Węgliki w stali


Węgliki w stali w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Węgliki w stali – typowy składnik strukturalny występujący w stali.

Rozpuszczalność węgla w ferrycie wynosi do 0,02% wagowo, w związku z tym zarówno w stalach węglowych, jak i w stalach stopowych wydzielają się różnego rodzaju węgliki, z których najpowszechniejszym jest cementyt[1].

Spis treści

Pierwiastki węglikotwórcze w stali | edytuj kod

Niektóre pierwiastki stopowe dodawane do stali mają większe powinowactwo do węgla niż żelazo, stąd dość często w stalach występują węgliki stopowe, często oznaczane jako MACB, gdzie C oznacza węgiel, A i B – stechiometrię otrzymywanej fazy, a M oznacza mieszaninę metali wchodzących w skład komórki elementarnej tego węgliku. Często w skład jednej komórki elementarnej mogą wchodzić różne pierwiastki stopowe skłonne tworzyć daną stechiometrię, jak również żelazo. Stosunek atomów poszczególnych pierwiastków zależny jest od składu chemicznego stali i temperatury jej obróbki, jak również temperatury wydzielania danego węgliku. W stopach żelaza największą rolę odgrywają węgliki chromu, wanadu, wolframu, tytanu i niobu[1][2].

Rodzaje węglików | edytuj kod

W stalach mogą występować następujące rodzaje węglików:

Rodzaj powstających węglików zależy od temperatury. W niskich temperaturach ograniczona jest dyfuzja pierwiastków stopowych, w związku z czym powstają węgliki bogate w węgiel, o niskim współczynniku M/C. Wraz ze wzrostem temperatury dyfuzja przyśpiesza, umożliwiając powstanie węglików o większym nasyceniu pierwiastkami stopowymi[3].

Jednocześnie ze względu na etap obróbki, w którym wydzielają się węgliki, wyróżnia się podział na węgliki pierwotne, powstałe w trakcie odlewania i bezpośrednio po (z reguły o dużych rozmiarach), i węgliki wtórne, powstałe w trakcie późniejszej obróbki cieplnej[4].

Rola węglików | edytuj kod

Węgliki powstające w stali są fazą twardą i kruchą. Ponieważ ich powstawanie wynika ze zmieniającej się wraz z temperaturą rozpuszczalności węgla w austenicie i ferrycie, można uznać, że umacniają stal w sposób wydzieleniowy. Obecność węglików w stali najczęściej podnosi jej twardość, granicę plastyczności i wytrzymałości, a także odporność na zużycie ścierne. Węgliki wolframu i wanadu, ze względu na dużą trwałość, stabilizują właściwości stali w podwyższonych temperaturach[4]. Węgliki odpowiedzialne są także za efekt twardości wtórnej, czyli zwiększenia twardości stali w trakcie odpuszczania. Jednocześnie obecność węglików może niekorzystnie wpływać na udarność, ciągliwość i odporność na pękanie stali.

Węgliki często powstają na granicach ziaren – miejscach łatwego zarodkowania. W niewielkich ilościach struktura taka jest korzystna, ponieważ ogranicza rozrost ziarna w trakcie austenityzowania lub odpuszczania, jednak wzrost liczby węglików na granicach powoduje powstanie siatki węglików i gwałtowny spadek udarności oraz odporności na pękanie[1]. Również w stalach odpornych na korozje, ze względu na duże powinowactwo chromu do węgla, powstające na granicach ziaren węgliki mogą prowadzić do lokalnego zubożenia składu chemicznego, co powoduje rozwój korozji międzykrystalicznej[5].

Przypisy | edytuj kod

  1. a b c WydawnictwaW. Naukowo-Techniczne. WydawnictwaW., Inżynieria materiałowa. Stal, wyd. Wyd. 2 zm. i rozsz., dodr, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2013, ISBN 978-83-63623-63-0, OCLC 829897730 [dostęp 2019-04-01] .
  2. PiotrP. Bała PiotrP., Kinetyka przemian fazowych przy odpuszczaniu i jej wpływ na własność stali, praca doktorska, Kraków 2007 .
  3. Bhadeshia, H.K.D.H. (Harshad Kumar DharamshiH.K.D.H.(H.K.D. Hansraj) H.K.D.H. (Harshad Kumar DharamshiH.K.D.H.(H.K.D., 1953-, Bainite in steels. Theory and practice, wyd. Third edition, Leeds, UK, ISBN 978-1-909662-74-2, OCLC 907794952 [dostęp 2019-04-01] .
  4. a b StanisławS. Prowans StanisławS., Materiałoznawstwo, wyd. Wyd. 2, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1980, ISBN 83-01-00884-9, OCLC 749426495 [dostęp 2019-04-01] .
  5. Marek (chemia).M.(c. ). Kamiński Marek (chemia).M.(c. )., Korozja materiałów, Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2006, ISBN 83-7207-582-4, OCLC 749826122 [dostęp 2019-04-01] .
Na podstawie artykułu: "Węgliki w stali" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy