Влияние примесей и добавок редкоземельных и других элементов

Влияние циркония

Влияние циркония на критические точки аналогично влиянию ниобия и титана. Введение циркония в сталь повышает критические точки и при большом количестве циркония сталь переходит в полуферритный, а затем и в ферритный класс. Так, например, при исследовании влияния циркония в количествах 0,34; 0,58 и 0,77% на критические точки 2,5%-ной Сr-Мо стали с 0,05%С выявилась следующая зависимость. Введение 0,34% Zr сдвигает точку примерно на 100–120°С. Добавка 0,56% Zr делает сталь практически не закаливающейся. Добавка циркония в количестве 0,77% переводит 2,5%-ную Сг-Мо сталь полностью в ферритный класс. Эта сталь в интервале 700–1300°С не закаливается. Действие циркония на структуру и свойства стали аналогично действию титана, но значительно сильнее, чем ниобия.

Цирконий уменьшает склонность стали к воздушной закаливаемости. Чем больше вводится циркония в сталь, тем меньше ее склонность к закалке (понижается твердость). В то же время увеличение содержания циркония в стали способствует повышению хрупкости.

Цирконий влияет на величину зерна стали аналогично титану и ниобию.

Повышение содержания циркония снижает прочностные и повышает пластические свойства стали.

Чем больше циркония в стали, тем больше скорость ползучести при одних и тех же условиях.

Вредными примесями, снижающими пластичность сталей и сплавов в горячем состоянии и жаропрочные свойства, являются легкоплавкие элементы, практически нерастворимые или имеющие очень ограниченную растворимость в жидком и твердом железе, хроме и никеле. К примесям, снижающим жаропрочность сталей и сплавов относятся такие элементы, как свинец, сера, сурьма.

Свинец оказывает наиболее сильное отрицательное влияние на пластичность сталей и сплавов в горячем состоянии и на жаропрочность, причем чем выше содержание никеля в сплаве, тем при более низком содержании примеси свинца проявляется его вредное влияние на указанные свойства. Увеличение содержания свинца до 0,02% снижает пластичность сплава и вызывает образование трещин при ковке слитков.

Сурьма, имеющая в отличие от свинца некоторую растворимость в твердом растворе при высоких температурах, оказывает несколько менее вредное влияние. При содержании ее до 0,01% даже в сплавах на никелевой основе она не снижает пластичности сплава при высоких температурах (при температурах горячей пластической деформации). При более низких температурах сурьма оказывает вредное влияние на жаропрочные свойства.

Сера оказывает отрицательное влияние на пластичность в том случае, когда она не полностью связана в тугоплавкие сульфиды, а образует легкоплавкую эвтектику, располагающуюся по границам первичных кристаллов или зерен.

Отрицательное влияние других легкоплавких примесей на жаропрочные свойства сталей и сплавов также объясняется в основном снижением прочности границ зерен, по которым они располагаются.

В связи с таким механизмом их влияния наиболее резкое отрицательное воздействие эти примеси оказывают в сплавах с сильно упрочненным твердым раствором, когда прочность границ зерен равна или больше прочности самих зерен.

Контрольные вопросы:

1. К каким изменениям свойств стали приводит увеличение в ее составе содержания углерода??

2. Как сказывается на сопротивлении ползучести 0,5 %-ой молибденовой стали увеличение количества углерода?

3. Как сказывается на сопротивлении ползучести 1,5 %-ой молибденовой стали увеличение количества углерода?

4. Как сказывается на сопротивлении ползучести 2,5 %-ой молибденовой стали увеличение количества углерода?

5. Какое влияние оказывает содержание углерода на процесс коагуляции карбидной массы?

6. Для чего добавляют хром в легированные стали?

7. Как влияет добавление в 0,5 %-ую молибденовую сталь 1,5 % хрома?

8. Как влияет добавление в 0,5 %-ую молибденовую сталь 5 % хрома?

9. Какое процентное содержание хрома в составе 1 %-ой молибденовой стали увеличивает длительную прочность?

10. Как влияет содержание хрома на стабильность структуры стали?

11. Как влияет содержание хрома на протекание процесса графитизации 0,5 %-ой молибденовой стали?

12. Что дает стали добавление молибдена в ее состав?

13. Как влияет наличие молибдена в составе стали на ее жаропрочность?

14. Как влияет наличие молибдена в составе стали на ее прочность?

15. Как влияет наличие молибдена в составе стали на ее пластичность?

16. Как влияет наличие молибдена в составе стали на ее сопротивление ползучести?

17. Как влияет наличие молибдена в составе стали на ее тепловую хрупкость?

18. Какое отрицательное воздействие на свойства стали е оказывает добавление молибдена?

19. Как добавление вольфрама влияет на свойства стали?

20. Почему считают не целесообразным добавление вольфрама в состав сталей для котлостроения?

21. Как влияет добавление ванадия на свойства стали?

22. Почему сталь 12Х1МФ вытеснила из применения на котлостроительных заводах сталь 15ХМ?

23. От какого элемента, содержащегося в составе легированной стали, зависит влияние титана на критические точки стали?

24. Как добавление титана влияет на твердость стали?

25. Как добавление титана влияет на перегрев стали?

26. Как добавление титана влияет на ударную вязкость стали?

27. Как добавление титана влияет на прочность стали?

28. Как добавление титана влияет на пластичность стали?

29. Что дает добавление ниобия в состав стали?

30. Что дает добавление циркония в состав стали?

31. Что дает добавление свинца в состав стали?

32. Что дает добавление сурьмы в состав стали?

33. Какое влияние оказывает наличие серы в составе стали на ее свойства?