8. Раскройте влияние полезных и вредных примесей на свойства ста лей и чугунов. 9. Какие химические элементы вводят в стали и чугуны с целью улуч шения их свойств? 10. Назовите механические смеси и твердые растворы железоуглеро- дистых сплавов и дайте их характеристику. 11. Охарактеризуйте процесс перекристаллизации и расплавления ста- лей с массовой долей углерода 0,1; 0,5; 0,8; 1%, чугунов 2,5; 3,5; 5%. Какие микроструктуры будут иметь эти стали и чугуны при нагревании? 12. Какой основной химический элемент является обязательным ком- понентом в сталях и чугунах и какова его массовая доля?
Влияние полезных и вредных примесей на свойства сталей и чугунов значимо. Полезные примеси, такие как никель, хром и молибден, могут улучшить коррозионную стойкость, прочность и жесткость сплавов. Например, никель увеличивает ударную вязкость, а хром повышает устойчивость к окислению. Вредные примеси, такие как серо и фосфор, могут негативно влиять на механические свойства. Серо снижает пластичность, обычно ухудшая обработку, а фосфор может вызывать хрупкость сталей и чугов.
Для улучшения свойств сталей и чугов вводят различные химические элементы, такие как:
- Никель (Ni) – повышает коррозионную стойкость и ударную вязкость.
- Хром (Cr) – укрепляет структуру и улучшает стойкость к коррозии.
- Молибден (Mo) – увеличивает прочность и жаропрочность.
- Ванадий (V) – улучшает структурную стабильность и износостойкость.
- Кобальт (Co) – повышает термостойкость.
Механические смеси и твердые растворы железоуглеродистых сплавов делятся на:
- Механические смеси: в этих сплавах присутствуют отдельные фазы (например, цементит и феррит), которые не растворены друг в друге и могут быть видны под микроскопом.
- Твердые растворы: это однородные сплавы, где один компонент (например, углерод) растворяется в другом (железе) в определенном количестве, образуя однородную структуру. Примером может служить аустенит, где углерод растворен в γ-Fe.
Процесс перекристаллизации и расплавления сталей и чугов осуществляется при различных температурах в зависимости от массовой доли углерода. При нагревании стали с массовой долей углерода 0,1% формируется ферритная структура; 0,5% - может быть в состоянии фазы аустенита; 0,8% - образует лейденит. При дальнейшем нагревании до 1% начинает происходить превращение в аустенит. Для чугов: с углеродом 2,5% и 3,5% формируются аустенитные и цементитные структуры, а при 5% - структура более бедная, состоящая из склеро- и тринкитовых фаз.
Основным химическим элементом, который является обязательным компонентом в сталях и чугунах, является углерод. Его массовая доля в сталях может составлять от 0,1% до 2,0%, тогда как в чугунах она варьируется от 2,5% до 5% и выше. Углерод существенно влияет на механические свойства сплавов, как прочность и твердость.
