* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

25 ЖЕЛЕЗА СПЛАВЫ 26 ф и т а . В т а б л . 6 п р и в е д е н ы н е к - р ы е свойства с е р ы х и к о в к и х ч у г у н о в в з а в и с и м о с т и от с о д е р ж а н и я С и различных структурных составляющих. I V . Легированные стали. Стали, содержащие раз­ л и ч н ы е элементы, з а м е т н о и з м е н я ю щ и е и х свойства, н а з . л е г и р о в а н н ы м и . К л е г и р у ю щ и м элементам отно­ с я т с я : Сг, N i , Мп, Si, W , Мо^ V , Со, T i , N b , A l , N , Zr, В , Т а и Си. Л е г и р о в а н н ы е с т а л и о б л а д а ю т высо­ кими механич. и физико-химич. свойствами. Т в е р д ы е р - р ы з а м е щ е н и я с ж е л е з о м о б р а з у ю т Сг, N i , Мп, W , Mo, V , Со, T i , Nb, A l и Zr. Е с л и к о л и ­ ч е с т в о введенных элементов п р е в ы ш а е т их предел р а с т в о р и м о с т и , т о о б р а з у ю т с я и н т е р м е т а л л ич. соеди­ н е н и я и , т . о б р . , в с т р у к т у р е , н а р я д у с т в е р д ы м раство­ р о м п р е д е л ь н о й к о н ц е н т р а ц и и , п о я в л я ю т с я новые ф а з ы — соединения л е г и р у ю щ е г о элемента с ж е л е з о м . Н е о г р а н и ч е н н о й р а с т в о р и м о с т ь ю в y-Ye п р и доста­ точно в ы с о к о й темп-ре о б л а д а ю т л и ш ь н и к е л ь , к о ­ б а л ь т и м е т а л л ы г р у п п ы п л а т и н ы , а в a-Fe — т о л ь к о х р о м и в а н а д и й . П р и м е д л е н н о м о х л а ж д е н и и непре­ р ы в н ы е твердые р - р ы этих д в о й н ы х систем, в опреде­ л е н н о м и н т е р в а л е к о н ц е н т р а ц и й , о б р а з у ю т соедине­ н и я : F e N i , FeCo, FeCr и FeV. М а р г а н е ц , в о л ь ф р а м , м о л и б д е н , титан, ниобий, а л ю м и н и й и ц и р к о н и й обра­ з у ю т с ж е л е з о м твердые р - р ы з а м е щ е н и я с о г р а н и ч е н ­ н о й р а с т в о р и м о с т ь ю . Т в е р д ы е р - р ы в н е д р е н и я обра­ зуют у г л е р о д , бор и а з о т . П о отношению к у г л е р о д у л е г и р у ю щ и е элементы в ж е л е з н ы х с п л а в а х м о ж н о р а з д е л и т ь на две основные г р у п п ы : 1) элементы, не о б р а з у ю щ и е у с т о й ч и в ы х к а р б и д о в ( N i , Si, Со, A l и Си); 2) к а р б и д о о б р а з у ю щ и е элементы (Сг, Мп, W , Mo, V , T i , Nb, Т а и Zr) (см. Карбиды). Е с л и к о л и ч е с т в о у г л е р о д а в с т а л и недоста­ т о ч н о д л я о б р а з о в а н и я к а р б и д о в со всеми п р и с у т с т ­ в у ю щ и м и к а р б и д о о б р а з у ю щ и м и э л е м е н т а м и , то к а р ­ б и д ы о б р а з у ю т л и ш ь те элементы, к-рые о б л а д а ю т н а и б о л ь ш и м х и м и ч . сродством к у г л е р о д у . Д р у г и е элементы остаются в этом с л у ч а е в твердом р-ре и л и в виде м е т а л л и ч . с о е д и н е н и й . П о степени в о з р а с т а ю ­ щ е г о сродства л е г и р у ю щ и х элементов к у г л е р о д у они р а с п о л а г а ю т с я в р я д : Fe —• Мп —• Сг —• W —• — Мо — Т а — V — Zr — T i — N b . У с т а н о в л е н о , что в с т а л я х м о г у т о б р а з о в ы в а т ь с я следующие карбиды (как простые, так и сложные — двойные): Fe C, M n C , Сг Сз, C r C , WC, W C , Fe W C, F e W C , МоС, М о С , Fe Mo C, F e M o C , Т а С , Т а С , VC, ZrC, NbC, T i C . В н е к - р ы х и з э т и х к а р б и д о в у г л е ­ род располагается в у з л а х сложной кристаллич. решетки, образуя химич. соединения с металлом, к а к , н а п р . , цементит. К ч и с л у т а к и х к а р б и д о в отно­ с я т с я : Mn C, Cr Cg, C r C , F e W C , Fe Mo C. В дру­ гих карбидах углерод располагается в междуузлиях простой м е т а л л и ч . р е ш е т к и , к а к в обычных т в е р д ы х р-рах внедрения, и поэтому такие карбиды представ­ л я ю т собой ф а з ы в н е д р е н и я . К и х ч и с л у о т н о с я т с я : WC, W C , МоС, М о С , Т а С , Т а С , VC, ZrC, NbC, T i C . Особенностью фаз в н е д р е н и я я в л я е т с я то, ч т о они к р и с т а л л и з у ю т с я со з н а ч и т е л ь н ы м н е д о с т а т к о м у г л е ­ рода п р о т и в с т е х и о м е т р и ч . с о с т а в а . Н а п р . , в VC содер­ ж и т с я не 50, а в с е г о л и ш ь 30—35 а т . % у г л е р о д а . Н а р я д у с р а с с м о т р е н н ы м и к а р б и д а м и в с т а л я х обра­ з у е т с я л е г и р о в а н н ы й цементит. К а р б и д о о б р а з у ю щ и е элементы п р е ж д е в с е г о р а с т в о р я ю т с я в цементите и о б р а з у ю т л е г и р о в а н н ы й цементит т и п а (Fe,Cr) C, (Fe, Мп) С и т. д. П р и б о л ь ш о м с о д е р ж а н и и л е г и р у ю ­ щ и х элементов о н и о б р а з у ю т с в о и к а р б и д ы , к-рые, в свою очередь, р а с т в о р я ю т ж е л е з о . 3 3 s 7 23 6 2 2 2 6 6 2 2 2 6 6 2 3 7 23 6 2 2 2 2 2 2 2 3 3 легирующих элементов. По микроструктуре в отожженном состоянии различают среднеуглеродистые и высокоуглероди­ стые легированные стали и делят их на доэвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Кроме того, при небольшом содержании углерода и высоком содержании легирующих элементов, сужающих область У&твердых растворов так, что она может почти или совершенно исчезнуть (хром, вольфрам, молибден, ванадий и др.), структура стали может представлять собой только один a-твердый р-р. Такие стали наз. полуферритными или ферритными. Следовательно, в этом случае стали по микроструктуре делятся на пять классов: доэвтектоидные, заэвтектоидные, ледебуритные, ферритные и полуферритные. При высоком содержании легирующих элементов, расширяю­ щих область у-твердых растворов (никель, марганец и др.), структура У&Твердого р-ра может почти или полностью сохра­ ниться в стали, т. е. т^а-переход будет частично или полно­ стью предотвращен. Такие стали наз. полуаустенитными или аустенитными. Следовательно, и в этом случае стали делятся на пять классов: доэвтектоидные, заэвтектоидные, ледебурит­ ные, аустенитные и по л у аустенитные. Стали, содержащие большое количество карбидообразующих элементов, при д о ­ статочно высоком содержании углерода могут быть выделены в особый класс — карбидный. Структура сталей карбидного класса состоит из основного структурного фона (перлита, мар­ тенсита, аустенита) и избыточных карбидов. Классификация легированных сталей. Легированные стали обычно классифицируют по химич. со­ ставу, микроструктуре и применению. По химическому составу различают следующие стали: низколегированные с общим содержанием легирующих эле­ ментов не выше 2,5%; среднелегированные — от 2,5 до 10% легирующих элементов, и высоколегированные — выше 10% П о п р и м е н е н и ю л е г и р о в а н н ы е с т а л и д е л я т с я на т р и группы: А. К о н с т р у к ц и о н н ы е стали, применяемые для изготовления деталей машин. В зави­ симости от у с л о в и й р а б о т ы к о н с т р у к ц и о н н ы е с т а л и , в свою очередь, д е л я т на ц е м е н т и р у е м ы е и у л у ч ш а е ­ мые. Б . И н с т р у м е н т а л ь н ы е с т а л и , при­ меняемые д л я и з г о т о в л е н и я р а з л и ч н о г о и н с т р у м е н т а . Эта г р у п п а с т а л е й о б ъ е д и н я е т : 1) у г л е р о д и с т у ю и н с т р у м е н т а л ь н у ю , 2) л е г и р о в а н н у ю и н с т р у м е н т а л ь ­ н у ю , 3) ш т а м п о в у ю и 4) б ы с т р о р е ж у щ у ю . В . С т а ­ ли с о с о б ы м и с в о й с т в а м и . Такими с т а л я м и я в л я ю т с я : 1) н е р ж а в е ю щ и е и к и с л о т о у п о р ­ ные, 2) ж а р о п р о ч н ы е и ж а р о с т о й к и е , 3) и з н о с о у с т о й ­ ч и в ы е , 4) с особым т е п л о в ы м р а с ш и р е н и е м , 5) с осо­ быми м а г н и т н ы м и с в о й с т в а м и , 6) в ы с о к о г о э л е к т р о ­ с о п р о т и в л е н и я и т. д. Д л я обозначения марок легированных сталей по ГОСТ п р и н я т а б у к в е н н о - ц и ф р о в а я система. Б у к в а м и обозначают легирующие элементы: никель — Н; х р о м — X ; м о л и б д е н — М; в о л ь ф р а м —- В ; в а н а д и й — Ф; к о б а л ь т — К; к р е м н и й — С; м а р г а н е ц — Г; медь — Д; фосфор — П; т и т а н — Т ; а л ю м и н и й — Ю . Ц и ф ­ рами показывают содержание углерода и легирую­ щ и х элементов. П е р в ы е две ц и ф р ы в н а ч а л е обоз­ н а ч е н и я м а р к и у к а з ы в а ю т среднее с о д е р ж а н и е у г л е ­ р о д а в сотых д о л я х п р о ц е н т а . Ц и ф р ы , с т о я щ и е после б у к в ы , — п р и м е р н о е с о д е р ж а н и е л е г и р у ю щ е г о эле­ мента в п р о ц е н т а х . Н а п р . , с т а л ь м а р к и 12Г2А в сред­ нем с о д е р ж и т : 0,12% С, 2,0% Мп. Б у к в а А п о к а з ы ­ в а е т , что с т а л ь чиста п о сере и по фосфору, а т а к ж е с о б л ю д е н ы все у с л о в и я м е т а л л у р г и ч . п р о и з - в а в ы с о к о ­ к а ч е с т в е н н о й с т а л и (см. в ы ш е ) . Н е к - р ы е л е г и р о в а н н ы е с т а л и в ы д е л е н ы в особые г р у п п ы и о б о з н а ч а ю т с я с л е д у ю щ и м и б у к в а м и : хромистые н е р ж а в е ю щ и е ста­ ли — Ж; хромоникелевые нержавеющие стали — Я; быстрорежущие стали — Р; шарикоподшипниковые стали — Ш ; магнитные с т а л и — Е. Легированные стали, в ы п л а в л я е м ы е на заводе «Электросталь», помимо с т а н д а р т н о г о о б о з н а ч е н и я , имеют, с в о и н а з в а н и я . Они м а р к и р у ю т с я б у к в а м и ЭИ ( э л е к т р о с т а л е в с к о е исследование) и номером стали, напр. ЭИ-100, ЭИ-445 и т. д. Н и ж е п р и в о д и т с я к р а т к а я , х а р а к т е р и ­ стика легированных сталей. V . К о н с т р у к ц и о н н ы е с т а л и . От с т а л и , и д у щ е й на изготовление деталей машин, требуются гл. обр. высо­ кие м е х а н и ч . с в о й с т в а . Они д о л ж н ы о б л а д а т ь доста­ точной п л а с т и ч н о с т ь ю и в я з к о с т ь ю , чтобы у с п е ш н о п р о т и в о с т о я т ь д и н а м и ч . и у д а р н ы м н а г р у з к а м и вместе с тем в ы с о к о й п р о ч н о с т ь ю и в ы н о с л и в о с т ь ю , особенно в условиях усталостного нагружения. Простая угле­ р о д и с т а я с т а л ь не всегда может у д о в л е т в о р и т ь этим требованиям и в таких случаях используются легиро­ ванные стали. Положительное влияние легирующих элементов с к а з ы в а е т с я п р е ж д е в с е г о на т. н а з . п р о -