Большинство легирующих

в сочетании с хромом, никелем и мяргянием для дополнительного улучшения свойств. Большинство конструкционных сталей относятся к перлитному классу, а в равновесном состоянии — к группе доэвтектоидных.

Стали перлитного класса содержат сравнительно небольшое количество легирующих элементов (не более 5—6%). После охлаждения на воздухе аустенит в этих сталях распадается при высоких температурах с образованием феррито-цементитной смеси (перлита, сорбита пли тростита). К этому классу принадлежит большинство конструкционных и инструментальных сталей.

Большинство конструкционных материалов лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Разрушение почти всегда начинается на участках, подвергающихся растяжению, а 'не сжатию, так как первое способствует выявлению внутренних дефектов материала (микротрещин, микропор и т. п.), которые, разрастаясь под действием растягивающих напряжений, кладут начало разрушению. Напряжения сжатия, напротив, способствуют закрытию микродефектов.

Многопроходная деформация является основным элементом многих видов термомеханической обработки (прокатки, ковки, волочения и др.). При этом количество проходов и степень деформации за проход связаны не только с технологическими ограничениями процесса передела слитка (или заготовки) в полуфабрикат заданного профиля, но и с задачей получения оптимального комплекса механических свойств в деформированном металле. Однако эта задача решается пока чисто эмпирически из-за недостаточной изученности закономерностей, определяющих формирование дислокационных структур в условиях наложения и многократного повторения процессов деформационного упрочнения и динамического возврата. Необходимость изучения этих закономерностей не требует особого доказательства, достаточно сказать, что большинство конструкционных металлов и сплавов используются в технике в деформированном состоянии, т. е. без конечной рекристаллизационной обработки.

Наиболее распространенная коррозионная среда — морская вода, покрывающая более 70 % земной поверхности. Большинство конструкционных материалов и сплавов разрушаются под действием морской воды или морского воздуха.

1. Несовершенства материала. Ни один производственный процесс не является совершенным; большинство конструкционных материалов содержат несовершенства, которые могут быть потенциальными трещинами. Еще Леонардо да Винчи отмечал, что чем больше деталь, тем больше вероятность наличия несовершенств. Определение таких дефектов будт зависеть от возможностей метода, применяемого для оценки материала в процессе контроля качества.

Большинство конструкционных и инструментальных сталей предназначено для работы в условиях трения и износа и поэтому их износостойкие свойства являются одним из важных параметров, учитываемых при выборе материалов. Вместе с тем, существуют стали, специально предназначенные для работы в условиях, требующих высокой износостойкости металла.

Большинство конструкционных материалов лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Разрушение почти всегда начинается на участках, подвергающихся растяжению, а 'не сжатию, так как первое способствует Выявлению внутренних дефектов материала (мнкротрещин, микропор и т. п.), которые, разрастаясь под действием растягивающих напряжений, кладут начало разрушению. Напряжения сжатия, напротив, способствуют закрытию микродефектов.

радиоактивные изотопы. Об износе механизма судят по отно~ сительному нарастанию активности проб масла, которая пропорциональна концентрации продуктов износа, а следовательно, и износу механизма. Износ отдельных деталей может быть оценен по изотопу-индикатору, который образуется только из материала данной детали. Так как подавляющее большинство конструкционных материалов представляет собой сплавы железа или меди, то дифференцированная оценка износа деталей в этом случае связана с определенными трудностями и получаемая информация носит интегральный характер. Кроме того, отстаивание продуктов износа и накопление их в различных полостях механизма могут исказить общую картину контролируемого процесса.

Дуговая электросварка весьма широко используется также при ремонте. Ассортимент металлов, успешно свариваемых дуговой электросваркой, весьма значителен. К числу этих металлов относится абсолютное большинство конструкционных сталей, чугун (серый и ковкий), медь и медные сплавы, алюминий и алюминиевые сплавы, никель, свинец, твёрдые сплавы и др.

Большинство конструкционных материалов представляет собой сплавы, из которых возможна избирательная диффузия отдельных компонентов в жидкий металл и обеднение контактной поверхностной зоны твердого металла более легко растворимым элементом. Примеры такой селективной коррозии довольно часто встречаются в инженерной практике, причем не только в результате коррозионного воздействия жидких металлов, но и в водных растворах. Известно, например, когда после промежуточного отжига прокатанных латунных изделий в результате травления в растворе серной кислоты поверхность их обогащается медью из-за избирательного удаления цинка. Действие жидких свинца, висмута и их сплавов на хромоникелевые стали вызывает избирательную диффузию никеля в жидкий металл, и это часто приводит к переходу аустенитной структуры стали в ферритную [90, 91]. Как указывалось выше (см. гл. 1), возможна и межкристаллитная коррозия из-за большей поверхностной энергии на границе двух зерен твердого металла [92, 93].

Ранее отмечалось, что при азотировании твердость не зависит от условий охлаждения после проведения процесса. Это правильно лишь для азотирования при температуре ниже эвтектоидной. Следует иметь в виду, что температура эвтектоидиого распада 691 "С относится лишь к системе Fe —
5. Растворяться в железе в значительных количествах может большинство легирующих элементов, кроме углерода, азота, кислорода и бора и металлоидов, удаленных в периодической системе от железа. Элементы, расположенные в периодической системе левее железа, распределяются между железом (основой) и карбидами; элементы, расположенные правее железа (кобальт, никель, медь и другие), образуют только растворы с железом и не входят в карбиды.

Это связано с тем, что процессы при отпуске имеют диффузионный характер и большинство легирующих элементов замедляет карбидное превращение, в особенности на стадии коагуляции.

легирующих элементов на разупрочнение мартенсита невелико. При более высокой температуре происходит срыв когерентности и превращение е-карби-да в цементит или специальный карбид. На этой стадии отпуска наступает разупрочнение. Большинство легирующих элементов смещает эти процессы вверх по температурной шкале.

Большинство легирующих элементов сдвигает точки S и Е (на диаграмме состояния Fe — С) в сторону меньшего -содержания углерода, поэтому граница между доэвтектоидными и заэвтсктоидными сталями, заэитектоидными

1 Количество перлита тем больше, чем больше углерода и легирующих элементов, так как большинство легирующих элементов сдвигают точку S влево, см. рис. 286.

Большинство легирующих элементов не только увеличивает количество остаточного аустенита в закаленной стали из-за снижения температуры М„, но и повышает температурный интервал его распада при отпуске. В некоторых высоколегированных сталях (например, быстрорежущих), содержащих 25—35 % (объемн.) остаточного оустенита, распад его протекает после отпуска при 550—600 °С.

С повышением температуры и продолжительности алитирования увеличивается глубина слоя. Окалина на поверхности изделий задерживает процесс диффузии А1. Алитированию лучше поддаются стали, содержащие незначительное количество С, поскольку при этом снижается скорость диффузии А1. Большинство легирующих элементов замедляют процесс алитирования и уменьшают глубину слоя.

Необходимо учитывать, что граница между доэвтектоидными и заэвтектоидными легированными сталями, а также между заэвтекто-идными и ледебуритными сталями проходит при меньшем содержании С, чем у углеродистых сталей, так как большинство легирующих элементов смещает точки S и ? диаграммы состояния Fe—Fe3C к меньшим концентрациям С (рис. 11. 21). Например, углеродистые стали, содержащие менее 0,8% С, принадлежат к доэвтектоидному классу, а содержащие более 2% С — к ледебуритному. При содержании 5% Сг сталь с содержанием 0,6% С является заэвтектоидной, а сталь с содержанием 1,5% С — ледебуритной.

Легирующие элементы по-разному влияют на условия равновесия. В сплавах железа никель и марганец понижают критическую точку А3 и повышают точку Л4, расширяя тем самым область у-фазы (рис. 85, а), т. е. способствуют образованию аустенита. Элементы Cr, W, Mo, Si, V повышают точку А3 и понижают точку Л4, сужая тем самым ^'Область (рис. 85, 6), т. е. способствуют стабилизации феррита. Большинство легирующих элементов влияют на кинетику превращения аустенита, как правило, замедляя его; последнее объясняется тем, что диффузия легирующих элементов, образующих твердые растворы замещения, происходит медленнее, чем диффузия углерода, что задерживает скорость роста зародыша в процессе превращения аустенита. Схемы типичных случаев влияния легирующих элементов на кинетику превращения приведены на рис. 86 (для сравнения штриховой линией показана ветвь С-кривых, для нелегированной стали). Элементы Mn, Ni, Si, не образующие специальных карбидов (за исключением Мп), замедляют аустенитное превращение, не изменяя формы С-КрИВЫХ

Для заметного повышения жаропрочности молибдена вольфрамом требуется добавка последнего (более 20%),'что приводит к нежелат. повышению уд. веса сплава и ухудшению его деформируемости. Подавляющее большинство легирующих элементов охрупчивает молибден. Единств, элементом, повышающим его пластичность, является рений, при введении 40— 50% к-рого молибден может деформироваться при комнатной темп-ре. Однако рений малораспространен и поэтому малодоступен для легирования пром. сплавов. По эффективности повышения жаропрочности молибдена и сохранению его деформируемости из легирующих элементов лучшими являются Zr и Ti. Сплавы, содержащие эти металлы (до 0,5%) однофазные и по физико-химич. природе относятся к группе твердых растворов, упрочняемых нолуго-рячим наклепом. Более высоким уровнем жаропрочности обладают гетерофазные термообрабатываемые сложполегирован-