|
Тверді розчини на основі залізаУ сталях і сплавах можливі три випадки розчинності: – компоненти практично не розчиняються. При цьому утворюється гетерогенна суміш і кожний елемент кристалізується у своїй гратці. – компоненти мають необмежену повну розчинність. В цьому випадку атоми різних елементів утворюють спільну кристалічну гратку – неперервний твердий розчин. Залізо з легуючими елементами утворює неперервні тверді розчини у системах Fe – Cr; Fe – V ( -тверді розчини) і Fe-Mn: Fe-Ni; Fe-Co ( - тверді розчини). Однак в деяких із цих сплавів при певних концентраціях легуючого елемента і температурах утворюються проміжні фази – інтерметаліди. – компоненти обмежено розчинні, тобто на діаграмі стану з боку «чистого елемента» утворюється обмежений твердий розчин, який має кристалічну гратку розчинника. Величина розчинності буде різноманітною у кожній системі, тобто обмежені тверді розчини будуть мати неоднакову область гомогенності (концентраційні межі існування твердого розчину). У більшості систем на основі заліза утворюються саме обмежені тверді розчини. В залежності від величини області гомогенності будемо класифікувати такі розчини як обмежені з широкою областю гомогенності (в залізі розчиняється більше 2% елемента) і з вузькою областю гомогенності (від 0,2 до 2%). Таким чином, по розчинності легуючих елементів у залізі, тверді розчини підрозділяються на неперервні, обмежені з широкою областю гомогенності, обмежені з вузькою областю гомогенності, з незначною розчинністю. Розчинення легуючих елементів у залізі може проходити по типу заміщення і проникнення. Тверді розчини заміщення на основі заліза утворюються у відповідності з законами утворення твердих розчинів такого типу (умови Юм- Розері). Умовами, які визначають розчинність компонентів в розчинах заміщення, є: ізоморфізм, тобто однотипність граток, компонентів, які складають розчин; співвідношення атомних розмірів компонентів («розмірний фактор»); електронна структура компонентів, тобто відносне розташування компонентів у періодичній системі Д. І. Менделеєва. Необмежені тверді розчини з залізом утворюють Ni, Co, Mn, Cr, V. Причому Ni, Co, Mn утворюють неперервні тверді розчини на основі -заліза, а Cr і V на основі -заліза. Тверді розчини проникнення утворюють елементи проникнення з малими атомними номерами. Тверді розчини проникнення являються окремим випадком фаз проникнення (до останніх відносяться карбіди, нітриди, бориди, оксиди, гідриди і інші хімічні сполуки перехідних металів з елементами проникнення). Тверді розчини проникнення завжди обмежені, а розчинність у них залежить від кристалічної структури металу – розчинника і розмірів атома елемента проникнення. Найбільш сприятливими позиціями розташування атомів проникнення у твердому розчині будуть октаедричні пори в -залізі і окта- і тетраедричні пори у -залізі. Ферит – одна з основних фаз у багатьох сталях. Легований ферит представляє собою багатокомпонентний твердий розчин по типу заміщення і проникнення легуючих елементів і домішок у -залізі. У залізо-вуглецевих сталях аустеніт, як стабільна структурна складова, існує лише при температурах вище . У легованих сталях завдяки впливу легуючих елементів на розширення - області, збільшенню стійкості переохолодженного аустеніту і зниження мартенситної точки, аустеніт може бути одною з головних структурних складових сталей у стані їх експлуатації. Основними фазами – зміцнювачами у сталях являються карбіди, нітриди і комплексні сполуки на їх основі – карбонітриди. Фізична природа і властивості цих фаз в більшості визначають їх поведінку у сталі. Карбіди і нітриди відносяться до фаз проникнення і утворюються між d- перехідними металами і відповідно вуглецем і азотом. Карбіди заліза відносяться до найменш стійких у порівнянні з карбідами легуючих елементів. Основним карбідом заліза є , проміжним карбідом у сталях -карбід, а в деяких високовуглецевих сплавах і - карбіди. Хром і марганець підвищують стійкість цементиту у сталі. Інтерметаліди. Фази, які утворюються в результаті взаємодії основного компоненту сплава з легуючими елементами або легуючих елементів між собою, називаються інтерметалідами. Відмінною ознакою інтерметалічних сполук є наявність у них нової кристалічної гратки, відмінної від граток, які складають фазу компонентів. Структура, стійкість, температурні і концентраційні області існування інтерметалідів визначаються сукупною дією електронної структури, електрохімічного і розмірного фактору. Інтерметаліди виявляють певний вплив на зміцнення в аустенітних і мартенситостаріючих сталях, багатьох жароміцних сплавів на нікелевій і кобальтовій основах, а також на властивості жаростійких захисних покриттів. У ряді жароміцних сплавів вміст інтерметалічних фаз може досягати 55-65%. Розрізняють наступні групи інтерметалічних сполук: електронні сполуки, - фази, фази Лавеса, геометрично щільноупаковані фази. Електронні сполуки. Мають характерні для металічних елементів структури типу о.ц.к., г.ц.к, гк. У цих сполуках структура фаз, яка утворюється в основному визначається електронною концентрацією. При утворенні цих сполук метали перехідних груп виявляють змінну валентність, що обумовлена перекриттям d- і s- рівнів. При відношенні числа валентних електронів до числа атомів у гратці, яка дорівнює 3/2, інтерметалідні сполуки утворюють - фази з о.ц.к. структурою. До них відносяться, наприклад алюмініди перехідних металів – FeAl, CoAl і NiAl. Ці інтерметаліди володіють металічними властивостями, однак участь d-електронів у міжатомному зв’язку предвизначає появлення ковалентної складової. Сигма-фази. -фази і споріднені їм сполуки утворюються перехідними металами і мають тетрагональні або складні ромбоедричні елементарні комірки, структура яких характеризується наявністю щільно упакованих шарів атомів, які зміщені по відношенню один до одного і розташованих на відносно великих відстанях. Такі фази і споріднені їм сполуки іноді називають топологічно щільноупаковані. Вперше -фаза типу FeCr була виявлена у залізо-хромистих сплаваях як крихка складова. Виділення -фази виникає при тривалих витримках в інтервалі температур 500-900 і являється причиною сильного окрихчування сталей і сплавів, зменшує їх пластичність і міцність. Фази Лавеса. Інтерметалічні сполуки складу називають фазами Лавеса. Ці фази звичайно мають кубічну або гексагональну структуру. Вони можуть утворюватися компонентами, розташованими в будь-якому місці періодичної системи. Основним фактором, який визначає їх утворення, є співвідношення атомних розмірів компонентів. Найбільш часто утворюються в сталях інтерметілічні фази Лавеса: . Їх наявність часто супроводжується окрихчуванням при кімнатній температурі, але менш шкідливе при підвищенних температурах. Більш того, в багатьох теплостійких і жароміцних сплавах вдається використовуввати фази Лавеса для зміцнення без суттєвого зниження в’язкості і крихкої міцності. Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|