повышает прокаливаемость, прочность, коррозионную стойкость, пластичность сталей и делает их более ударопрочными, снижает предел хладноломкости.
  • Титан придает сплавам высокую плотность и прочностные свойства, делает металл коррозионностойким. Стали с такой добавкой хорошо обрабатываются специальным инструментом на металлорежущих агрегатах.
  • Цирконий вводят в сплавы, когда необходимо получить в них зерна со строго определенными размерами.
  • Марганец делает металл устойчивым к износу, повышает его твердость, удароустойчивость. При этом пластичные свойства сталей остаются на прежнем уровне, что важно. Заметим – марганца нужно вводить не менее 1 %. Тогда влияние этого элемента на эксплуатационные показатели сплава будет ощутимым.
  • Медь делает металлургические композиции стойкими к ржавлению.
  • Ванадий измельчает зерно сплава, делает его прочным и очень твердым.
  • Ниобий вводят для снижения явлений коррозии в сварных изделиях, а также для повышения кислотостойкой стальных конструкций.
  • Алюминий увеличивает окалийность и жаропрочность.
  • Неодим и церий используют для сталей с заданной заранее величиной зерна, сплавов с малым содержанием серы. Эти элементы также снижают пористость металла.
  • Молибден повышает прочность сплавов на растяжение, их упругость и красностойкость. Кроме того, эта легирующая добавка делает стали стойкими к окислению при высоких температурах.

Больше влияние на характеристики сталей оказывает кремний. Он повышает окалийность и упругость металла. Если кремния содержится около 1,5 %, сталь становится вязкой и при этом очень прочной. А при его добавке более 1,5 % сплавы обретают свойства магнитопроницаемости и электросопротивления.

Грамотно выполненное легирование сталей обеспечивает их особыми свойствами. И современные металлургические предприятия активно используют этот процесс для выпуска широкой номенклатуры сплавов с высокими технологическими характеристиками.