Отношение водород углерод

водород Магний

Знак: Mg

порядковый номер: 12

структура кристалла: гексагональная

плотность [кг/м3]: 1,74 точка

плавления [°C]: 650 ширина

решётки[A]: 3,21/5,2 радиус

атома [A]: 1,6

E-модуль [103 MПa]: 44,3

Способствует формированию сфероидального графита

в чугуне.

Марганец

Знак: Mn

порядковый номер: 25

структура кристалла: кубич.,

бикуб.

плотность [кг/м3]: 7,43

точка плавления [°C]: 1245

ширина решётки[A]: 3,89

радиус атома [A]: 1,26

E-модуль [103 MПa]: 208

Марганец восстанавливает. С Серой образует сульфид,

снижая  тем самым  нежелательный эффект  сульфида

железа.   Это   важно   для   быстрорежущих   сталей,

снижается   риск   краснохрупкости. Точки АrЗ и Ar1

снижаются при добавке Mn. Он значительно снижает

критическую скорость остывания,  повышая  тем самым

закаливание. Предел текучести  повышается при

легировании Mn, а также это положительно сказывается

на ковкости и свариваемости и значительно увеличивает толщину закалённого слоя. Содержание >

4% при медленном охлаждении ведёт к формированию

хрупкой мартенситной структуры, поэтому такое

количество добавляют редко. Стали с  содержанием Mn>12% аустенитные, если содержание углерода тоже высоко, т.к. Mn значительно увеличивает гамма-фазу.   Эти стали имеют очень высокую степень самозакаливания при ударных воздействиях на поверхность, при этом металл внутри остаётся вязким.   По этой причине они очень высокоустойчивы к ударному износу. Стали с содержанием Mn>18% остаются немагнитными даже после холодной формовки   и используются как специальные стали, так же как и   стали, сохраняющие прочность при температурах ниже  нуля, которые   подвергаются   низкотемпературному   стрессу. Благодаря   присутствию   Mn   коэффициент   теплового расширения увеличивается, в то время как   тепло- и электропроводность снижаются.

Молибден

Знак: Mo

порядковый номер: 42

структура кристалла: кубич.,

бикуб.

плотность [кг/м3]: 10,22

точка плавления [°C]: 2620

ширина решётки[A]: 3,15

радиус атома [A]: 1,39

E-модуль [103 MПa]: 301

Легируют обычно совместно с другими элементами.

Снижение критической скорости охлаждения улучшает

закаливаемость.  Mo значительно уменьшает хрупкость

после закаливания, например у CrNi и Mn сталей, способствует формированию мелких зёрен и улучшает

свариваемость.  Повышает   точку  предела  текучести  и прочности.  С повышением содержания Mo,  снижается

ковкость.  Ярко выражено образует карбиды,  улучшая

тем самым режущие свойства быстрорежущей стали. Он относится к  элементам,  которые повышают устойчивость к коррозии и, поэтому, часто добавляется   в высоколегированные Cr стали и аустенитные CrNi стали. Высокое содержание Mo снижает вероятность

образования ямок и выбоин. Сильное сокращение аустенитной зоны.  Повышенная прочность при высоких температурах, но сниженная устойчивость к образованию окалины.

Азот

Знак: N

порядковый номер: 7

структура кристалла:  

гексагональная

плотность [kg/m3]:1.2510ˉ³

температура плавления: -195.8С

радиус атома[A] : 0.77

 

Может быть как нежелательным, так и легирующим элементом. Нежелательным - ввиду снижения способности закаливания из-за процесса осаждения,   что вызывает расположенность к старению и синехрупкости, (деформации в синем диапазоне нагрева, 300 - 350°C), и вероятности   возникновения   межкристаллического стресса и  трещин в не- и низколегированных сплавах. Как легирующий элемент,  N увеличивает  гамма-фазу и стабилизирует аустенитность структуры. В аустенитных сталях N   повышает прочность и предел текучести и улучшает   механические свойства при высоких температурах. В результате формирования нитридов, N позволяет получить высокую прочность поверхности.

Ниобий

Знак: Nb

порядковый номер: 41

структура кристалла :кубич.,

бикуб.

плотность [кг/м3]: 8,57

точка плавления [°C]: 2468

ширина решётки[A]: 3,30

радиус атома [A]: 1,46

E-модуль [103 MПa]: 104

Ниобий явно образует карбиды, им легируют, чтобы

стабилизировать свойства химически устойчивых сталей. Nb формирует ферритовую структуру и, поэтому

снижает   гамма-фазу.   Благодаря   тому,   что  Nb

увеличивает прочность и устойчивость к крипу при высоких температурах, им часто легируют аустенитные

высокотемпературные стали, из которых изготавливают

котлы и бойлеры, а также быстрорежущие стали.

Никель

Знак: Ni

порядковый номер:   28

структура кристалла: кубич.,

бикубич.

плотность [кг/м3]: 8.90

точка плавления [°C]: 1453

ширина решётки [A]: 3.52

радиус атома [A]: 1.24

E-модуль [103 MPa]: 202

У структурных сталей значительным образом повышает

устойчивость к образованию ямок и выбоин, даже при

низких температурах, следовательно им легируют

поверхностно-закалённые,   горяче-   и   холоднозакалённые стали для повышения их прочности.   Все точки трансформации (A1 - A4) понижаются благодаря Ni; он не образует карбиды. В результате   значительного увеличения гамма-фазы,  Ni  в   колличестве   >7% придаёт аустенитность структуре химически устойчивых сталей при температурах, значительно ниже комнатной. Ni, сам по себе, делает сталь нержавеющей, даже в высоком соотношении. При температуре более 600° C, аустенитные стали имеют большую высокотемпературную прочность, поскольку их температура рекристаллизации высока, Они практически не намагничиваются. Тепло- и электропроводимость значительно снижены.  Стали с  высоким  содержанием  Ni в  некотором процентном соотношении  имеют особые физические свойства, малую теплопроводность.

Кислород

Знак: O

порядковый номер: 8

структура кристалла:

орторомб.

плотность [кг/м3]: 1,42910ˉ³

точка плавления [°C]: - 182,9

ширина решётки [A]: 3.52

радиус атома [A]: 0,66

Нежелательный элемент; даёт эффект в зависимости от

видов соединений и формы существования. Снижаются

механические   свойства,   такие   как  устойчивость   к

образованию выбоин, особенно в поперечном направлении, а   повышается   тенденция   к  старению,   краснохрупкости, волокнистому излому и отшелушиванию.

Фосфор

Знак: P

порядковый номер: 15

структура кристалла:

орторомб.

плотность [кг/м3]: 1.83

радиус атома [A]: 1.28

Обычно   считается   нежелательным   элементом,   P

способствует   явной   первичной   сегрегации   и

затвердеванию   расплава   и   возможности   повторной

сегрегации   в   твёрдом   состоянии   в   результате

значительного   сокращения   гамма-фазы.   Из-за

относительно низкой степени диффузии, как в альфа-так и в гамма кристалле, устранить сегрегацию  чрезвычайно сложно.   Поскольку   невозможно   добиться равномерного распределения фосфора,   предпринимается попытка сохранить содержание   фосфора очень низким, и, у высоколегированных   сталей, соответственно, стремиться к верхнему пределу 0.03-0.05%. Степень сегрегации никогда нельзя определить точно. Даже  в  самых незначительных количествах фосфор повышает тенденцию к хрупкости

после закалки. Хрупкость увеличивается ещё больше с

повышением содержания С, с повышением температуры

закаливания, размера зерна и с уменьшением степени сжатия при ковке. Хрупкость проявляется в растрескивании при низких   температурах и при ударе   (тенденция к хрупкому излому). В низколегированных сталях с содержанием C 0.1 % фосфор повышает   прочность и коррозийную устойчивость атмосферным  воздействиям. Для повышения коррозийной устойчивости ещё добавляют Сu (нержавеющие стали).

В аустенитных Cr-Ni сталях, добавки P могут вызвать

повышение предела текучести и стать причиной

осаждения.

Свинец:

Знак: Pb

порядковый номер:  82

структура кристала: kfz

плотность [кг/м3]: 11.36

точка плавления [°C]: 327

ширина решётки [A]: 4.95

радиус атома [A]: 1.75

E-модуль[103 MПa]: 16.2

Добавляется в режущие инструментальные стали 0.2

-0.5% Pb. Благодаря его очень тонкому распределению,

как суспензия, места срезов получаются ровными,

стружка тонкая, тем самым облегчается обработка. Но

на механические свойства стали свинец практически не

влияет.

Сера

Знак: S

порядковый номер: 16

структура кристалла: орторомб.

плотность[кг/м3]: 2.07

точка плавления [°C]: 119

радиус атома [A]: 1.27

 

Создаёт самую сильную сегрегацию из всех сопутствующих элементов. Сульфид железа является причиной краснохрупкости или горячехрупкости,   поскольку эвтектики низкой точки плавления сульфидов окружают зёрна сеткой, поэтому когезия последних слабая и во время горячих формовочных процессов границы зёрен разрушаются. Это действие усиливает   кислород. Поскольку сера очень схожа с марганцем,   они объединяются в форме сульфида Mn, это наименее

вредное из включений, распределённых в виде точек в

стали. Прочность в поперечном направлении значительно снижается из-за S. Серу специально добавляют в сталь (до 0.4 %), поскольку она снижает трение края лезвия о поверхность обрабатываемой   детали. Кроме того, при обработке быстрорежущей   стали стружка получается тонкой. Сера повышает   опасность растрескиваний после сварки.

Сурьма

Знак: Sb

порядковый номер:  51

структура кристалла:ромб.

плотность[кг/м3]: 6,62

точка плавления [°C]: 630

ширина решётки: 4,5

радиус атома [A]: 1.59

E-модуль [103 MПa]: 54.9

 

Нежелательный элемент в стали, поскольку всегда

сильно снижает прочностные свойства и сокращает

гамма-фазу.

 

Селен

Знак: Se

порядковый номер:  34

структура кристалла: ромб.

плотность[кг/м3]: 4,79

точка плавления [°C]: 221

радиус атома [A]: 1.40

Применяется как добавка в быстрорежущие стали, как

и сера. Улучшает свойства обрабатываемости ещё лучше. В  коррозиестойких сталях снижает устойчивость  к коррозии в меньшей степени, чем сера.

Кремний

Знак: Si

порядковый номер:   16

структура кристалла: алмаз

плотность [кг/м3]: 2.33

точка плавления [°C]: 1410

радиус атома [A]: 1.32

E-модуль [103Mпа]: 113

Si содержится во всех сталях, как и марганец, поскольку он входит в состав железной руды. При литье  стали кремний абсорбируется в расплав из отражающей

обшивки печи. Но кремнийсодержащими сталями

считаются только те, что содержат Si>0.40%. Si

является полуметаллом, также как и, например, фосфор

и  сера.  Si  вызывает  восстановительную реакцию.  Он

способствует осаждению графитов и значительно

снижает гамма-фазу, повышает прочность и износостойкость (Si-Mn  стали   тепловой   обработки);   существенно повышает предел эластичности,  что делает его полезным   при   легировании   пружинных   сталей. Значительно   повышает   устойчивость   к   образованию окалины, поэтому им легируют стали с   этой целью. Правда его количество не может быть большим, т.к. он отрицательно влияет на горячие  и   холодные  формовочные свойства. 12% Si даёт хорошую защиту от воздействия кислот, но такие литые стали очень твёрдые и хрупкие, обрабатывать их можно только шлифованием. Благодаря значительному   снижению электропроводности, интенсивности коэрцитивного поля и низкой потере мощности,  Si

добавляют в высококачественные электростали.

Олово

Знак: Sn

порядковый номер:  50

структура кристалла:

тетрагональная

плотность [кг/м3]: 7,30

точка плавления [°C]: 232

ширина решётки: 5,82/3,2

радиус атома [A]: 1,62 E-

модуль [103Mпа]: 54,3

Нежелательный элемент, подобно Cu аккумулируется

под плёнкой окалины, проникает сквозь границы зерен

и вызывает растрескивания и хрупкость.  Sn  является

причиной явной сегрегации и сокращает гамма-фазу.

 

Тантал

Знак: Ta

порядковый номер:  73

структура кристалла: куб., бикуб.

плотность [кг/м3]: 16,6

точка плавления [°C]: 2996

ширина решётки: 3,30

радиус атома [A]: 1,46

E-модуль [103Mпа]: 175

Этот элемент возникает совместно с Nb, их очень трудно разделить, поэтому они и используются вместе. Явно   образует карбиды, им легируют устойчивые к кислотам стали, он выступает в роли стабилизатора. Он образует  ферриты и,  следовательно,  снижает  гамма-фазу. Ta  имеет сечение, сильно поглощающее нейтроны; для  атомных реакторов может использоваться только сталь   с низким содержанием TaNb.

Теллур

Знак: Te

порядковый номер:  52

структуракристалла: ромб

плотность [кг/м3]: 6,24

точка плавления [°C]: 450

ширина решётки: 4,45/5,9

радиус атома [A]: 1,60

E-модуль [1 03Mпа]: 41,2

Теллур влияет на свойства стали также как селен, его

добавляют в быстрорежущие стали также как и серу. Он

улучшает свойства обрабатываемости даже ещё лучше.

В   корроозиоустойчивых   сталях   снижает

коррозиоустойчивость в меньшей степени, чем сера.

Содержание до 0.2 % улучшает обрабатываемость.

Титан

Знак: Ti

порядковый номер:  22

структура кристалла: гексагональная

плотность [кг/м3]: 4,5

точка плавления [°C]: 1660

ширина решётки: 2,95/4,5

радиус атома [A]: 1,47

Е-модуль [103Mпа]: 106

Соединяется с Кислородом, азотом, серой и углеродом,

образуя карбид. Используется в сталях как карбид, для

стабилизации   против   межкристаллитной   коррозии.

Также обладает зерном, стабилизирующем свойства. Ti

снижает гамма-фазу. В высокой концентрации, это ведет к процессам осаждения. Ti увеличивает текучесть

и   прочность   на   разрыв.   Наконец,  Ti  имеет   явную

тенденцию к сегрегации.

Вольфрам

Знак: W (или T)

порядковый номер:  74

структура кристалла: кубич,

бикуб.

плотность [кг/м3]: 19,3

точка плавления [°C]: 3410

ширина решётки: 3,16

радиус атома [A]: 1,39

Е-модуль [103Mпа]: 368

Очень явно образует карбиды (очень твёрдые) и сокращает гамма-фазу.  Он улучшает твёрдость и препятствует росту зерна. W повышает высокотемпературную прочность, сохраняет степень твёрдости, а также износостойкость  при высоких  температурах (красная зона нагрева) и, как следствие, улучшает режущие свойства. Поэтому им легируют, в первую очередь, быстрорежущие стали и

горячештамповочные стали, а также устойчивые к крипу   и сверхтвёрдые стали. Значительно повышает интенсивность коэрцивного поля, поэтому им легируют   стали с постоянными магнитными свойствами. W   ухудшает устойчивость к образованию окалины. Его   специфическое влияние особенно заметно в   высоколегированных W горячережущих и горячештамповочных сталях.

Ванадий

Знак: V

порядковый номер:  23

структура кристалла: кубич,

бикуб.

плотность [кг/м3]: 5,96

точка плавления [°C]: 1890

ширина решётки: 3,03

радиус атома [A]: 1,34

Е-модуль [103Mпа]: 127

Очищает первоначальную структуру зёрен и литья. Явно

образует   карбиды,   что   приводит   к   повышению

износостойкости,   сохранению   формы   кромки   и

высокотемпературной прочности. Поэтому, он, в первую

очередь, используется, как дополнительный легирующий элемент быстрорежущих, горячештамповочных и сталей,  устойчивых к ползучести (крипу). Сохраняет степень закалки, снижает чувствительность к перегреву. Поскольку  V  очищает зерно и способствует закалке на открытом воздухе (результат образования карбидов), он улучшает

свойства свариваемости сталей горячей обработки.  Повышенная сопротивляемость воздействию сжатому   водороду - также результат образования карбидов. V сокращает гамма-фазу иьперемещает точку Кюри в зону высоких температур.

Цирконий

Знак: Zr

порядковый номер:  40

структура кристалла:

гексагональный

плотность [кг/м3]: 6,49

точка плавления [°C]: 1852

ширина решётки: 3,25/5,1

радиус атома [A]:1,6

Е-модуль [103Mпа]: 92,2

Образует   карбиды;   используется   в   металлургии   как легирующий элемент для восстановления, денитрации и десульфуризации,   поскольку   оставляет   продукты минимального восстановления позади. Добавка Zr в полностью деоксидированные   свободно   режущие  стали, с содержанием серы, оказывает   положительный эффект на образование сульфидов и,   следовательно, предотвращает краснохрупкость. Он   увеличивает срок службы теплопроводных материалов   и способствует сокращению гамма-фазы.


Источник: http://swelding.ru/stati/legiruyuwie_i_soputstvuyuwie_elementy_v_stali/



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Плотность газов и паров: таблица при различных Армия парадная форма одежды для

Отношение водород углерод Отношение водород углерод Отношение водород углерод Отношение водород углерод Отношение водород углерод Отношение водород углерод Отношение водород углерод Отношение водород углерод