11.02.2018

Система железо-хром-никель


Добавление никеля к системе Fe-Cr также расширяет область аустенитной фазы и позволяет аустениту быть устойчивым при комнатной температуре. Эта троичная система является основой для аустенитных и дуплексных нержавеющих сталей. На диаграммах (рис. 2.4) представлены проекции поверхностей ликвидуса и солидуса, что дает возможность установить и начало, и завершение процесса кристаллизации, соответственно. Следует отметить, что на поверхности ликвидуса имеется полужирная линия, которая начинается почти от вершины треугольника, богатой железом (100 %), и направляется к стороне Сг—Ni. Эта линия разделяет состав, который отвердевает как первичный феррит (выше и левее), от состава, который отвердевает как первичный аустенит. Имеется точка эвтектики, примерно соответствующая химическому составу 48 Cr—44 Ni—8 Fe.
Поверхность солидуса представлена на диаграмме двумя полужирными линиями, проходящими от богатой железом вершины к стороне Cr-Ni диаграммы. Между двумя линиями аустенитная и ферритная фазы сосуществуют с жидкостью выше солидуса, а ниже солидуса — друг с другом. Эта область разделяет ферритные и однородные аустенитные области ниже солидуса. Следует отметить, что линии заканчиваются в троичной точке эвтектики. Стрелки на линиях указывают направление снижения температуры.

Выбрав на тройной диаграмме сечение с постоянным содержанием железа от температуры ликвидуса до комнатной температуры, можно получить псевдобинарную диаграмму Fe-Cr-Ni. Две такие диаграммы при содержании 70 и 60 % железа построены при помощи изотермических троичных сечений (рис. 2.5). Так как это троичная система, то фазовые области находятся в трехмерном пространстве, отсюда следует, что эти области не могут быть показаны на стандартной бинарной фазовой диаграмме.
Необходимо обратить внимание на маленький треугольный участок, расположенный между линиями солидуса и ликвидуса. Это трехфазный участок (аустенит + феррит + жидкость), разделяющий сплавы, которые кристаллизуются, как аустенит (слева) и как феррит. В твердой фазе феррит устойчив при повышенных температурах, если содержание хрома более 20 %. Как только температура снижается, феррит начинает частично трансформироваться в аустенит при содержании хрома примерно от 20 до 25 %. Стали, которые кристаллизуются, как аустенит (слева от трехфазного треугольника), остаются аустенитными при охлаждении до комнатной температуры. Стали, отвердевающие, как феррит (справа от трехфазного треугольника), остывая, должны проходить через двухфазную аустенито-ферритную область. Это приводит к частичному превращению феррита в аустенит. На рисунке справа от треугольников (выше отношения Cr/Ni) феррит будет увеличивать стабильность вплоть до образования полностью ферритной структуры (правая часть диаграммы).





Яндекс.Метрика