Сплавы системы Fe — Ni

Сплавы системы Fe — Ni

• Сплав Fe-Ni На рисунке 46 показана диаграмма состояния системы Fe-Ni.Из этого рисунка видно, что железо и никель дают непрерывный твердый раствор без образования химических (интерметаллических) соединений, за исключением 75% никелевой фазы надстройки, FeNi3. 118 никелевая сталь Подобно марганцу, никель понижает L3 точки и увеличивает At.

То есть он расширяет область стабильных состояний гамма-железа, которое имеет атомно-кристаллическую решетку, связанную с никелем. . содержание п / я, % (ам.)10 20 30 L0 50 60 W 80 90 КПЗУ г Q1O *- MIM 1 К Один \ Один \ Л \ \ \ 1512 ‘ \ ч ч ч ч ‘х’ Н. м 612 ‘ / / ‘ 503 ‘ \ 7и / г- Г-н г- Вау. Ку. Одна тысяча триста % 800 / Вт Это 700. Слишком великий. 400. 300. fe W ZO 30 AO 50 60 70 SO 9 В Ni Содержание никеля, 7.(Вес） Рисунок 46.

Для создания идеального равновесия в системе Fe – Ni требуется очень низкая скорость охлаждения Людмила Фирмаль

Диаграмма Fe-Ni Это на самом деле очень difficult.In фактические условия охлаждения, например, при скорости несколько градусов в 1 час, в сплаве около 28% Ni критическая точка A3 падает до комнатной температуры.Однако дальнейшее охлаждение таких сплавов до температуры ниже 0°C приведет к повторному преобразованию заряда в сплаве Fe7 -•.

И только в сплавах, содержащих более 36% Ni, не удается вызвать фазовый переход даже при очень глубоком переохлаждении, например, при охлаждении жидким азотом (-196°). Сплавы с менее чем 36% Ni имеют большую hysteresis.In в этих сплавах превращение происходит при нагреве при более высокой температуре, чем при охлаждении. Эти сплавы являются»необратимыми», и при определенной температуре они могут находиться либо в состоянии а, либо в состоянии Y, в зависимости от того, достигается ли эта температура нагреванием или охлаждением сплава Fe-Ni 119.

• Ууу Также Магнитная точка превращения железа (L2) под влиянием никеля уменьшается, 3-5% Ni сочетается с точкой железа A3, а в 25-30% Ni сплав никелевого железа немагнитен.Если содержание никеля превысит 30%, то сплав снова станет магнитным, так как будут выявлены магнитные свойства никеля. В углероде никель образует очень слабый и нестабильный никель Ni3C, тогда как в железоуглеродистых сплавах никель не образует карбидов и является графитизированным элементом, как и кремний.

На фазовой диаграмме системы Fe-C под влиянием никеля точка кодирования 5 и точка е, соответствующая предельной растворимости углерода в аустените, смещаются влево, что приводит к снижению содержания углерода.Каждый 1% никеля уменьшит содержание углерода в перлите примерно на 0.05%.So, (например, в стали 4% Ni ^структура 100%перлита получается при 0,6% C| i00. На рис. 47 , при воздействии никеля на диаграмме Fe-C цементит SE смещается влево и температура феррита изменяется (линия L3) перлит (точка A]) уменьшается.

показано влияние никеля на точки превращения железа, феррита, перлита и цементита Людмила Фирмаль

Для каждого 1% никеля критическая точка стали уменьшается примерно на 10°при нагревании и на 15°при нагревании. cooled.So, с таким же содержанием углерода, температурой нагрева никелевой стали при отжиге, закалке и т. д. должно быть несколько ниже, чем при нагреве простой углеродистой стали.Но во время термической обработки никеля, температуру топления нельзя понизить слишком low.It в этом нет необходимости, так как никель снижает скорость роста аустенитных зерен и снижает склонность стали к перегреву. Никель в количестве до 2% оказывает очень слабое влияние на изотермическое превращение аустенита в среднеуглеродистой стали, что свидетельствует о характеристиках с-кривой при низких

температурах. Тоже 900.、 х \ ^ ч ^> \ * \ > / «»  фут «/ Y // > / С / 1 / ‘/ / г 0.5 1.0 Рисунок 47.Влияние никеля и эвтектдавде120 важный момент стали и содержание углерода в никелевой стали Никель практически не изменился. Когда Ni превышает 2,0-2,5%, инкубация и время полного изотермического превращения аустенита увеличиваются, а температура, при которой минимизируется стабильность аустенита, уменьшается[71].Таким образом, показатель изотермического превращения аустенита в никелевую сталь смещается несколько вправо по сравнению с показателем простой углеродистой стали (рис. 48). в высокоуглеродистой эвтектоидной и гиперэвтектоидной стали никель составляет 0,2-0,3% Ni

（ Время Второй Рисунок 48. 0,5% C / — диаграмма изотермического превращения аустенитных сталей, содержащих углерод. 2-никель Процесс изотермического разложения аустенита (случайные примеси) протекает очень медленно. При охлаждении стали никель увеличивает переохлаждающую способность аустенита и, подобно марганцу, влияет на образование различных неравновесных структур при одном и том же охлаждении rate.So например, при увеличении содержания никеля и охлаждении среднеуглеродистой стали на воздухе можно получить перлит, трюстат, мартенсит и аустенит(рис.49).

Чем выше содержание углеродистой стали, тем меньше образуется никеля 1 или различная неравновесная структура.Исходя из этого, в начале 20 в.Французский ученый Гило создал структурную схему никелевой стали, которая не утратила своего значения и по сей день (рис. 50). на этом рисунке изображена вся серия сплавов Fe-Ni-121 из Ni В зависимости от содержания в нем углерода и никеля гелевая сталь нормализуется в стандартных условиях и затем классифицируется на 3 класса перлита, мартенсита и аустенита. Перлитно — никелевая сталь используется в промышленности только в качестве соосаждения содержания углерода Рисунок 49.

Влияние никеля на критическую точку нормированной стали с 0,4% 2-5%ниже 0.3-0.4% в NI.Такие стали после надлежащей термообработки (улучшения) обладают очень высокой вязкостью и высокой прочностью и характеризуются высокими механическими свойствами. Рисунок 50.Структурная схема никелевой стали (гилет） Мартенситная никелевая сталь не обладает особыми механическими или физико-химическими свойствами и не была применена на практике. Аустенитные никелевые стали с 0,1% до 0,2% c122 никелевые стали с более чем 25% Он широко используется в технике как сталь со специальными физико-химическими свойствами.

В перлитной стали никель повышает стабильность аустенита при его охлаждении в интервале превращения торусит-перлит и снижает критическую скорость закалки (см. Рисунок). 600. ％ 1 ^ 500 $ 300. \ \ \ \ \ \ \ Ко., Лимитед. В、 \ %С * ^ ^. -•- Один — . — Диаграмма 51.Влияние никеля на критическую скорость * упрочнение стали при 0,4% С и 0,8%с И 51).По этой причине изделия диаметром до 3-4 мм, изготовленные из среднеуглеродистой инженерной никелевой стали, содержащей 25% Ni, могут быть закалены не водой, а более мягкой закалочной средой, например маслом. 60. Н \ В / — -0 15 30 4S VO 75 Расстояние от охлаждающего конца, мм Рисунок 52. Прокаливаемость стали углерода 0.5% К и стали никеля За счет снижения критической скорости закалки никель значительно повышает прокаливаемость стали(рис. 52). в результате никелевая сталь используется в производстве крупных и массивных сплавов систем Fe-Ni 123. 60.

Продукты, которые должны проникать глубоко или нагреваться При закалке стали под воздействием никеля температура мартенситного превращения снижается(точка м), переход от аустенита к мартенситу происходит при более низкой температуре, сопровождающейся увеличением количества остаточного аустенита в структуре закаленной стали(рис.53). Во время отпуска стали, никель не появляется внутри anything.It не повышает стабильность мартенсита и не способствует поддержанию твердости при нагреве закаленной стали.За-эвтектоидная сталь легированная с никелем только не зависит от скорости охлаждения после отпуска.

То есть никель не вызывает отпускной хрупкости стали, поэтому изделия из никелевой стали можно охлаждать после отпуска в любом случае.Однако, когда никель вводится в легированные конструкционные стали, он становится чувствительным к скорости охлаждения после отпуска при высоких температурах, таких как хром, увеличивая хрупкость отпуска стали. При закреплении стали цементом никель в количестве до 4-5% мало повлияет на глубину цементного слоя.»Концентрация углерода на поверхности цементных изделий под воздействием никеля незначительно снижается и имеет бесцементную структуру.Цементные детали из никелевой стали закаляются от 800-820°в масле и закаляются от 160-180°.

После такой обработки никелированный цемент образует прочную вязкую сердцевину с высокой поверхностной твердостью. Поскольку значительное количество остаточного аустенита удерживается в затвердевшем цементном слое под воздействием никеля, что снижает твердость и износостойкость стали, целесообразно обрабатывать затвердевшие цементные изделия из никелевой стали при низких температурах минус 70-80°.

Смотрите также:

Материаловедение — решение задач с примерами

Конструкционная никелевая сталь	Кремнемарганцовистая сталь
Пороки перлитной никелевой стали	Высококремнистая сталь с особыми физико-химическими свойствами