Вероятность образования карбидов металлами

Вероятность образования карбидов металлами тем больше, чем больше у них атомный радиус. При одинаковом атомном радиусе, как например у вольфрама и молибдена, сказывается меньший ионизационный потенциал у последнего, вследствие че-го он «активнее», чем вольфрам образует карбиды в стали. При переходе от хрома к ванадию и титану увеличивается атомный радиус и уменьшается разность ионизационных потенциалов элемента и железа, следовательно, титан является более сильным карбидообразуюшим элементом, чем ванадий и хром.

Стойкость карбидов определяется прочностью межатомной связи в их решетке. Однако она может изменяться за счет растворения в этих фазах разных, в том числе некарбидообразую- щих, металлов, а также в результате образования ими твердых растворов замещения. Результаты многолетних наблюдений по-зволяют приблизительно расположить карбидообразующие элементы в следующий ряд в порядке возрастающей стойкости карбидов, образуемых ими в стали: Fe, Сг, Mo, W, V, Та, Nb, 11f, Zr, Ti.

В 12%-ных хромистых сталях по мере усложнения их состава все большее практическое значение приобретают интерметаллические фазы. Так как во всех этих фазах преобладает металлический вид связи, то полагают, что стойкость их повышается с увеличением относительного различия атомных радиу-сов образующих металлов.

Металлические соединения элементов А и В, кристаллическая структура которых изоморфна структуре соединения MgZr2, а химический состав может быть описан формулой ЛВ2, относятся к так называемым фазам Лавеса. Соединения этого типа имеют гексагональную кристаллическую решетку с плотной упаковкой атомов двух элементов, атомные радиусы которых различаются в среднем на 20%. так что г л! г в обычно находится в пределах 1,08-;- 1,34. Элементарная ячейка фазы Лавеса состоит из четырех атомов элемента А, обладающего большим атомным радиусом, и восьми атомов элемента В с меньшим атомным радиусом. В сплавах на железной основе известен ряд двойных интерметаллидов, относящихся к рассматриваемой группе (WFe2, MoFe2 и др-)-

Фазы Лавеса могут представлять собой и тройное интерметаллическое соединение, которое имеет тот же тип кристаллической решетки, например Та (V, Ni)2.

При исследовании 12%-ной хромистой стали с большим содержанием вольфрама нам удалось обнаружить интерметаллическое соединение типа фазы Лавеса еще более сложного состава, которое может быть описано формулой W25M07(F25 Сг7)г. Также обнаружена многокомпонентная фаза Лавеса в хромистой стали, легированной 4% Мо и 2,5% Ti. Состав этой фазы соответствует формуле (Ti2Mo9) X X (FesoCrsSis). Выделение в процессе старения весьма медленно коагулирующей интерметаллической фазы Лавеса WFe2, которая равномерно распределяется по всему объему структурно- свободного феррита, обеспечивает значительное повышение жаропрочных свойств полуферритных хромистых сталей в интервале температур 550—630 °С.