Энциклопедия по машиностроению XXL. Углерод в стали

Углеродистые стали. | Kursak.NET

Углеродистые стали.

Согласно действующей по ГОСТ классификации, сталь по химическому составу делится на две группы: углеродистую и легированную.

Углеродистой сталью называется сплав железа с углеродом (содержание углерода до 2 %) с примесями кремния, серы и фосфора, причем главной составляющей, определяющей свойства стали, является углерод. Процентное содержание элементов в стали примерно следующее: Fe – до 99,0; С – 0,05 – 2,0; Si – 0,15 – 0,35; Mn – 0,3 – 0,8; S – до 0,06, Р – до 0,07.

Классификация углеродистых сталей. Углеродистые стали, классифицируют по содержанию углерода, назначению, качеству, степени раскисления и структуре в равновесном состоянии.

По содержанию углерода стали подразделяются на низкоуглеродистые (менее 0,3 % С), среднеуглеродистые (0,3 – 0,7 % С) и высокоуглеродистые (более 0,7 % С).

По назначению стали классифицируют на конструкционные и инструментальные. Конструкционные стали предназначены для изготовления строительных сооружений, деталей машин и приборов. К этим сталям относят цементуемые, улучшаемые, высокопрочные и рессорно-пружинные. Инструментальные стали, подразделяют на стали для режущего, измерительного инструмента, штампов холодного и горячего (до 200º С) деформирования.

По качеству стали классифицируют на обыкновенного качества, качественные, высококачественные. Под качеством стали понимается совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства. Нормы содержания вредных примесей служат основными показателями для разделения сталей по качеству. Стали обыкновенного качества содержат до 0,06 % S и 0,07 %P, качественные – не более 0,04 % S и 0,035 % P, высококачественные – не более 0,025 % S и 0,025 %P.

Стали обыкновенного качества бывают только углеродистыми (до 0,5 %С), качественные и высококачественные – углеродистыми и легированными.

По степени раскисления и характеру затвердевания стали классифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие.

По структуре в равновесном состоянии стали делятся на: 1) доэвтектоидные, имеющие в структуре феррит и перлит; 2) эвтектоидные, структура которых состоит из перлита; 3) заэвтектоидные, имеющие в структуре перлит и цементит вторичный.

Влияние примесей стали на ее свойства.

Кремний – увеличивает прочность, износостойкость и придает упругие и антифрикционные качества. При содержании более 2 % снижает пластичность. Повышает прокаливаемость, но увеличивает температуру закалки, нормализации и отжига.

Марганец – повышает прокаливаемость и механические, в особенности упругие, свойства. При содержании более 1,5 % сообщает склонность к отпускной хрупкости. При содержании около 13 % и выше придает стали аустенитную структуру, противоударную стойкость, высокую износостойкость при сухом трении. При нагреве способствует росту зерна.

Сера является вредной примесью. Сера находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение сообщает, стали хрупкость при высоких температурах (красноломкость). Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость.

Увеличение хрупкости стали при повышенном содержании серы используется иногда для улучшения обрабатываемости на станках.

Фосфор является вредной примесью. Он образует с железом соединение Fe3P, которое растворяется в железе. Кристаллы этого химического соединения очень хрупки. Обычно они располагаются по границам зерен стали, резко ослабляя связь между ними, вследствие чего сталь приобретает очень высокую хрупкость в холодном состоянии (хладноломкость).

Влияние углерода на свойства углеродистых сталей.

Главным элементом стали, является углерод. С повышением содержания углерода прочность стали существенно возрастает из-за увеличения количества цементита в фазовом составе стали.

К низкоуглеродистым относятся, стали, содержащие до 0,25 % С. Это достаточно мягкие, пластичные, хорошо деформируемые в холодном и горячем состоянии стали.

Среднеуглеродистые стали содержат 0,3 – 0, 6 % С. Они обладают хорошими прочностными свойствами при небольшой пластичности и вязкости. Стали с таким содержанием углерода являются широко распространенным конструкционным материалом для деталей, работающих в условиях обычных силовых нагрузок.

Высокоуглеродистые стали содержат свыше 0,6 % С (до 1,3 – 1,4 %), за счет чего они обладают высокой твердостью и очень низкой пластичностью и вязкостью.

Стали с содержанием углерода более 0,7 % в основном используются в штампово-инструментальном производстве холодного и горячего деформирования. Кроме того, из этих сталей изготавливают режущий и мерительный инструменты.

С повышением содержания углерода увеличивается прочность и твердость стали, а пластичность и вязкость снижаются.

Маркировка углеродистых сталей и их применение.

Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-90) выпускаются в виде проката (прутки, балки, листы, уголки, швеллеры и т.п.) в нормализованном состоянии и в зависимости от назначения и комплекса свойств подразделяются на группы: А, Б, В.

Стали маркируются сочетанием букв Ст и цифрой (от 0 до 6), показывающей номер марки (чем больше условный номер стали, тем больше содержание углерода и перлита в ней и тем выше ее прочность и ниже пластичность). Стали групп Б и В имеют перед маркой буквы Б и В, указывающие на их принадлежность к этим группам.

Группа А в обозначении марки стали не указывается. Степень раскисления обозначается добавлением индексов: в спокойных сталях – «сп», полуспокойных – «пс», кипящих – «кп», а категория нормируемых свойств (кроме категории 1) указывается последующей цифрой. В их составе разное содержание кремния: спокойные – 0,12 – 0,30, полуспокойные – 0,05 – 0,17, кипящие – менее 0,07 %, например Ст3сп, БСт3пс или ВСт3сп5 (в конце 5-я категория). Спокойными и полуспокойными производят стали Ст1 – Ст6, кипящими – Ст1 – Ст4 всех трех групп. Сталь Ст0 по степени раскисления не разделяют.

Стали группы А поставляются с гарантированными механическими свойствами, без указания химического состава. Стали группы А используют в состоянии поставки для изделий, изготовление которых не сопровождается горячей обработкой. В этом случае они сохраняют структуру нормализации и механические свойства.

Стали группы Б поставляют с гарантированным химическим составом, но механические свойства не гарантируются. Стали этой группы применяют для изделий, изготавливаемых с применением горячей обработки, при которой исходная структура и механические свойства не сохраняются. Для таких сталей важны сведения о химическом составе, необходимые для определения режима горячей обработки.

Стали группы В поставляются с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. Стали группы В применяют для ответственных деталей (для производства сварных конструкций).

Углеродистые стали обыкновенного качества широко используются в строительстве при изготовлении железобетонных конструкций. Способностью к свариванию и холодной обработке давлением отвечают стали групп Б и В номеров 1 – 4, поэтому из них изготавливают сварные фермы, различные рамы и строительные металлоконструкции, кроме того, крепежные изделия, часть из которых подвергают цементации.

Среднеуглеродистые стали номеров 5 и 6, обладающие большой прочностью, предназначаются для рельсов, железнодорожных колес, а также валов, шкивов, шестерен и других деталей грузоподъемных и сельскохозяйственных машин.

Углеродистые качественные стали.

В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, поставляемые по ГОСТ 1050-88. содержание серы и фосфора в них допускается в пределах 0,03 – 0,04 % каждого из элементов. Маркируются эти стали двузначными цифрами 05, 08, 10, 15, 20, …, 75, 80, 85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента.

К углеродистым сталям относятся так же стали с повышенным содержанием марганца (0,7 – 1,0 %) марок 15Г, 20Г, …, 70Г, имеющих повышенную прокаливаемость (до 25-30мм).

Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие – с индексом соответственно «пс» и «кп». Низкоуглеродистые стали 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп отличаются малой прочностью и высокой пластичностью в холодном состоянии. Они легко штампуются из-за малого содержания углерода и незначительного количества кремния, что их делает очень мягкими. Их используют в автомобилестроении для изготовления деталей сложной формы.

Спокойные стали 08, 10 применяют в отожженном состоянии для конструкций невысокой прочности – емкости, трубы и т.д.

Стали марок 10, 15, 20 отличаются высокой пластичностью, хорошо свариваются, куются, штампуются. Они подвергаются цементации. Прочность этих сталей недостаточна высока. Из них делают мелкие детали простой формы: оси, валики, шпильки, гайки, втулки, трубы.

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца 30Г, 40Г и 50Г в нормализованном состоянии отличаются повышенной прочностью, но соответственно меньшей вязкостью и пластичностью. В зависимости от условий работы деталей из этих сталей к ним применяют различные виды термической обработки: нормализацию, улучшение, закалку с низким отпуском, закалку ТВЧ и др. Эти стали применяют для изготовления небольших валов, шатунов, зубчатых колес и деталей, испытывающих циклические нагрузки.

Высокоуглеродистые стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85, а также с повышенным содержанием марганца 60Г, 65Г и 70Г в основном используют для изготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделий с высокой упругостью и износостойкостью.

Автоматные стали.

Эти стали отличаются хорошей обрабатываемостью резанием за счет повышенного содержания серы и фосфора. Оба этих элемента повышают стойкость инструмента. Автоматные стали маркируют буквой А (автоматная) и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Если автоматная сталь легирована свинцом, то обозначение марки начинается с сочетания букв «АС». Чтобы не проявлялась красноломкость, в сталях увеличено количество марганца. Добавление в автоматные стали свинца, селена и теллура позволяет в 2-3 раза сократить расход режущего инструмента.

Стали А11, А12, А20 используют для крепежных деталей и изделий сложной формы, не испытывающих больших нагрузок, но к ним предъявляются высокие требования по точности размеров и чистоты поверхности.

Стали А30 и А40Г предназначены для деталей, испытывающих более высокие напряжения.

Свинецсодержащие стали широко применяют для изготовления деталей двигателя.

Инструментальные углеродистые стали.

Инструментальной углеродистой называется сталь с содержанием углерода от 0,7 % и выше. Эта сталь отличается высокой твердостью и прочностью и применяется для изготовления инструмента. Инструментальная углеродистая сталь делится на качественную и высококачественную.

Углеродистые стали (ГОСТ 1435-90) производят качественные – (У7, У8, У9, …, У13) и высококачественные – (У7А, У8А, У9А,…, У13А).

Буква А в марке показывает, что сталь углеродистая, а цифра – среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква А в конце марки показывает что сталь высококачественная. Углеродистые стали поставляют после отжига на зернистый перлит. За счет невысокой твердости в состоянии поставки углеродистые стали хорошо обрабатываются резанием и деформируются, что позволяет применять накатку, насечку, и другие высокопроизводительные методы изготовления инструмента.

Стали У7 и У7А используют для инструментов и изделий, подвергающихся толчкам и ударам и требующих высокой вязкости при умеренной твердости (зубила, молотки, инструменты по дереву и т.д.).

У8 и У8А – для инструментов и изделий, требующих повышенной твердости и достаточной вязкости (кернеры, матрицы, ножи и ножницы по металлу, отвертки и т.д.).

У9, У9А – для инструментов, требующих высокой твердости при наличии некоторой вязкости.

У10, У10А – для инструментов, не подвергающихся сильным толчкам и ударам и требующих высокой твердости при незначительной вязкости (фрезы, метчики, развертки, строгальные резцы и т.д.).

У11, У11А, У12, У12А – для инструментов, требующих высокой твердости (напильники, шаберы, фрезы, сверла, острый хирургический инструмент, пилы по металлу и т.д.).

У13, У13А – для инструментов, которые должны иметь исключительно большую твердость – бритвы, шаберы, волочильный инструмент и др.

Недостатком инструментальной углеродистой стали является потеря прочности при нагреве выше 200ºС (отсутствие теплостойкости). Инструмент, изготавливаемый из этих сталей, принимают для обработки сравнительно мягких материалов при небольших скоростях резания.

Легированные стали.

Легированной называется сталь, в которой наряду с обычными примесями имеются легирующие элементы, резко улучшающие ее свойства.

Легирующие элементы и их влияние на свойства стали.

Хром – карбидообразующий элемент. Повышает прокаливаемость. Способствует получению твердых и износостойких рабочих поверхностей. При содержании более 12 % придает высокие антикоррозионные и жаростойкие качества. Недостаток – повышает склонность стали к отпускной хрупкости.

Никель – увеличивает прокаливаемость, в особенности в сочетании с хромом. Способствует повышению прочности и коррозионной стойкости при высоких температурах. В результате закалки обеспечивает получение мелкозернистой структуры, отличающейся повышенной прочностью, высокой пластичностью и вязкостью.

Вольфрам – эффективный карбидообразующий элемент. Главнейшее положительное качество – обеспечение после закалки и отпуска высокой твердости (HRC 64 – 66). Вольфрам препятствует росту зерна при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Благодаря высокой твердости широко применяется в инструментальных сталях и сплавах.

Ванадий – эффективный карбидообразующий элемент. В малых количествах способствует получению мелкозернистой структуры и повышению вязкости стали. Способствует сохранению твердости при отпуске. Один из немногих элементов улучшающих свариваемость.

Кремний – при содержании 1 – 1,5 % увеличивает прочность, причем вязкость сохраняется. Кремний увеличивает упругость, кислотостойкость, окалиностойкость.

Марганец – при содержании свыше 1 % увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.

Кобальт – повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Молибден – эффективный карбидообразующий элемент. Повышает прокаливаемость. Снижает склонность к отпускной хрупкости. Обеспечивает получение равномерной мелкозернистой структуры, сообщает стали высокую прочность, пластичность и вязкость.

Титан – эффективный карбидообразующий элемент. Способствует получению мелкозернистой структуры, в особенности в сочетании с хромом и марганцем. В результате закалки обеспечивает высокую твердость рабочих поверхностей деталей. Повышает коррозионную стойкость.

Ниобий – улучшает кислотостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Алюминий – повышает жаростойкость и окалиностойкость. Измельчает зерно. Повышает ударную вязкость.

Медь – увеличивает антикоррозионные свойства.

Редкоземельные элементы.

Церий – повышает прочность и особенно пластичность.

Цирконий – 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, улучшают качество поверхности, способствуют уменьшению содержания серы в стали, измельчают зерно.

Классификация легированных сталей.

В основу классификации легированных сталей заложены четыре признака: равновесная структура (после отжига), структура после охлаждения на воздухе (после нормализации), состав и назначение сталей.

По типу равновесной структуры стали подразделяются на доэвтектоидные, эвтектоидны, заэвтектоидные и ледебуритные. Эвтектоидные стали имеют перлитную структуру, а доэвтектоидные и заэвтектоидные наряду с перлитом содержат соответственно избыточный феррит и или вторичные карбиды (М3С, где М – металл). В структуре ледебуритных сталей присутствует эвтектика (ледебурит). По структуре они могут быть отнесены к белым чугунам, но их причисляют к сталям с учетом меньшего, чем у чугунов, содержания углерода (меньше 2 % С) и возможности подвергать пластической деформации.

Классификация по структуре после нормализации предполагает разделение сталей на три основных класса: перлитный, мартенситный и аустенитный. Такое подразделение обусловлено тем, что с увеличением содержания легирующих элементов в стали возрастает устойчивость аустенита в перлитной области; одновременно снижается температурная область мартенситного превращения. Все это приводит к изменению получаемых при нормализации структур от перлита в относительно малолегированных сталях до мартенсита (в легированных) и аустенита (в высоколегированных).

Классификация по химическому составу.

- в зависимости от вводимых элементов (хромистые, марганцовистые, хромоникелевые и т.п.).

- по общему количеству легирующих элементов.

· низколегированные ( до 2,5 % легирующих элементов)

· легированные (от 2,5 до 10 %)

· высоколегированные (более 10 %)

- по качеству.

Качество стали – это комплекс свойств, обеспечиваемых металлургическим процессом, таких, как однородность химического состава, строения и свойств стали, ее технологичность.

· качественные (до 0,04 % S и до 0,035 % Р)

· высококачественные (до 0,025 % S и до 0,025 % Р)

· особовысококачественные (до 0,015 % S и до 0,026 % Р).

- по назначению.

· конструкционные

· инструментальные

· с особыми свойствами

Маркировка легированных сталей.

Обозначение марки включает в себя цифры и буквы, указывающие на примерный состав стали. В начале марки приводятся цифры, указывающие содержание углерода: для конструкционных сталей две цифры впереди марки указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, для инструментальных сталей одна цифра в начале марки означает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если в начале марки нет цифры, то количество углерода составляет 1 % и выше. Буквы справа от цифры обозначают легирующие элементы: А – азот, Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, Е – селен, К – кобальт, Н – никель, М – молибден, П. – фосфор, Р – бор, С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Х – хром, Ц – цирконий, Ч – редкоземельные элементы, Ю – алюминий. Следующие после буквы цифры указывают примерное содержание (в целых процентах) соответствующего легирующего элемента (при содержании 1 – 1,5 % и менее цифра отсутствует). Высококачественные стали обозначаются буквой А, а особовысококачественные – буквой Ш, помещенными в конце марки. Если буква А расположена в середине марки (14Г2АФ), то это свидетельствует о том, что сталь легирована азотом. Некоторые группы сталей специального назначения содержат дополнительные обозначения. При обозначении автоматных сталей с повышенной обрабатываемостью резанием буква А ставится в начале марки. Если автоматная сталь легирована свинцом, то обозначение марки начинается с сочетания букв АС (АС35Г2, где цифра 35 обозначает среднее содержание углерода в сотых долях процента). Маркировка шарикоподшипниковой стали начинается с буквы Ш (ШХ15, где 15 – среднее содержание углерода в десятых долях процента). В начале обозначения марки быстрорежущих сталей стоит буква Р, за которой следует цифра, отражающая концентрацию вольфрама (Р18, Р6М5К8Ф2). Маркировка электротехнических сталей, выплавляемых на заводе «Электросталь» начинается с буквы Э. Опытные стали первоначально обозначают буквами ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (электросталь пробная) с порядковым номером разработки, например ЭИ962 (11Х11Н2В2МФ), ЭП33 (10Х11Н23Т3МР).

Таблица.3. Примерное назначение некоторых конструкционной стали

Марка стали	Характеристика	Примерное назначение
	Углеродистая качественная сталь
08, 10	Детали, штампуемые в холодном состоянии; сварные детали; детали, подлежащие цементации и цианированию	Тяги, втулки, прокладки, втулки
20	Детали неответственного назначения; сварные и штампованные детали невысокой прочности; термически необработанные детали.	Штуцеры, стержни, вкладыши, втулки, оси, крепежные детали
25	Детали, изготовляемые ковкой, а так же подвергаемые термической обработке	Оси, валы, муфты, болты, шайбы, фланцы, крепежные детали
40	Детали повышенной прочности, подвергаемые термической обработке	Шестерни, шатуны, оси, валы
50, 55	Детали высокой прочности	Шестерни, прокатные валки, ленточные пружины.
35Г2	Детали, подвергающиеся средним напряжениям	Коленчатые валы автомобилей, цапфы, полуоси
	Низколегированная сталь
35ХГС	Обладает большой прокаливаемостью	Крупные валы сельскохозяйственных машин, детали, работающие на износ
45Г2, 50Г2	Обладают повышенной прочностью и износостойкостью	Оси, валы, рычаги, стойки и др.
	Легированная сталь
15Х, 20Х	Для деталей подвергаемых закалке, цементации и работающих в условиях износа при трении	Втулки, пальцы, валки, шестерни, толкатели
35Х,40Х	Для деталей высокой прочности и вязкости	Валы, оси, коленчатые валы, шестерни, болты, шпильки
40ХН, 50ХН	Для крупных деталей ответственного назначения	Коленчатые валы, зубчатые колеса, шатуны, болты

Таблица.4. Примерное назначение некоторых специальных сталей и сплавов

Марка стали или сплава	Характеристика	Область применения
	Хромистые нержавеющие стали
Х13, 2Х13	Наибольшую коррозионную стойкость получают после термообработки	Клапаны гидравлических прессов, турбинные лопатки, предметы домашнего обихода
2Х17Н2	Обладает повышенной твердостью	Для тяжелонагруженных деталей, работающих в агрессивных средах на удар и истирание
9Х18	Обладает высокой износо- и коррозионной стойкостью	Шарикоподшипники высокой твердости, втулки и другие детали, подвергаемые износу в агрессивных средах
	Сплавы с высоким омическим сопротивлением
Х13Ю4, Х15Н60	Обладают высоким электросопротивлением и удовлетворительной пластичностью	Проволоки и ленты для бытовых приборов
	Сплавы с аномальным тепловым расширением
36Н ( инвар)	Не упрочняются под воздействием термообработки	Детали машин и приборов которые должны сохранять постоянство размеров при нагреве до 100ºС
35НКТ		То же и высокую твердость
	Сплавы с заданными упругими свойствами (элинвары)
36НХ11	Деформационно-твердеющие сплавы; обладают высокой коррозионной стойкостью	Упругие чувствительные элементы, работающие в слабо агрессивной среде
42НХТЮА	Дисперсионно- твердеющие сплавы; обладают малым температурным коэффициентом модуля упругости, ферромагнитны	Волосковые спирали часов
44НХТЮ		Мембраны, плоские спиральные и цилиндрические пружины

Термическая обработка стали и чугуна.

Термической обработкой называется тепловая обработка, в результате которой изменяется структура и физико-механические свойства металлических сплавов.

Термической обработке подвергаются как заготовки, так и готовые детали. Заготовки обычно подвергаются термической обработке для улучшения структуры, снижения твердости, а обрабатываемые детали – для придания им требуемых свойств: твердости, прочности, износостойкости, упругости и др. В результате термической обработки свойства сплавов могут быть изменены в широких пределах. Возможность значительного повышения механических свойств после термической обработки деталей машин и изделий позволяет увеличить допускаемые напряжения, уменьшить размеры и вес деталей и механизмов, повысить надежность и срок службы изделий.

Научные основы термической обработки были заложены исследованиями выдающегося русского ученого Дмитрия Константиновича Чернова в середине XIX века. В результате коллективного труда многих ученых, развивающих идеи Д.К.Чернова, мы имеем весьма точную диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов (см. Диаграмма состояния системы «железо – углерод» (Рис.37.)).

Цель термической обработки заключается в том, чтобы нагревом до определенной температуры и последующим охлаждением получить требуемое изменение строения металла.

На результат термической обработки оказывают влияние следующие факторы: скорость нагрева, температура нагрева, продолжительность выдержки, скорость охлаждения. Таким образом, основными факторами термической обработки являются температура и время.

Основными операциями термической обработки, общими как для стали и чугуна, так и для цветных металлов, являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Термическая обработка, может быть, простой и состоять только из одной операции и сложной, состоящей из нескольких операций.

Превращения в стали при нагреве и охлаждении.

Нагрев стали при термической обработке в большинстве случаев имеет целью перевод ее структуры в аустенит. Структура доэвтектоидной стали при нагреве до точки Ас, состоит из зерен феррита и перлита.

В точке Ас1 начинается фазовая перекристаллизация перлита, который превращается в мелкозернистый аустенит. При нагреве стали от температуры Ас1 до температуры Ас3 феррит растворяется в аустените. В заэвтектоидной стали при нагреве выше точки Ас1 перлит превращается в аустенит, а при дальнейшем нагреве цементит растворяется в аустените. Выше точки Асm сталь состоит только из аустенита, неоднородного по химическому составу. В тех местах где был цементит, аустенит богача углеродом, а там, где был феррит, – беднее. Поэтому при термической обработке для выравнивания химического состава аустенита сталь нагревают до температуры немного выше верхней критической точки Ас3 мелкие зерна аустенита соединяются между собой, размеры их увеличиваются. Величину зерен определяют путем сравнения микроструктуры стали (при увеличении в 100 раз) со стандартной шкалой. Зерна с номера 1 по 4-й считаются крупными, а с 5-го по 10-й – мелкими (Рис.49.).

.

Аустенит устойчив только при температурах выше 727º С. При охлаждении стали, нагретой до аустенитного состояния, ниже точки Аr1 начинается распад аустенита. Как уже было

сказано (см. Диаграмма состояния системы «железо – углерод»), при медленном охлаждении эвтектоидной углеродистой стали (0,81 %углерода) при температуре, соответствующей линии PSK, происходит превращение аустенита в перлит. Кристаллическая решетка – железа перестраивается в – железо, выделяется цементит.

Рис.50. Диаграмма изотермического превращения аустенита стали, содержащей 0,8% углерода

Для изучения изотермического превращения аустенита небольшие образцы стали нагревают до температур, соответствующих существованию стабильного аустенита, т.е. выше критической точки, а затем быстро охлаждают, например до 700, 600, 500, 400, 300ºС и т.д., и выдерживают при этих температурах до полного распада аустенита. Изотермическое превращение аустенита эвтектоидной стали происходит в интервале температур от 727 до 250ºС (температура начала мартенситного превращения – Мн).

На диаграмме (см. диаграмму изотермического превращения (Рис.50.)) видны две С-образные кривые. Кривая I указывает время начала превращения, кривая II- время конца превращения переохлажденного аустенита. Период времени до начала распада аустенита называют инкубационным. При 700ºС превращение аустенита начинается в точке а и заканчивается в точке в, в результате этого процесса образуется перлит. При 650ºС распад аустенита происходит между точками а1и в1 . в этом случае образуется сорбит.

Рис.51. Микроструктуры.

Сорбит – механическая смесь феррита и цементита, отличающаяся от перлита более тонким строением. Магнитен. Образуется при ускоренном охлаждении при распаде аустенита в интервале температур 600-700ºС или при отпуске мартенсита. НВ 270-320 (30-40 HRC) (Рис.51.). Такая сталь обладает высокой прочностью и пластичностью. При охлаждении стали до 550ºС (точка начала и конча распада а2и в2 соответственно) аустенит превращается в троостит.

Троостит – механическая смесь феррита и цементита, отличающаяся от сорбита еще более высокой степенью дисперсности. Магнитен. Образуется при ускоренном охлаждении при распаде аустенита в интервале температур 400 – 600ºС , а также при отпуске мартенсита. НВ 330-400 (40-45 HRC) (Рис.51.). Обладает достаточной прочностью, умеренной вязкостью и пластичностью.

Ниже температуры 550ºС в результате промежуточного превращения аустенита (в температурном интервале, расположенном ниже перлитного но, выше мартенситного превращения) образуется структура бейнита, состоящая из смеси перенасыщенного углеродом феррита и карбидов (цементита).

Различают верхний бейнит (перистого строения), появляющийся при 500-350ºС, и нижний (пластинчатого, игольчатого строения), образующийся при 350-250ºС.

Верхний бейнит имеет пониженную прочность, невысокую пластичность и вязкость, твердость его 43-46 HRC. У нижнего бейнита показатели прочности, пластичности и вязкости более высокие, твердость 52-55 HRC. Превращение аустенита при температурах Аr – 550ºС называют перлитными, при температурах 550ºС – Мн – промежуточными и при температурах Мн – Мк – мартенситными.

При медленном охлаждении аустенит превращается в перлит. При большей скорости охлаждения переохлажденный аустенит полностью перейдет в сорбит. При еще больших скоростях охлаждения образуется новая структура – троостит. При очень больших скоростях охлаждения образуется мартенсит.

Мартенсит – перенасыщенный твердый раствор углерода в – железе (Рис.52.), полученный из аустенита в результате бездиффузионного превращения (перестройки кристаллической решетки - железа без изменения концентрации углерода). Микроструктура игольчатого вида. Образуется в процессе быстрого охлаждения при температуре ниже 250 -200ºС. НВ 500-700.

При образовании мартенсита происходит перестройка гранецентрированной решетки аустенита в объемно-центрированную решетку - железа. Избыточное содержание углерода находящегося в - железе, искажает эту решетку и превращает ее в тетрагональную, в которой отношение параметров с/а не равно единице, как у куба.

Рис.52.Элементарная ячейка кристаллической решетки мартенсита

Степень тетрагональности тем выше, чем больше углерода в стали. Скорость охлаждения, при которой из аустенита образуется только мартенсит, называют критической скоростью закалки. При закалке стали ее охлаждают со скоростью больше критической.

Мартенситные превращения протекают при непрерывном охлаждении аустенита ниже точки Мн. по достижении определенной температуры (точка Мк) превращение аустенита в мартенсит заканчивается. Температуры в точках Мн и Мк зависят от химического состава стали. Углерод и легирующие элементы (за исключением алюминия и кобальта) понижают эти температуры.

Мартенсит обладает самой высокой твердостью, наряду со значительной хрупкостью. Он имеет пластинчатое строение, но в плоскости микрошлифа пластинки приобретают вид игл, поэтому мартенсит часто называют игольчатым (Рис.53.).

Рис.53.

У многих сталей температура в точке Мк ниже комнатной, поэтому распад аустенита не заканчивается, если сталь охлаждается только до комнатной температуры. Аустенит, который сохраняется в структуре стали при комнатной температуре, наряду с мартенситом, называют остаточным. Закаленные высоколегированные стали содержат остаточный аустенит в больших количествах, а низкоуглеродистые его почти не имеют.

Мартенсит, получаемый при закалке стали, представляет собой неустойчивую структуру, стремящуюся к превращению в более равновесное состояние. Нагрев ускоряет этот переход, так как подвижность атомов при этом сильно возрастает.

Отжиг стали.

Отжигом называется операция термической обработки, при которой путем нагрева, выдержки при установленных температурах и последующего медленного охлаждения в стали получают устойчивую (равновесную) структуру, свободную от остаточных напряжений.

Отжиг стальных изделий имеет целью снятие внутренних напряжений, устранение структурной неоднородности, улучшение обрабатываемости резанием и подготовку к последующей термической обработке.

Отжиг первого рода. Это отжиг, при котором, как правило, не происходит фазовых превращений (перекристаллизации), а если они имеют место, то не оказывают влияния на конечные результаты.

Различают следующие разновидности отжига первого рода: гомогенизационный (диффузионный), низкий и рекристаллизационный.

Гомогенизационный отжиг, или гомогенизация, применяется для выравнивания химической неоднородности (за счет диффузии) зерен твердого раствора, т.е. уменьшения микроликвации в фасонных отливках и в слитках главным образом из легированной стали.

В процессе гомогенизации слитки нагревают до 1100–1200 ºС, выдерживают при этой температуре 8 -15 часов, а затем медленно охлаждают до 200-250 ºС. Продолжительность отжига 80-110 часов.

Рекристаллизационному отжигу подвергают сталь, деформированную в холодном состоянии. Наклеп может оказаться столь большим, что сталь становиться мало пластичной и дальнейшая дефо

kursak.net

Влияние углерода и постоянных примесей на структуру и свойства сталей

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Институт повышения квалификации

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по Металловедению

на тему

«Влияние углерода и постоянных примесей на структуру и свойства сталей»

Алчевск 2009

1. Общая характеристика состава углеродистых сталей

Углеродистые стали являются основной продукцией чёрной металлургии (90%).

Стали (углеродистые) являются многокомпонентными сплавами. Кроме основы – железа (от 97,0 до 99,5% Fe) и углерода (до 2,14%), имеются ряд примесей: Mn, Si, S, P, O, N, H и др.

Наличие Mn, Si обусловлено технологическими особенностями производства (попадают в сталь в процессе раскисления).

Наличие P, S, O, N, H обусловлено невозможностью полного удаления их из металла при выплавке.

Случайные примеси Ni, Cr, Cu и др. – попадают из легированного металлического лома.

Углерод вводится в простую углеродистую сталь специально.

Углерод сильно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания.

Т.о., углерод является основным элементом, при помощи которого изменяются свойства сплава на основе железа.

2. Влияние углерода на свойства стали

С изменением содержания углерода изменяется структура стали. В зависимости от содержания углерода она может иметь следующий вид:

< 0,8% C – Ф+П

0,81% C – П (100%)

> 0,81% C – П + ЦII.

Имея различную структуру, все стали состоят только из двух фаз: Ф и Ц.

Количество цементита возрастает в стали прямо пропорционально содержанию углерода.

Феррит (Ф) – мягкая, пластичная фаза, твёрдость по Бринеллю – 80–90 НВ.

Цементит (Ц) – твёрдая и хрупкая фаза 1000–1100 НV (>800 НВ), (НВ и НV – близки по значению).

Технически чистое железо – мягкое, не содержит Ц или имеет ЦIII (его максимальное содержание в технически чистом железе может достигать – 0,29%).

В доэвтектоидных сталях появляется цементит входящий в перлит (Ф+Ц), следовательно твёрдость будет возрастать.

В эвтектоидной стили – цементита в перлите содержится 12%, остальное феррит.

В заэвтектоидной стали появляется ЦII – 20,4%, а также цементит входящий в перлит ~ 10%, т.о.всего его около 30%.

Следовательно, чем больше % С в стали, тем количество феррита уменьшается, а количество цементита увеличивается.

С увеличением в стали углерода возрастает твёрдость, пределы прочности и текучести и уменьшаются относительное удлинение, относительное сужение и ударная вязкость.

Твёрдость линейно повышается с увеличением углерода (рис. 1).

Предел прочности (σВ ) до 0,8 – 0,9% С растёт линейно, при дальнейшем увеличении углерода, т.е.у заэвтектоидных сталей, происходит выделение избыточного цементита (ЦII ) по границам бывшего зерна аустенита, образующего сплошную сетку (скорлупу) – очень твёрдую и очень хрупкую, что и приводит к снижению предела прочности (при растяжении в сетке возникают напряжения, приводящие к разрушению).

Относительное удлинение (δ, %), относительное сужение (ψ, %) по мере увеличения углерода непрерывно снижаются (рис. 1).

Существенное влияние углерода на вязкие свойства. Ударная вязкость (KCU) характеризует сопротивление металла хрупкому разрушению (распространению трещин).

Ударная вязкость (KCU) по мере увеличения содержания углерода до 0,6% резко снижается.

Рисунок 1.

Отступление:

Рисунок 2.

Чем больше ударная вязкость (KCU), тем более вязкий образец (металл).

Повышение содержания углерода облегчает переход стали в хладноломкое состояние. Влияние углерода на хладноломкость железа приведено на (рис. 3).

Каждая 0,1% С повышает температуру порога хладноломкости Тп.х. в среднем на 20˚С и расширяет переходный интервал от вязкого к хрупкому состоянию.

Рисунок 3. Влияние углерода на хладноломкость железа

Температура перехода из вязкого в хрупкое состояние (рис. 4):

Рисунок 4. Переход из вязкого в хрупкое состояние

Тп.х. – температура перехода из вязкого в хрупкое состояние.

Порог хладноломкости – температурный интервал изменения характера разрушения от вязкого к хрупкому.

3. Влияние кремния и марганца

Кремний (Si) и марганец (Мn) переходят в сталь в процессе её раскисления при выплавке. Они раскисляют сталь, т.е. соединяясь с кислородом закиси железа FeO, в виде окислов переходят в шлак:

2FeO + Si = 2Fe + SiO,

FeO + Mn = Fe + MnO.

Частично Si u Mn остаются в стали:

Si – 0,35 – 0,4%,

Mn – 0,5 – 0,8%.

Удаляя О2 – Si и Mn – повышают плотность металла (слитка).

Si – сильно повышает предел текучести, снижает пластичность (стали с высоким содержанием Si не годятся к глубокой, холодной вытяжке). Поэтому стали предназначенные для холодной штамповки и холодной высадки должны содержать минимальное количество Si.

Mn – заметно повышает прочность σв , σт , практически не снижая пластичности. Резко уменьшает красноломкость стали.

4. Влияние серы

Сера (S) является вредной примесью. Попадает в сталь из чугуна (из золы и руды).

Содержание серы:

S – 0,035 – 0,06% (0,018% S – качественная сталь). Сера образует с железом соединение FeS. Это соединение образуют с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления – Тпл = 988˚С.

Наличие эвтектики вызывает красноломкость, т.е. хрупкость при высоких температурах. При нагреве до 1000–1200˚С эвтектика, располагающая по границам зёрен, расплавляется и при деформации (ОМД) в стали возникают надрывы и трещины.

Вывозят серу из стали с помощью марганца. Марганец обладает большим сродством к сере, чем железо, и образует соединение MnS с высокой температурой плавления Тпл = 1620˚С:

FeS + Mn → MnS + Fe.

Сера и её соединения при комнатных и пониженных температурах способствует снижению ударной вязкости стали, т. к. разрушение металла идёт по сульфидным включениям (поэтому ударная вязкость металла (KCU) снижается) (рис. 5).

Рисунок 5. Влияние серы на вязкие свойства стали

Также сера снижает пластичность – δ, ψ%.

Сернистые включения ухудшают свариваемость и коррозионную стойкость. Сера облегчает обрабатываемость резанием.

5. Влияние фосфора

Фосфор (Р) является вредной примесью. Содержится в пределах 0,025–0,045% Р. Попадает в сталь в процессе производства из руды, топлива, флюсов.

Растворяясь в феррите, фосфор сильно искажает решетку и увеличивает пределы прочности и текучести, но уменьшает пластичность и вязкость.

Снижение вязкости тем значительнее, чем больше в стали фосфора.

Фосфор значительно повышает порог хладноломкости.

Каждая 0,01% Р повышает порог хладноломкости стали на 20 – 25˚С (для углерода такое же влияние оказывает каждая 0,1%).

Фосфор обладает большой склонностью к ликвации (неоднородность распределения). Фосфор скапливается в серединных слоях слитка, по границам зёрен, сильно снижая ударную вязкость.

Фосфор (Р) – усиливает ковалентную (хрупкую) связь и ослабляет металлическую. С понижением температуры хрупкость металла увеличивается (хладноломкость) (рис. 6). Фосфор облегчает обрабатываемость стали режущим инструментом (создавая хрупкость). Совместное присутствие в стали фосфора и меди (Р + Сu) – повышает сопротивление коррозии.

Рисунок 6. Влияние фосфора на хладноломкость стали (0,2% С, 1% Mn)

6. Влияние азота, кислорода и водорода

Кислород (О2 ): образует неметаллические включения оксиды – FeO, MnO, Al2 O3 , SiO2 .

Азот (N2 ): образует нитриды – Fe4 N, Fe2 N, AlN.

Кислород и азот в свободном виде располагаются в раковинах, трещинах и др. Эти включения значительно уменьшают ударную вязкость, повышают порог хладноломкости и уменьшают пластичность, при этом повышается прочность стали (рис. 7).

Рисунок 7. Влияние примесей внедрения кислорода (а) и азота (б) на вязкие свойства железа

Водород (Н2 ): при затвердевании часть водорода в атомарном состоянии остаётся в стали. При переходе атомарного водорода в молекулярный повышается давление до 150 МПа, образуя эллипсовидные впадины – флокены, которые являются неисправимым браком. Флокены способствуют сильному охрупчиванию стали.

Частично удалить водород с поверхностного слоя можно путём нагрева до 150–180˚С, лучше всего в вакууме ~ 10-2 – 10-3 мм. рт. ст. или нагрев до 800˚С и выдержке, водород уходит и остаётся чистый металл.

7. Примеси цветных металлов

Примеси: Cu, Pb, Zn, Sb, Sn и др. Попадают в сталь в процессе переплавки бытового и машиностроительного лома. Их содержание невелико – сотые и даже тысячные доли процента (кроме меди – Cu ≈ 0,1 – 0,2%).

Эти примеси оказывают незначительное влияние на механические свойства. При точных исследованиях выявлено, что они повышают порог хладноломкости. Например, каждая 0,01% примеси повышает порог хладноломкости на следующую величину: O2 – +15˚C; N2 – + 10˚C; C – +2˚C; P – +7˚C; Cu – +1˚C; Sn – +30˚C; Zn – +30˚C; Sb – +20˚C).

Литература

1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М., 1972, 1980.

2. Гуляев А.П. Металловедение. М., 1986.

3. Антикайн П.А. Металловедение. М., 1972.

mirznanii.com

УГЛЕРОДИСТЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ СТАЛИ | Металлолом

В машиностроении находят применение для изготовления деталей и изделий, чаще всего неответственного назначения, дешевые углеродистые качественные стали.

1. Влияние углерода на свойства стали

Свойства углеродистых сталей определяются содержанием углерода и применяемой обработкой. Горячекатаные, нор­мализованные и отожженные стали имеют феррито-перлит — ную структуру. С увеличением содержания углерода коли­чество перлита возрастает и при —0,8 %С сталь имеет пол­ностью перлитную структуру. В заэвтектоидной стали наряду с перлитом появляется избыточный цементит. Увели­чение содержания углерода (перлита) приводит к росту прочности и падению пластичности и вязкости феррито — перлитной стали (рис. 80), при этом порог хладноломкос­ти существенно повышается (рис. 81).

Структура закаленной стали зависит от содержания углерода и температуры нагрева под закалку. Углерод, рас­творенный при нагреве под закалку в аустените, будет по­нижать температурный интервал мартенситного превраще­ния (рис. 82). При содержании в аустените более 0,5 % С температуры окончания мартенситного превращения Mk будет ниже комнатной температуры, вследствие чего пос­ле закалки в стали наряду с мартенситом присутствует ос­таточный аустенит. Количество растворённого в аустените углерода будет определять тетрагональность и твердость мартенсита, а также количество остаточного аустенита. Следовательно, твердость закаленной стали будет бпреде — ляться перечисленными факторами (рис. 83).

Так, в углеродистой закаленной стали до содержания — 0,6% С твердость возрастает пропорционально его со-

153

Держанию в стали, дальнейшее увеличение углерода до 0,8 % приводит к замедлению темпа прироста твердости,, так как появляется остаточный аустенит," а при содержа­нии углерода больше эвтектоидного твердость стали воз­растает мало, лишь за счет появления избыточного цемен­тита (при закалке от температур выше Aci).

Закалка заэвтектоидной стали от температуры выше Ac3 приводит к сильному увеличению количества остаточ­ного аустенита и падению твердости. Легирование относи-

На механические свойства углеродистых смесн (А. П. Гуляев)

НВ. МПа б!,MПа 3000 VlZO О

ZOOO

IOOO

О О,Z 0,6 1,0 1,4 Z,

Рнс. 80. Влияние содержания углерода сталей со структурой феррнто-карбндной

Ц, Дж ZOO

150 100 50 О

	7
- (	Г
If	J
	F у
- /	/ /s"————
.-Jk	-W I I

-150-100-50 О 50 100 150 tucn°0

Рнс. 81. Изменение порога хладнолом­кости и энергии разрушения (U) под влиянием содержания углерода для сталей со структурой феррито-карбнд-. ной смесн (Д. Рейнболт): содержание С, %: / — 0,11; 2 — 0,20; 3—0,31; 4 — 0,41; 5 — 0,49; 6 — 0,60; 7 — 0,69; S — 0,80

Тельно мало повышает твердость мартенсита, однако спо­собствует увеличению остаточного аустенита, что так же, как и перегрев заэвтектоидной углеродистой стали, приво­дит при определенном содержании углерода к уменьшению твердости стали.

Основным недостатком углеродистой стали является малая устойчивость переохлажденного аустенита, а отсюда и низкая прокаливаемость. Критический диаметр при за­калке в воду (мартенситная структура) для различных уг­леродистых сталей составляет от 10 до 20 мм и увеличива­ется в указанных пределах при повышении содержания уг­лерода от 0,3 до 0,6 %.

В углеродистых сталях уже в сечениях около 40 мм да­же при закалке в воду в центре протекает феррито-перлит — ное превращение. Малая прокаливаемость обусловливает и низкую закаливаемость углеродистой стали. Чем меньше содержание углерода, тем меньше закаливаемость.

0,2 0,110,6 О, В 1,0 С,%

Требуемые свойства достигаются при последующем от­пуске стали. На рис. 84 показано изменение механических свойств закаленной углеродистой стали 40 при отпуске на разные температуры. С повышением температуры отпуска прочностные характеристики непрерывно уменьшаются, а пластичность и вязкость стали увеличиваются. По таким

T,С
600	-
	\
400	Vv
200	Х4»—
	\
О	Ч AVV
-200	I	I I	_

Fe 0,4 O.S 1,2 1,6 С, % (по массе]

Рнс. 82. Влияние содержания углерода на температуру начала AT н н конца Mk мартенситного превращения

If, 6t,6„j,HB,

Рнс. 83. Зависимость твердости закаленной стали от содержания углерода и ле­гирования стали:

1 — легированный мартенсит; 2 — углеродистый мартенсит; 3 — мартенсит с остаточным аустеннтом

Рнс. 84. Механические свой­ства стали 40 в зависимо­сти от температуры отпуска. Отметки на левой шкале — свойства после закалки, на правой — после отжига

(А. П. Гуляев)

%	~ мпа	‘ МПа
62,5	- 1200	-5000	-
50,0	- 1000	- WOO	- \		V
37,5	- 800	-3000	-	<р
25,0	- 600	- 2000	-	F^XNv/4	Й1 НВ_
12,5 О	- WO _ 200	-1000 о	VS	I ! I	TL

300 WO 500 ООО 7О0 TOTfl ° С %

1

Диаграммам выбирают режим термической обработки (улучшения), обеспечивающий необходимый для той или иной детали комплекс механических свойств. Подобные диаграммы построены для широко распространенных угле­родистых и легированных сталей и приводятся в справоч­ной литературе.

2. Марки сталей и их свойства

В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, поставляемые по ГОСТ 1050—74. Кроме того, ис­пользуют углеродистые стали обыкновенного качества по> ГОСТ 380—71.

Качественными углеродистыми сталями могут быть ста­ли марок 08, 10, 15, 20, 25, …, 75, 80, 85. К углеродистым сталям относят также стали с повышенным содержанием, марганца (0,7—1,0%) марок: 15Г, 20Г, 25Г, …, 65Г, имею­щих повышенную прокаливаемость (критический диаметр до 25—30 мм).

В табл. 13 приведены гарантируемые механические свой­ства после нормализации некоторых углеродистых качест­венных сталей.

Таблица 13. Гарантируемые механические свойства углеродистых, качественных сталей

		Механические свойства, ие менее
Марка	Содержание
Стали	Углерода, %	Ctjj, МПа	V МПа	В. %	Ч>. %	Кои+30-
					МДж/м2
08	0,05—0,01	330	200	33	60
10	0,07-0,14	340	210	31	55	____
15	0,12—0,19	380	230	27	55	____
20	0,17—0,24	420	250	25	55	____
30	0,27—0,35	500	300	21	50	0,8
40	0,37—0,45	580	340	19	45	0,6
50	0,47—0,55	640	380	14	40	0,4
60	0,57—0,65	690	410	12	35
70	0,67-0,75	730	430	9	30	— ..

Приведенные гарантируемые механические свойства служат для контроля металлургического качества отдель­ных плавок, так как механические свойства в изделиях ма­шиностроения будут определяться применяемой термичес­кой обработкой, ее режимами и сечением деталей. Низкоу^- леродистые стали марок 08, 08кп, 08пс относятся к мягким сталям, применяемым чаще всего в отожженном состоянии для изготовления деталей и изделий методом холодной штамповки — глубокой вытяжки (см. гл. XIII, п. 2). Стали марок 10, 15, 20 и 25 обычно используют как цементуемый — (см. гл. XV, п. 1), а высокоуглеродистые стали 60, 65, 70,. 75, 80 и 85 в основном употребляют для изготовления пру­жин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделии с высокой упругостью и износостойкостью (см. гл. XVIII, п. 1). Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 и анало­гичные стали с повышенным содержанием марганца ЗОГ, 40Г, 50Г применяют для изготовления самых разнообраз­ных деталей машин. При этом в зависимости от условий ра­боты деталей применяют различные виды термической обра­ботки: нормализацию, улучшение, закалку с низким отпус­ком, закалку ТВЧ и др.

Ниже приведены механические свойства наиболее ти­пичных сталей после нормализации (числитель) и закалки с отпуском (знаменатель). Для каждой стали выбрана та­кая температура отпуска, при которой временное сопротив­ление улучшенной стали равно временному сопротивлению нормализационной стали (для сталей 25 и 35 /Отп=700°С, для стали 45 650°, для стали 55 620 0C).

TOC \o "1-3" \h \z Сталь………………………………………… 25

Ов, МПа………………………. 460/460

От, МПа……………………………… 240/280

Б, %…………………………………….. 27/30

35 45 . 55

550/550 660/660 " 750/750

280/330 340/380 380/440

22/25 17/22 12/17

Приведенные данные показывают, что при одинаковом временном сопротивлении нормализованной и улучшенной стали другие свойства (предел текучести, относительное удлинение) заметно выше после закалки и высокого отпус­ка вследствие получения более дисперсной структуры. За­калка с отпуском обеспечивает и более высокую ударную вязкость и хладостойкость, чем нормализация.

Механические свойства каждой стали могут изменяться в широком диапазоне в зависимости от режима термичес­кой обработки, и для каждой конкретной детали, условий ее эксплуатации должен быть выбран оптимальный комп­лекс механических свойств и соответствующая обработка.

Достоинством углеродистых сталей является их деше­визна, доступность из-за отсутствия в составе дефицитных легирующих элементов, хорошая технологичность при тер­мической обработке и обработке резанием, малая склон­ность к отпускной хрупкости и др. Однако из-за малой прокаливаемости углеродистые стали не обеспечивают не­обходимых требований по свойствам в деталях сечением более 10—20 мм, они также непригодны для применения в ответственных деталях любых сечений, где требуются по­вышенные механические свойства и целый ряд других спе­циальных свойств.

mitalolom.ru

Углерод — Содержание в стали

Углерод При содержания в. стали до 0,3 % влияния не 0 азывает от 0,3 до 0,7 — резка затруднительна, требуется применение предварительного подогрева свыше 1,0 % — резка становится невозможной  [c.129]

Сварке хорошо поддается только мягкая углеродистая сталь, содержащая 0,15—0,25% углерода. При содержании в стали углерода свыше 0,25%, с целью улучшения качества сварного шва, к флюсам необходимо добавлять железные опилки. Сталь с содержанием углерода свыше 0,45% почти не сваривается. Отри-  [c.358]

Хромистые стали имеют различную структуру в зависимости от содержания хрома и углерода. При содержании в стали хрома  [c.302]

Инструментальная углеродистая сталь (ГОСТ 1435-74) применяется для изготовления инструментов выпускается следующих марок У7, У8, У8Г, У9, У10 и др. Буква У-сокращение слова углеродистая следующее за ней число указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента буква Г указывает на повышенное содержание в стали марганца. Для высококачественных сталей к указанным обозначениям добавляется буква А.  [c.187]

ТИТ составляет приблизительно 5% (по массе или по объему) в стали с 0,7%, С содержится 10% цементита и т. д. Поэтому с увеличением содержания в стали углерода повышаются значения прочности и понижаются значения пластичности, как это показано для стали в нормализованном состоянии (см. рис. 148).  [c.277]

Исходя из сказанного, содержание углерода обычно лимитируют определенным значением порядка не более 0,22—0,25%. Чем интенсивнее сварка, тем более резко изменяется температура, тем больше по знаку возникают напряжения, тем меньшее содержание углерода можно допустить в стали.  [c.398]

Свойства углеродистых инструментальных сталей, а также режимы их термической обработки зависят главным образом от содержания в стали углерода.  [c.413]

Чем больше в стали углерода, тем меньше в структуре избыточного феррита и больше перлита. При содержании в стали 0,6—  [c.125]

Низкоуглеродистые качественные стали используют и для ответственных сварных конструкций. С повышением содержания в стали углерода свариваемость ухудшается. Чем больше в стали углерода, тем иы[пе склонность ее к образованию при сварке горячих и хо-лодны.х (ггри низких тем[ ературах) треи ин.  [c.254]

Влияние углерода. Углерод (С) вводится в сталь специально и существенно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания.  [c.69]

Однако в некоторых случаях с увеличением содержания углерода и хрома в сталях при высокой температуре могут возникать обратные эффекты, когда величины 6] и /11 (0) увеличиваются вследствие снижения температуры плавления. В результате сопротивление деформации высокоуглеродистых сталей при низкой скорости выше, чем низкоуглеродистой стали. Последнее хорошо известно пз заводского опыта.  [c.473]

При содержании в стали 35—40% Со температура а— Y-превращения (точка А ) повышается почти до 1000° G, а температура Кюри возрастает еще в большей степени, так что при содержании более 20% Со температура магнитного превращения совпадает с температурой а—у-превра-щения (рис. 125). В присутствии углерода кобальт смещает эвтектоидную точку в направлении более высоких температур и меньших содержаний углерода. В сплаве, содержащем 50% Со, эвтектоидная точка расположена при —850° С и 0,7% С.  [c.216]

На ускорении или замедлении из-за деформаций процесса возникновения склонности к МКК будет сказываться содержание в стали легирующих элементов особенно тех, которые влияют на количество углерода на границах зерен (никеля, бора, кремния, молибдена). Деформация после отпуска всегда уменьшает, причем в значительно большей степени, чем до отпуска, склонность аустенитных хромоникелевых сталей к МКК, так как дробление зерен и нарушение непрерывности их границ препятствует проникновению разрушения в глубь металла.  [c.57]

Растрескивание сталей в растворах нитратов всегда межкристал-литно, из чего следует, что состав и структура границ зерен играет основную роль в растрескивании. При этом главное значение имеет содержание углерода и азота в стали. Предполагается, что атомы углерода и азота, растворимые ио границам зерен, увеличивают длительность существования поверхностных дефектов решетки железа, возникающих в процессе действия напряжений и облегчают этим хемосорбцию нитрат-иоиов, которая  [c.69]

При содержании в стали 0,09—0,14% углерода  [c.73]

Содержание углерода и хрома в стали в %  [c.25]

Углеродистую качественную конструкционную сталь маркируют цифрами 05, 08, 10, 15, 20, 30, 45 и т. д., показывающими среднее содержание в стали углерода в сотых долях процента.  [c.14]

Роль легированного феррита в упрочнении стали возрастает, если сталь имеет неравновесную структуру (после закалки и отпуска) и содержит малое количество углерода. При повышении содержания в стали углерода роль легированного феррита в повышении прочности становится меньше и важное значение приобретают степень дисперсности, количество, форма и распределение фаз.  [c.16]

С увеличением содержания углерода в стали 18-8 также повышается твердость после дополнительного отпуска при 650° С (рис. 17). Только при содержании в стали s 0,02% С изменение температуры отпуска в пределах 500—800° С практически не оказывает влияния на эти свойства, что связано с достаточно высокой стабильностью твердого раствора аустенита.  [c.30]

При содержании в стали никеля 10, 20, 30 и 40% допустимое содержание углерода составляет, соответственно, 0,02, 0,012, 0,006 и 0,006% [34].  [c.125]

Чем выше содержание в стали углерода и кремния, тем в большей степени происходит обезуглероживание поверхностного слоя [10].  [c.651]

Твёрдость закалённой стали не определяет прокаливаемости. Твёрдость мартенсита (закалённой стали) определяется почти исключительно содержанием в стали углерода, тогда как прокаливаемость зависит от содержания углерода и легирующих элементов, размера зерна, однородности аустенита и других факторов.  [c.286]

В некоторых случаях цементит выделяется не в виде пластинок, а в виде зёрнышек. Избыточный феррит в доэвтектоидной стали, близкой к эвтектоидному составу (0,6— 0,7% С), выделяется в виде сетки, располагающейся вокруг зёрен перлита, при меньшем содержании углерода—в виде светлых скоплений. Цементит в заэвтектоидной стали располагается в виде мелких равномерно распределённых включений или тонкой сеткой по границам перлитных зёрен, иногда в виде игл внутри зёрен. По соотношению структурных составляющих, особенно в доэвтектоидной стали, можно достаточно точно определять содержание в стали углерода.  [c.322]

Снижение пластических свойств стали в соседних со швом участках почти всегда можно предупредить или довести до допустимых пределов. Для этой цели или несколько изменяется состав стали, или меняются режимы сварки. Введение элементов, образующих медленно растворяющиеся в аустените карбиды, понижает в условиях сварки закаливаемость стали. Одним из наиболее интересных элементов с этой точки зрения является ниобий. Кроме того, целесообразно снижение (до возможных пределов) содержания в стали углерода.  [c.355]

Наиболее высокая прочность (а ) проволоки обеспечивается повышением содержания в стали углерода. Повышение содержания других исследованных элементов оказывает меньшее влияние на прочность (Сг, N1, Мп) или даже несколько её снижает (А1, Уа, Т1) [12, 17, 30].  [c.409]

В микроструктуре стали, содержащей свьппе 0,8% углерода, по границам зерен перлита располагается вторичный цементит, вьщеляющийся из аустенита при охлаждении вследствие уменьшения растворимости углерода. При содержании в стали 1% углерода цементит образует хрупкую сетку, которая разобщает между собой зерна перлита (см. рис. 51, Э). Прочность стали при этом снижается.  [c.151]

При применении комплексного раскислителя (А1 + + Са + 51) с предварительным раскислением ферросилицием или кальцийсилицием в сталь вводят 1,2—2,0 кг алюминия на 1 т стали в зависимости от содержания в стали углерода. При содержании в стали 0,08% С в нее добавляют 1,2—1,5 кг алюминия на 1 т стали при содержании 0,05% С в сталь вводят 2 кг Л1 [1]. Из этого количества алюминия около 80% подают в ковш, а остальное вводят в изложницы в виде алюминиевой крупы [1]. Алюминий вводить в изложницу выгоднее, чем в ковш, так как при раскислении в ковше сталь в ковше реагирует со шлаком и в ней опять увеличивается содержание кислорода [27].  [c.45]

Сталь — это железный сплав, содержащий до 2% С. В углеродистых конструкционных сталях, широко используемых в маши-ност1)оении, судостроении и др., содержание углерода обычно составляет 0,06—0,9%. Углерод является основным легирующим элементом и определяет механические свойства этой группы сталей. Повышение его содержания в стали усложняет технологию сварки и затрудняет возможности получения равнопрочного сварного соединения без дефектов.  [c.204]

В связи с этим в шов с расплавленным основным металлом поступают легирующие элементы, содержащиеся в свариваемой стали, в том числе и углерод, концентрация которого в сталях этой группы достаточно высока. Влияние содержания углерода, серы и марганца в шве на склонность к образованию горячих трещин схематически представлепо на рис. 124. Линия I служит границей раздела составов с низким содержанием углерода ( ] m. при которых образуются или не образуются горячие трещины. При повышенном содержании углерода [С] , ш такой границей будет линия 5, в этом случае даже при низком содержании серы и большой концентрации марганца в шве могут возникнуть горячие трещины. При механизированной сварке под флюсом необходимы подготовка кромок, техника и режимы сварки, при которых доля основного металла в шве будет минимальной.  [c.252]

При испытаниях надрезанных образцов на удар хрупкие раз-рутончя переходят в вязкие при повышепии температур испытания. Снижает температурный интервал перехода в хрупкое состояние некоторое увеличение содержания в стали углерода и для ферритпых сталей — азота (примерно в количествах /цщ от концентрации хрома). Такие добавки уменьшают склонность к росту зерна при высоких температурах и улучшают сварочные свойства сталой.  [c.261]

Для получения в печи нейтральной атмосферы для данной температуры и данного сорта стали (содержания в стали углерода) необходимо иметь определенное соотношение науглероживающих, окисляющих, обезуглероживающих п восстанавливающих газов, т, е. иметь определенные соотношения  [c.289]

Основными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом (скрап). Содержание углерода и примегей в стали значительно ниже, чем в чугуне (табл. 2.1).  [c.28]

Как следует из реакции (7) и (8), чем больше в шлаке (СаО) и меньше (FeO), тем полнее удаляется из стали сера. Поэтому при плавке в основных печах можно снизить содержание углерода и серы в стали, выплавлять сталь из п.1ихты любого химического состава.  [c.31]

Опыт показывает, что толщина цементованного слоя для деталей, изготовляемых из стали с содержанием >0,17 % С, составляет 15 % от наименьшей толщины или диаметра цементуемого сечения. При содержании в стали углерода толщину слоя уменьшают до 5—9 %, а для деталей, работающих на износ, не испытывающих больших удельных нагрузок, до 3—4 % от наименьшей толщины или диаметра цементуемого сечения. Для зубчатых колес, эффективную толщину слоя до HR 50 принимают равной  [c.233]

Для улучшения свойств (механических, коррозионных, тепловых и др.) сталей применяют легирующие присадки (в скобках указаны буквенные обозначения присадок в марке стали) вольфрам (В), марганец (Г), медь (Д), молибден (М), никель (Н), бор (Р), кремний (С), титан (Т), хром (X), ванадий (Ф), алюминий (Ю). Процентное содержание в стали легирующих присадок указывают цифрами после буквы (например, сталь 12Х2Н4А содержит в среднем 0,12 % углерода, 2 % хрома и 4 % никеля). По способу производства углеродистые стали подразделяют на стали обыкновенного качества и стали качественные конструкционные, а легированные стали — на качественные, высококачественные (в конце обозначения марки стали содержится буква А, например, ЗОХГСА) и особо высококачественные.  [c.272]

Борированию можно подвергать практически все сплавы на основе железа, но при этом следует учитывать, что их химический состав существенно влияет на строение и глубину слоя. В конструкционных нелегированных сталях с увеличением содержания углерода уменьшается толщина борированного слоя и постепенно выравниваются его границы с основой. По мере увеличения слоя углерод оттесняется в глубь образца, поскольку почти не растворяется в фазах FeB и FesB, причем его содержание на границе может превышать в несколько раз средний уровень содержания в стали. Для ослабления этого нежелательного явления рекомендуют увеличивать продолжительность процесса с целью диффузионного нивелирования избыточной концентрации углерода. Глубина проникновения бора для стали, содержащей 0,28% С, при температуре процесса 800° С возрастает от 25 до 60 мкм при увеличении выдержки с 1 до 3 ч. Увеличение концентрации углерода от 0,28 до 0,56% уменьшает глубину слоя до 40 мкм.  [c.41]

Если при термической обработке измельчаются частицы цементита, то вокруг них кристаллическая решетка искажается. Возникающее при этом упрочнение материала объясняют появлением дополнительных препятствий лзеремещенйю дислокаций. Чем больше углерода в стали, тем болыпе ее твердость. Однако прочность стали (С увеличением углерода возрастает лишь до 0,8% С. При (большем содержании углерода по границам бывшего зерна аустенита выделяется так называемый вторичный цементит, образующий при содержании в стали углерода более 1,2—1,37о сплошной каркас. Будучи хрупким, (ОН быстрее разрушается при растяжении.  [c.109]

Применение никеля при легировании стали увеличивает ее вязкость и понижает критическую температуру хладноломкости [53, 55]. Высокая хладостойкость малоуглеродистых никелевых сталей позволяет широко использовать их в условиях низких температур. Известно [56], что в стали с 8— 9%-ным содернсанием никеля даже при температуре испытания— 196°С излом ударных образцов остается (на 70— 80%) волокнистым. Однако влияние никеля на механические свойства стали неоднозначно избыточное легирование стали никелем может снизить запас вязкости [55]. Смягчающее действие никеля зависит от содержания в стали углерода, марганца, бора, кремния и вольфрама [51]. В ферритных и малоуглеродистых сталях никель повышает запас вязкости тем сильнее, чем больше его содержание и чем меньше в стали углерода. С повышением количества углерода и общей легированности стали благоприятное влияние никеля умень-  [c.40]

В стали Х18Н10Т процесс карбидообразования протекает более интенсивно, чем в стали 0Х18Н10Ш. Это связано, по-видимому, с большим содержанием углерода и титана в стали Х18Н10Т. Фактор времени при старении деформированных сталей играет большую роль в начальном периоде процесса, а при длительных выдержках конечное количество вторичной фазы определяется главным образом не временем старения, а степенью предварительной деформации.  [c.66]

С повышением концентрации углерода в стали ее коррозионная стойкость снижается, снижается она и при переходе к более неравновесным структурам [16]. Из табл. 2 следует, что скорость коррозии по месту СОП с увеличением содержания углерода л 0,54 % закономерно воАрастает, при дальнейшем повышении концентрации углерода скорость коррозии уже не увеличивается. При содержании в стали углерода не бопее 0,84 % скорость коррозии на СОП для мартенситных структур всегда выше, чем для равновеснь1Х отожженых. Для сталей с большим содержанием углерода эта тенденция нарушается.  [c.78]

Рис. 39. Влияние соотношения углерода к вольфраму в сталях Р18, Р12 и ЭИ347 на производительность их при шлифовании q и содержание в них МоС. Температура закалки сталей

Рис. 40. Содержание v-фазы в щлифованйой поверхности образцов и содержание С и W в твердом растворе в зависимости от соотношения углерода к вольфраму в стали Р18 и температуры закалки (кривая ус на рис. 40, б — по данным

mash-xxl.info

Углерод, определение в сталях тер

    Углерод присутствует в сплавах железа в трех формах связанный в твердом растворе (феррите), в карбидах и в виде графита Определение содержания различных видов углерода в сталях и чугунах основано на их различных физических и химических свойствах и их реакциях в растворах электролитов. [c.29]

    Экспресс-анализаторы для определения углерода АН-29 и АН-160. Экспресс-анализаторы предназначены для определения содержания углерода в сталях и сплавах и обладают высокой производительностью (например, для АН-160 — тысяча анализов в [c.183]

    Действие водорода на сталь проявляется не сразу, а после определенной выдержки в газе при повышенных температурах и давлениях. На первом этапе обезуглероживаются поверхность стали и приповерхностные локализованные объемы, но не наблюдается образования отдельных пустот по границам зерен нет также отвода продуктов коррозии. Затем, при продолжительном действии водорода на сталь, наблюдаются растрескивание по границам зерен, отвод продуктов коррозии и резкое снижение содержания углерода в стали. [c.252]

    Ю. А. Клячко, А. Г. Атласов и М. М. Шапиро. Анализ газов, неметаллических включений и карбидов в стали. Металлургиздат, 1953, (596 стр.). Руководство посвящено описанию определения газов в жидкой и твердой стали химическими методами и посредством вакуум-плавления, а также подробному рассмотрению техники работы при анализе газов. Книга содержит также описание химических и электрохимических методов исследования твердых неметаллических включений и их качественного и количественного определения. В последней части изложены методы анализа карбидов и методы фазового анализа углерода в сталях. [c.490]

    Изучены особенности контактного плавления, смачивания поверхности графита, а также пропитки графита образовавшимся расплавом при контактно-реактивной пайке стали с графитом при разном исходном содержании углерода в стали. Описаны методики расчета и экспериментального определения скорости контактного плавления стали с графитом и скорости пропитки расплавом графитовой основы под давлением поджатия. [c.267]

    Диаграмма состояния системы железо — углерод. В 1868 г. Д. К. Чернов впервые указал на существование определенных температур ( критических точек ), зависящих от содержания углерода в стали и характеризующих превращения одной микроструктуры стали в другую. Этим было положено начало изучению диаграммы состояния Ге—С, а 1868 г. стал годом возникновения металловедения — науки о строении и свойствах металлов и сплавов. Позже Ф. Осмонд уточнил значения критических точек и описал характер микроструктурных изменений, наблюдаемых при переходе через эти точки. Он дал названия важнейшим структурам железоуглеродистых сплавов эти названия употребляются до сих пор. [c.617]

    СПЕКТРАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА В СТАЛЯХ [c.291]

    Определение измерением объема газа. Навеску карбоната раз-.лагают кислотой, и выделяющийся газ переводят в бюретку для измерения объема газа. При определенных физических условиях количество СО можно определить непосредственно по увеличению общего объема газа в сосуде, соединенном с бюреткой. Аналогичный способ широко применяется для определения углерода в сталях. Для этого навеску металла сжигают в струе кислорода, и образующуюся смесь кислорода и двуокиси углерода собирают в специальный сосуд для измерения объема газов. Измеряют объем смеси газов (О и СО ), затем поглощают СО раствором щелочи и снова измеряют объем газа. По уменьшению объема легко вычислить содержание углерода в стали. [c.112]

    Так, например, для определения содержания угольной кислоты (связанной) в карбонатах поступают следующим образом. Навеску карбоната помещают в колбу рядом с пробиркой, содержащей кислоту (рис. 102). Колба соединена с бюреткой для измерения объема газа. Собрав прибор, выливают кислоту на анализируемый карбонат, причем выделяется углекислый газ. Изменение объема газов измеряется с помощью бюретки зная объем выделившейся СО , а также температуру и давление, можно вычислить содержание карбонатов в анализируемой пробе. Один из наиболее распространенных газообъемных методов, а именно определение углерода в стали, подробнее описан в 127. [c.445]

    Определение углерода в сталях и сплавах (от 0,03 до [c.328]

    Косвенная кондуктометрия заключается в определении одного компонента./В многокомпонентном растворе, при использовании для анализа, кроме кондуктометрии, еще второго метода физико-химического анализа (определения рефракции, вязкости, pH, плотности и т. п.). К косвенной кондуктометрии относится также определение концентрации различных газов, когда после реакции указанных газов в растворе с определенными веществами изменяется электропроводность раствора. Метод косвенной кондуктометрии используется например, для определения содержания углерода в стали. В результате сжигания пробы углерод превращается в СОг. После пропускания СО2 в раствор щелочи электропроводность раствора изменяется. По величине изменения электропроводности можно судить о количестве СО2, а следовательно, и о содержании углерода в стали. [c.89]

    Анализ стали. В стали, кроме железа, могут содержаться следуюш,ие элементы марганец, хром, никель, кобальт, ванадий, молибден, вольфрам, титан, цирконий, углерод, кремний, фосфор, сера и др. Обычно фосфор, серу и углерод в сталях не открывают, а проводят только количественное определение их. [c.454]

    Сравнение энергии активации для процесса обезуглероживания стали марки 20 (7200 кал/г -атом) с энергией активации процесса диффузии углерода (20000 кал/г—атом) показывает, что диффузия углерода в стали не может являться определяющим фактором при обезуглероживании стали. Проведенные расчеты показывают, что количество водорода, диффундирующее при определенных условиях, в несколько раз больше того количества, которое реагирует с углеродом стали. Энергия [c.167]

    Для определения углерода в титане и его сплавах углерод окисляют до двуокиси углерода, нагревая пробы при температуре приблизительно 1200 °С в атмосфере кислорода. В этом методе аппаратура аналогична используемой для определения углерода в стали, но анализ титансодержащих продуктов требует специальных мер предосторожности при окислении пробы в связи с высокой экзотермич-ностью реакции. [c.27]

    Термодатчик входит в состав серийно выпускаемого прибора ПИТ-2 аттестован как средство определения процентного содержания углерода в сталях может использоваться также для контроля других примесей и разбраковки материалов по маркам кроме того, позволяет осуществлять контроль как качества и структуры металлов и сплавов, так и толщины электропроводящих покрытий, при небольшой конструкторской доработке. [c.645]

    Магнитную восприимчивость образца можно также определить, наблюдая за изменением индукции, которое происходит при внесении его внутрь соленопринципе основано действие некоторых серийных приборов, предназначенных для контроля производственных процессов, например для определения углерода в стали пои использовании приборов для измерения магнитной проницаемости. [c.175]

    Предназначен для определения объемным методом процентного содержания углерода в стали, чугуне и других металлах путем сжигания металла в струе ки--с лоро да. [c.13]

    Предназначен для определения объемным методом углерода в стали, чугуне и других металлах путем сжигания металла в струе кислорода при температуре 1150—1400°С с автоматической прокачкой газовой смеси. [c.13]

    Сопротивляемость микроударному разрушению хромоникелевого аустенита увеличивается при повышенном содержании углерода в основном за счет образования значительного количества а-фазы мартенситного типа. В аустенитных сталях с низким содержанием углерода а-фаза имеет небольшую тетрагональность и по свойствам приближается к ферриту. Следовательно, высокая сопротивляемость микроударному разрушению аустенита обусловлена определенным содержанием углерода в стали, обеспечивающим образование упрочняющих фаз мартенситного типа. [c.113]

    Для повышения эрозионной стойкости стали необходимо соблюдать определенные условия легирования, определяемые природой легирующего элемента, его количеством и содержанием углерода в стали. При этом оптимальный эффект может быть получен только при определенных режимах термической обработки. Решение этой сложной задачи требует выполнения дальнейших исследований. [c.136]

    Когда этот прибор применяется для поглощения окислов серы при определении углерода в сталях прямым сжиганием в токе кислорода, его левую часть неплотно заполняют асбестом, а в правую часть наливают серную кислоту, насыщенную хромовым ангидридом. [c.849]

    А использовать этот газ можно для получения окиси углерода, который стал бы служить сырьем для получения смеси углеводородов — синтетической нефти . Синтез нефти — идея не новая. Еще в 1908 г. русский химик-технолог Е. И. Орлов установил, что из водяного газа (смесь окиси углерода и водорода) при определенных условиях можно синтезировать углеводороды, которые содержатся в нефти. Прошло совсем немного време- [c.125]

    Результаты определения углерода в сталях химическим (I) и спектральным (II) методами, % [c.292]

    При выборе условий возбуждения необходимо учитывать потенциал ионизации и энергии возбуждения спектральных линий определяемых элементов. Для определения трудновозбудимых элементов (например, неметаллических элементов) требуются высокие мощности источника излучения. Например, для определения углерода в стали по линии С III 2296,86 А с потенциалом возбуждения 53,5 В подходит только высоковольтная искра без дополнительной индуктивности. [c.198]

    Экспериментальные условия те же, что изложены в инструкции по определению содержания углерода в сталях при возбуждении на воздухе (табл. 9.4.10.1). [c.223]

    При определении углерода в сталях для уменьшения частичного окисления в качестве сильного восстановителя используют противоэлектрод из алюминия или магния [6]. Пары этих противоэлектродов, взаимодействуя с атмосферным кислородом, препятствуют окислению большей части испарившегося углерода. Таким образом, значения А К будут выше, угол наклона аналитической кривой возрастет и чувствительность анализа увеличится. Так, предел обнаружения при искровом возбуждении (при подходящих параметрах) составляет примерно 0,2% без применения упомянутых противоэлектродов и около 0,1% при использовании магниевого противоэлектрода. Однако много большего эффекта можно достичь в инертном или восстановительном защитном газе. Например, в водороде упомянутый предел обнаружения снижается до 0,001 % [7—9]. [c.250]

    В 1868 г. Д. К. Чернов впервие указа.л на существование определенных температур ( критических точек ), зависящих от содержания углерода в стали и характеризующих пре-пращения одной микроструктуры стали в другую. Этим было положено начало изучению диаграммы состояния Ре—С, а 1868 г. стал годом возникновения металловедения — науки о строении и свойствах металлов и силавоп. [c.673]

    Большинство аппаратов нефтеперерабатывающих заводов изготовляют из хорошо свариваемой углеродистой стали с содержанием углерода не более 0,25%- Углеродистые стали обыкновенного и повышенного качества поставляются согласно ГОСТ, В соответствии с ним выпускают стали двух групп группы А, если важно, чтобы были выдержаны определенные механические свойства (стали Ст, 1, Ст, 2 и т, д.), и группы Б, если требуется вы-держ 1ть определенный химический состав (стали МСт 1, МСт. 3 и т. д.). В табл, П-3 приведены механические свойства углероди-сто11 стали обыкновенного качества и примерные области применения 1 нефтяном аппаратостроении. [c.22]

    Ввиду специфичности и некоторых других особенностей реакции выделения газообразных веществ имеют большое значение и в количественном анализе. Содержание воды в разнообразных продуктах обычно определяют путем удаления Н О в виде газообразной фазы. Количество воды рассчитывают на основании потери в весе иногда выделяющуюся воду поглоп ают каким-либо подходящим веществом, и количество воды определяют по увеличению веса этого вещества. Реакции образования газообразных продуктов применяют в анализе карбонатных пород, определении углерода в стали, определении аммиака в удобрениях, аминных групп в белковых веществах и в ряде других важных определений (см. 25). [c.31]

    Алексеева, Ушакова, Шварцмана [52-54], В этих исследованиях была поставлена задача выяснить связь между термодинамической активностью углерода в сталях и склонностью этих сталей к водородной коррозии.Эту связь авторы характеризуют определенными количественными соотношениями. При вьшолнении термодинамических расчетов авторы [ 52-54]. полагали, что метан обра ется при при взаимодействии с углеродом, находящимся в феррите на поверхности микрополостей, существующих в стали, по уравнению С-(- 2Н2Константа равновесия этой реакции определяется уравнением  [c.135]

    К.— пока единственный физ.-хим. метод анализа, не использующий зависимость св-ва от концентрации определяе--мого в-ва, т. к. измеряется непосредственно число электронов, участвующих в электродной р-ции. Это обусловливает высокую чувствительность метода (ниж. предел определяе-мь1х концентраций 10" —10"" М) и его прецизионность нри определении как больших кол-в в-ва, так и примесей. Разработаны микро- и ультрамикроварианты К. По своему инструментальному оформлению К. значительно проще др. методов анализа. Выпускаются спец. потенциостаты и гальваностаты, поддерживающие строго пост, значения Е и h, а также приборы спец. назначения (напр., для определения углерода в стали и чугунах). Рабочие электроды в К. изготовляют в осн. из платины и ртути, иногда из графита, стеклоуглерода и др. К. используют для анализа пленок, покрытий, микрообъектов, определения осн. компонентов в полупроводниках. С ее помощью изучают также кинетику хим. р-ций, каталитич. процессы, определяют число электро- [c.292]

    Создан магнитошумовой сигнализатор, предназначенный для контроля содержания углерода в сталях, степени поверхностного упрочнения, определения степени дисперсности структуры, а также содержания немагнитной фазы в ферромагнитных изделиях. [c.368]

    Большое значение приобрел сейчас радиоактивационний анализ , принцип которого состоит в следующем. Стабильный изотоп того или иного элемента переводят в радиоактивный, подвергая анализируемый образец облучению в атомном реакторе (или другим способом). Последующее измерение радиоактивности позволяет судить о количественном содержании элемента в исследуемом веществе. Например, атомы углерода при облучении протонами превращаются в радиоактивный изотоп азота N1 излучающий позитроны и имеющий достаточно большой период полураспада (9,93 мин). Это явление используют для радиометрического определения углерода в стали. Образец стали облучают протонами и измеряют интенсивность возникающего излучения, которая прямо пропорциональна содержанию углерода в стали. Радиоактивационным способом определяют сотые доли процента углерода в течение 5—10 мин. [c.334]

    При цементации твердым карбюризатором, например древесным углем, изделия закладываются в стальные коробки или ящики и засыпаются углем с добавлением углекислых солей щелочных металлов (ВаСОз, ЫагСОз), которые, разлагаясь при высокой температуре в присутствии твердого углерода, дают атомарный активный углерод. Ящики плотно закрываются и обмазываются глиной, после чего нагреваются в печи по определенному режиму. Диффузия (проникновение) атомов углерода в сталь происходит как в результате непосредственного контакта твердого углерода со сталью, так и в результате образования газовой фазы — окиси углерода. При содержании углерода в стали 0,1—0,2%, температура цементации находится в пределах 900—920° С при этом глубина цементации повышается с увеличением времени выдержки. [c.290]

    С развитием теории типов и затем теории Кекуле о четырех-валентности углерода структурная органическая химия развивалась в течение второй половины девятнадцатого ве а так успешно, что идея о постоянной валентности углерода быстро стала общепринятой догмой. В этот период практические исследования химиков-оргапиков были настолько плодотворны, что теоретическая возможность выделения какого-либо сложного радикала в его атомарной форме экспериментально не исследовалась. Однако упомянутый метод определения плот- [c.10]

    Для определения влияния углерода на образование новых фаз в процессе микроударного воздействия были проведены опыты с такими же но типу сталями, но с другим содержанием углерода. В стали типа 12Х18Н9 содержание углерода было увеличено до 0,3%, а в стали типа 25Х14Г12 уменьшено до 0,1%. Эти сплавы подвергали также рентгеноструктурному анализу. [c.112]

    Высокая эрозионная стойкость стали 25Х14Г8Т объясняется присутствием в ее составе определенного количества хрома, марганца и углерода. Ранее было показано, что в аустенитных сталях при содержании марганца 12—15% оптимальное содержание хрома смещается в сторону увеличения до 16—17% (см. рис. 99). Кроме того, при содержании хрома менее 12% стали, рекомендуемые для работы в условиях гидроэрозии, нестойки к электрохимической коррозии. Положительное влияние углерода наблюдается при увеличении его содержания до 0,25%. Дальнейшее увеличение содержания углерода в сталях этого типа приводит к стабилизации аустенита, в результате чего эрозионная стойкость снижается. Для аустенитных сталей, содержащих меньше 0,15% углерода, величина максимального наклепа при микроударном воздействии приблизительно в 2 раза меньше, чем для этих же сталей, содержащих 0,25% углерода (рис. 120). [c.211]

    И. Юранек и Б. Амброва [44] разработали газохроматографическую методику определения углерода и серы в техническом железе и его сплавах. Анализируемую пробу сжигали в токе кислорода, который одновременно использовали как газ-носитель. Образовавшиеся при сожжении газы (двуокись и окись углерода и двуокись серы) хроматографически разделяли на колонке с силикагелем. Содержание газов записывали при помощи фотоколори-метрической ячейки. Такой способ позволяет определить содержание углерода в стали на 10 % при навеске 1 г. Возможно применение и меньших навесок. [c.160]

    Для определения углерода в стали взята навеска 0,8752 е. По бюретке, калиброванной на объем при i=16° и Р=760 мм рт. ст., найден объем 5,52 мл при 17° и 756,8 мм рт. ст. Запорная жидкость—10%-ный раствор HgSO . Найти процентное содержание углерода. [c.342]

chem21.info

---

• 
  Электрические генераторы
• 
  Дизельный автономный генератор
• 
  1 зарядка
• 
  Самый маленький компрессор
• 
  Как из 12 вольт получить 220
• 
  Шкаф управления амперус
• 
  Технический азот
• 
  Углекислого газа блеск
• 
  Какой компрессор лучше поршневой или мембранный
• 
  Цч 4 характеристики
• 
  Газ гелий это