Вероятность образования карбидов металлами

Легирующие элементы, вводимые в жаропрочную сталь неаустенитного класса, должны отвечать следующим основным требованиям.

1. Не образовывать легкоплавких эвтектик и не давать низкоплавких продуктов окисления.

2. Обладать способностью растворяться в феррите, способствовать получению многокомпонентного твердого раствора, усиливать межатомные связи в кристаллической решетке феррита и тем самым затормаживать диффузионные процессы, связанные с рекристаллизацией и коагуляцией дисперсных фаз.

3. Повышать (или, по крайней мере, не понижать) темпера- туру рекристаллизации твердого раствора и отношение температуры рекристаллизации к температуре плавления

Обеспечивать стабильность феррита при длительной службе.

4. При выделении из твердого раствора образовывать упрочняющие фазы (карбиды, карбонитриды, интерметаллиды) в мелкодисперсной форме с большой прочностью межатомных связей.

Результаты многочисленных исследований показывают, что наиболее высокие жаропрочные свойства имеют стали, в состав которых, кроме постоянных элементов, входит большое И число и легирующих. Академиком Н. Т. Гудцовым многократно отмечалось, что влияние комплекса легирующих элементов не бывает равноценно сумме влияний отдельных элементов, входящих в состав комплекса. Кроме того, эффективность легирующего элемента в большой степени зависит от распределения этого элемента между твердым раствором и вторичными фазами.

Весьма эффективное положительное влияние многокомпонентного легирования на жаропрочность твердых растворов объясняется увеличением в растворе числа разнородных химических связей, увеличением общей прочности этих дополнительных связей и степени искаженности кристаллической решетки, возрастанием устойчивости возникшего напряженного состояния в условиях длительного пребывания сплава при высоких температурах. При многокомпонентном легировании рекомендуется сочетать элементы легирования так, чтобы одни имели больший атомный радиус, а другие — меньший, чем у растворителя. При таком легировании уменьшается вероятность возникновения в решетке твердого раствора участков с резко ослабленными химическими связями, и тогда сталь приобретает высокие жаропрочные свойства.

При многокомпонентном легировании наряду с максимальным упрочнением твердого раствора наиболее легко получить вторичную фазу, значительно отличающуюся от основного твердого раствора по химическому составу, кристаллическому строению и удельному объему, что также способствует значительному повышению сопротивления пластическому деформированию. Многокомпонентное легирование наиболее широко применяется для аустенитных сталей. Однако в настоящее время все более проявляется тенденция использовать комплексное легирование и при создании сталей на ферритной основе; примерами этому могут служить перлитная 3%-ная хромомолибдено- вольфрамованадиевая сталь и новые нержавеющие жаропрочные стали с 12% Сг марок ЭИ756, ЭИ757 и др.