Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Термодинамическая активность углерода в железе
Легирование феррита и аустенита различными элементами существенно влияет на поведение углерода (растворимость в твердом растворе, диффузионную подвижность, способность к выделению и т. д.). Наиболее полной характеристикой, определяющей поведение углерода в твердом растворе, является его термодинамическая активность. Коэффициент термодинамической активности компонента характеризует силы связи его с атомами матрицы, т. е. его подвижность в твердом растворе, способность компонента оставаться растворенным или выделяться из раствора в другую фазу. Многие процессы фазовых превращений, протекающие в стали, определяются термодинамической активностью углерода и легирующих элементов. Так, в соответствии с первым законом Фика, диффузионный поток определяется градиентом концентрации. Однако на практике зачастую наблюдается «обратная» или «восходящая» диффузия, т. е. диффузионный поток, протекает из областей с меньшей концентрацией данного элемента в области с более высокойего концентрацией. В общем виде движущей силой диффузионных процессов является не градиент концентрации, а градиент химического потенциала или свободной энергии. При легировании феррита и аустенита изменяется свободная энергия углерода, которая связана с его активностью. Отношение коэффициентов термодинамической активности углерода в легированном и нелегированном железе представляет собой относительный коэффициент термодинамической активности углерода fc. Он характеризует влияние легирующего элемента на активность углерода в железоуглеродистом сплаве. Если fc > 1, а ln fc имеет знак «+» легирующий элемент повышает активность углерода в феррите и аустените, если же fc < 1, (lnfc имеет знак «–»), то легирующий элемент, наоборот, понижает активность углерода в твердом растворе. К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал по влиянию легирования на термодинамическую активность углерода в аустените и относительно мало данных об активности углерода в легированном феррите. Это связано со значительными экспериментальными трудностями определения относительного коэффициента термодинамической активности углерода в феррите из-за значительно меньшего предела растворимости углерода в нем по сравнению с аустенитом. Физическая сущность изменения коэффициента fc как в феррите, так и в аустените одна и та же и состоит в том, что легирующие элементы, находящиеся в растворе, изменяют силы связи или прочность связи между атомами металла и углерода. Карбидообразующие элементы будут увеличивать прочность связи углерода с атомами легирующего элемента в твердом растворе, они повышают вероятность нахождения атомов углерода в междоузлиях вблизи узлов решетки, занятых атомами легирующего карбидообразующего элемента, «притягивают» к себе атомы углерода и понижают подвижность углерода в твердом растворе, то есть уменьшают его термодинамическую активность. Некарбидообразующие элементы, замещающие атомы железа в твердом растворе, будут, наоборот, «отталкивать» атомы углерода, повышать их подвижность, т.е. увеличивают его термодинамическую активность, при этом будет проявляться тенденция к выделению углерода из твердого раствора. Чем сильнее карбидообразующаяспособность легирующего элемента, т. е. чем левее по отношению к железу находится d–переходный металл в периодической системе, тем в большей степени понижается fс < 1. Некарбидообразующие элементы в аустенитеСо, Ni, Si увеличивают значения fс > 1. Подобные данные для феррита имеются лишь по влиянию кремния. Влияние легирующих элементов на термодинамическую активность углерода в аустените имеет большое значение в таких процессах, как растворение карбидов, нитридов и карбонитридов в аустените, выделение их из твердого раствора при охлаждении, перераспределение элементов между фазами в процессе термической обработки. В заключение необходимо отметить, что легирующие элементы оказывают влияние на термодинамическую активность углерода в твердом растворе лишь в том случае, если они растворены в этом твердом растворе, т.е. при определении возможности протекания того или иного процесса благодаря изменению термодинамической активности необходимо учитывать содержание легирующих элементов, растворенных в твердом растворе, а не их общее содержание в стали.
Контрольные вопросы 1. Как влияют аустенитообразующие элементы Ni и Mn на положение критических точек А3 и А4? 2. Как влияют ферритообразующие элементы Si и Al на положение критических точек А3 и А4? 3. Как влияют Mn, Si, Сu на положение критической точки Ас1? 4. Как влияют W, Mo, V на положение критической точки Ас1? 5. Как влияют Cr, Ni, Si на содержание углерода в эвтектоиде? 6. Как влияют Cr, Mo, W на предельную растворимость углерода в аустените? 7. Какое в сумме количество легирующих элементов должна иметь сталь, чтобы ее можно было отнести к низколегированной? 8. К какой группе сталей по степени легирования можно отнести сталь 4Х5МФС? 9. Чем в основном определяется качество конструкционных и инструментальных сталей? 10. Как в марке конструкционной стали указывается, что сталь качественная? 11. Укажите, к какой группе по качеству относится сталь марки БСт3? 12.К какой группе по качеству относится сталь 12ХГ2СР, и что обозначает буква «Р»? 13. К какому структурному классу в отожженном состоянии относится сталь Х12М? 14. Укажите, к какому структурному классу в нормализованном состоянии относятся стали 40Х, 30ХГС, 60С2?
Date: 2016-07-05; view: 264; Нарушение авторских прав |