Что такое карбиды стали

карбиды в стали

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .

Полезное

Смотреть что такое «карбиды в стали» в других словарях:

Карбиды — [carbides] соединения углерода с электроположительными элементами, главным образом, с металлами и некоторыми неметаллами. По типу химической связи карбиды подразделяются на три основные группы: ионные (или солеобразные), ковалентные и… … Энциклопедический словарь по металлургии

КАРБИДЫ — соединения металлов (а также некоторых неметаллов) с углеродом. К. относительно легкоплавких металлов разлагаются водой и разбавленными кислотами с образованием углеводородов. К. тугоплавких металлов, а также кремния и бора водой и кислотами не… … Геологическая энциклопедия

Карбиды — см. Углерод, Углеродистый кальций, Хром, Уран, Церий, Цирконий, Торий, Чугун, Микроструктура стали … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

КАРБИДЫ — соединения углерода с металлами и нек рыми неметаллами. Св ва и области применения К. исключительно разнообразны. Т. н. металлоподобные К. наиболее тугоплавки из всех известных в в, тверды, износостойки и жаропрочны. Керамико металлич. материалы… … Большой энциклопедический политехнический словарь

штамповые стали для инструментов холодного деформирования — Стали этой группы должны обладать повышенным или высоким сопротивлением пластической деформации и высокой износостойкостью. По теплостойкости они могут быть нетеплостойкими, полутеплостойкими и теплостойкими (вплоть до быстрорежущих). По… … Справочник технического переводчика

carbides in steel — Смотри карбиды в стали … Энциклопедический словарь по металлургии

Сталь — (Steel) Определение стали, производство и обработка стали, свойства сталей Информация об определении стали, производство и обработка стали, классификация и свойства сталей Содержание Содержание Классификация Характеристики стали Разновидности… … Энциклопедия инвестора

легированная сталь — помимо обычных примесей содержит так называемые легирующие элементы (смотри Легирование). Различают низколегированную (суммарное содержание легирующих элементов до 2,5%), среднелегированную (2,5 10%) и высоколегированную (свыше 10%) сталь. * * *… … Энциклопедический словарь

ЖЕЛЕЗА СПЛАВЫ — металлич. системы, одним из компонентов к рых (как правило, преобладающим) служит железо. Различают сплавы железа с углеродом (нелегир. и легир. чугуны и стали), сплавы с особыми физ. хим. св вами и ферросплавы. Система железо углерод. Наиб.… … Химическая энциклопедия

Быстрорежущая сталь — Быстрорежущие стали легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания … Википедия

Источник

Быстрорежущие стали

Из учебника А.П.Гуляева «Металловедение»

В отожженном виде структура сталей (всех марок) состоит из α-твердого раствора и карбидов. Все легирующие элементы (Cr, W, Mo, V). Основными карбидами в быстрорежущей стали являются карбиды M6C, MC, M23C6 и M3C приблизительно одинакового для всех сталей состава (табл. 2).

Состав карбидов в быстрорежущих сталях, %

Карбид C W+Mo V Cr Fe M6C(Fe3(W,Mo)3C) 2 55 — 65 2 — 4 3 27 — 38 MC(VC) 15 30 50 5 — V23C6(Cr23C6) 4 10 6 60 20 M3C(Fe3C) 6 2 2 10 80

В зависимости от состава стали, в первую очередь соотношения (W+Mo)/V меняется и соотношение M6C/MC. Например, в стали Р18 почти нет карбида MC, а в стали Р0М2Ф3 нет карбида M6C. Кроме этих карбидов в отдельных случаях могут присутствовать в небольшом количестве карбиды M23C6, M3C, карбид M2C выделяется при отпуске.

Сами карбиды делятся по условиям образования на три вида:

1) «эвтектоидные», самые мелкие составляющие основной сорбитный фон (Превращение идет по перетектоидной реакции А+КII → Ф+КIII. Перетектоид (обычно называемый эвтектоид) представляет собой смесь феррита и карбида хрома (M23C6) или железа (M3C) в небольшом количестве (обозначают КIII));

2) вторичные карбиды, выделившиеся из аустенита после окончания кристаллизации;

3) первичные карбиды, самые крупные, выделившиеся в результате эвтектического превращения (L → А+КI) и раздробленные на отдельные частицы ковкой.

Быстрорежущая сталь обычно изготавливается традиционными металлургическими приемами — разливкой в слитки и последующей ковкой и прокаткой, при этом скелетообразная эвтектика (А+КI) (рис. 3) разбивается на полосы и отдельные включения первичных карбидов (рис. 4, а). Темные округлые формирования — так называемые δ-феррит — фаза неустойчивая, выделяющаяся на начальных стадиях кристаллизации и пропадающая по периктектической реакции δ+L → γ, следовательно δ-феррит в литой быстрорежущей стали фаза неравновесная. Более современный способ изготовления быстрорежущей стали — распыление расплава азотом; при этом образуются шаровидные частицы (рис. 5, а) размером 50 — 500 мкм, со структурой дендритов, состав которых близок к составу расплава (без выделения карбидов) (рис. 5, б). Естественно, что такое состояние не равновесно, при технологических нагревах происходит распад твердого раствора, выделение карбидов, значительно меньших по размеру, чем карбиды, образовавшиеся при кристаллизации из жидкой фазы (см. рис. 4, а, б). Сталь с такой дисперсной карбидной фазой обладает лучшими технологическими и механическими свойствами, карбиды легче переходят в твердый раствор, а последние обеспечивают высокие режущие свойства.

Читайте также:  Когда стали отмечать дни рождения

Рис. 3. Структура литой быстрорежущей стали, изготовленной по обычной технологии

Рис. 4. Структуры кованой и отожженной быстрорежущей стали, изготовленной по обычной технологии (а) и методом порошковой металлургии (б)

Рис. 5. Гранулы и их структура быстрорежущей стали, полученной закалкой из жидкого состояния

Чтобы получить высокую красностойкость необходимо полнее растворить, насытить γ-твердый раствор углеродом и легирующими элементами — вольфрамом, молибденом и ванадием, что достигается применением высокой температуры закалки.

Из рис. 6 видно, что чем выше температура закалки, тем больше в раствор переходит этих элементов и тем выше красностойкость. Отсюда рекомендация нагревать при закалке как можно выше, вплоть до начала оплавления. Теперь от этой рекомендации отказались, так как при таком излишне высоком нагреве происходит рост зерна и ухудшаются механические свойства. В настоящее время рекомендуется нагревать при закалке как можно выше, но не выше начала роста зерна (последнее должно быть не более № 11). В таблице 3 приведены оптимальная температура нагрева под закалку некоторых наиболее распространенных быстрорежущих сталей, состав твердого раствора, красностойкость и количество остаточного аустенита после закалки.

Температура закалки, состав γ-твердого раствора и красностойкость некоторых быстрорежущих сталей

а) гранулы быстрорежущей стали б) структура гранул
Сталь Температура закалки, °С Состав твердого раствора, % (атоми.) К 4 р 58, °С Остаточный аустенит, %
W Mo V Cr Co
Р18 1 280 3 1 4 620 30
Р9 1 230 2,5 1,5 4 620 25
Р6М5 1 220 1 2 1 4 620 30
Р6М5К5 1 220 1 2 1 4 5 635 30
Р0М2Ф3 1 200 2 2 4 620 25
Р3М3Ф2 1 200 1 2 1 4 620 25

Рис. 6. Влияние температуры закалки на состав твердого раствора (быстрорежущая сталь Р6М5)

Из табл. 3 следует, что несмотря на сильное различие в общем химическом составе, состав твердого раствора очень близок во всех сталях, сумма W+Mo+V, определяющая красностойкость, равна примерно 4 % (атомн.), отсюда красностойкости и режущие свойства у разных марок быстрорежущих сталей близки.

Быстрорежущая сталь, содержащая кобальт, превосходит по режущим свойствам остальные стали (он повышает красностойкость), но кобальт очень дорогой элемент.

Разные марки быстрорежущей стали различаются главным образом по технологическим свойствам, например, плохо шлифуются, если высокий процент ванадия, образуются высокотвердые карбиды VC, и они крупного размера; стали склонны к обезуглероживанию, если высокий процент молибдена. В табл. 3 указывается процент остаточного аустенита, в закаленной стали, это показывает, что мартенситная реакция не идет до конца, из-за высокой легированности твердого раствора, точка Mk лежит ниже точки комнатной температуры.

Остаточный аустенит — нежелательная структурная составляющая в инструментальных сталях. Он снижает твердость, уменьшает теплопроводность (поэтому при прочих равных условиях режущая кромка инструмента нагревается до более высокой температуры).

Выдержка при температуре закалки, способствуя переводу карбидов в раствор, действует аналогично повышению температуры закалки.

Охлаждение при закалке быстрорежущей стали следует производить в масле. В результате медленного охлаждения с высоких температур (например, на воздухе) могут выделиться карбиды, что ухудшает режущие свойства.

Весьма хорошие результаты (в смысле уменьшения закалочной деформации) дает ступенчатое охлаждение.

Для превращения остаточного аустенита в мартенсит производят обработку холодом или отпуск.

    См. также:
  • Быстрорежущие стали, краткое описание.
  • Спутники железа — глава из книги Н.А.Мезенина «Занимательно о железе»

Использована публикация:
Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
стр. 363 — 366.

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди «Не укради»

Источник

Что такое карбиды стали

Вывод, основываясь на данных этого опыта можно сделать следующий. Эффект Лейденфроста имеет большее влияние на трещинообразование при закалке в водных средах чем скорость остывания заготовки малого сечения, каковым является клинок ножа. Практический вывод — закалке в простую воду лучше предпочесть закалку в раствор, который не позволит образования паровой рубашки и вообще активного кипения среды.
Спасибо за внимание.

quote: Изначально написано ЗлХ:
Продолжение нашего небольшого эксперимента по закалке у8а в разных средах.
. Оба дают волну при прокате кромки по прутку. А значит с пластичностью у них все нормально. .

Налетай, торопись, комплектов сделано не то что бы много. Очень уж сложно сделать их прямыми из-за жутких поводок на такой тонкой стали при такой сложной закалке.

quote: Налетай, торопись, комплектов сделано не то что бы много.

quote: Изначально написано ЗлХ:
Благодаря геометрии — ножики очень зубастые, режут как лазер. А за счёт сложной закалки с тройной криообработкой, хорошо держат малый угол на кромке, режущая кромка не заворачивается и не скалывается. Двухнедельный прогон по кухне не выявил никакого заметного ухудшения реза.

quote: Изначально написано ЗлХ:
2 YuraS
Стандартная ошибка, никто никогда не готовит сталь к закалке. Как с завода приехало, так в печь и сунули. Любители.

quote: ТТХ малого
Клинок 92х17х1.5мм Сталь 65х13, твёрдость 60-62HRC, закалка с тройной криообработкой.
Рукоять 109х13х15мм, g10

quote: Изначально написано Еромасовец:

Купил,понравился.Рез отличный.Но рукоять тонкая,как ручка писчая.Хочу теперь побольше.

quote: Что говорит супруга об удобстве рукояти,

quote: Изначально написано Еромасовец:

Смысла нет,если рукоять больше клинка получиться.Я ей у Вас второй заказал,большой.Этим сам буду пользоваться.Прикол в том,что если подобрать под него небольшие ножны,то можно как авторучку в кармане носить.Впервые мне понравилась сталь 65х13,не ожидал.

А можно фото большого варианта ?

Добрый день, а побольше рукояти не планируются?)

З.Ы. Да есть n690-iso с электрошлаковым переплавом и более чистой структурой, нет к нам её не возят.

quote: Эта сталь производится методом двойного электрошлакового (ЭШП) и вакуумно-дугового (ВДП) переплава, что позволяет добиться исключительной чистоты среди нержавеек одноклассников.

Ножики свободны. DM.

В результате горячей обработки металлов давлением карбидная сетка постепенно разрушается, карбидные части дробятся и вытягиваются полосами (строками) в направлении деформации, и образуют так называемую карбидная стротчатость, а их толщина уменьшается с ростом степени обжатия. Вследствие увеличения степени обжатия и уменьшения размера профиля проката карбидная структура улучшается, повышаются механические свойства стали и стойкость инструментов, изготовленных из неё.
Это улучшение структуры и уменьшение ликвации( неоднородности) карбидов
происходит сравнительно слитка стали, оставляя нам наедине с этой самой карбидной стротчатостью, и первичными карбидами размером с небольшой глобус.
Так одним из полезных итогов войн вокруг барановского ‘булата’, стала металлография его стали, на которой отличной видна типичная структура такой любимой всеми ледебуритной инструментальной стали как х12мф. А видим мы там карбидную строчку с монстрами карбида хрома по 40-50 микрон. Просто для сравнения алмазный брусок с зерном 50\40 микрон, это скажем так далеко не конец заточки, скорее её начало.

В металлургии эту проблему решают довольно радикально — применяя технологию порошковой металлургии, где сталь для остывания с состояния расплава распыляют в нейтральной среде, образуя микрослитки. В таких слитках понятное дело ледебуритной сетке вырасти негде и некогда и потому первичные карбиды, в среднем, имеют скромные размеры в 2-3 микрона.

Но что делать со сталью обычного передела, когда все усилия по ковке и прокату разбили и распределили эти самые первичные карбиды по объему, а они всё равно по 50/40 микрон? При нагреве они не распадаются. Слишком крупные. Гомогенизирующий отжиг крайне затратный и технологически сложен. Термоциклирование до определенного предела позволяет улучшить вязкость стали, но самая проблема крупных карбидов в высоколегированных сталях никуда не уходит. Особенно всё плохо у любимых наших нержавеек с углеродом в районе 1% и больше и хромом вокруг 18%. И практически любого быстрореза, который по сути своей карбидоупрочненная сталь.

Копаться в этой теме я начал ещё с прошлой статьи, где обсуждали особенности 110х18м-шд, которую на исследование заслали аж в Швейцарию. Тогда и была придумана комбинация приемов отжига, довольно муторная, но главное, технологически не требовательная к оборудованию. Ничего с чем нельзя справится с двумя печками и бочкой жидкого азота. Как раз моя комплектация термоучастка. Для пробы мной по этому режиму было прогнано пару полос х12мф, 95х18 и р18.
Первый звоночек поступил когда в результате травления с х12мф исчезла макроструктура. От слова совсем. Причем до этого, та же полоса стали давала равномерный волокнистый рисунок типичный для прокатной стали. Вот он.

У 95х18 узор не исчез абсолютно, но измельчился чрезвычайно. И стал виден только под определенным углом. Обоим клинкам пришлось дать 2 раза по 30 минут в хлорном железе, что бы что то разглядеть вообще.

Я доложил о своих результатах товарищу. И тот закупил для проверки теории лист n690, как пример типичной высокохромистой нержавейки, широко представленной на рынке и отлично исследованной с точки зрения металлургических характеристик. Из-за ковидного апокалипсиса всё это изрядно затянулось. Но вот у нас наконец-то то есть научные данные, которыми не стыдно поделиться. Первая фотокарточка, это микроструктура n960 с стандартной закалкой, с криообработкой. Карбиды привычного нам вида, размером около 40\30 микрон, такую же микроструктуру этой стали можно посмотреть у Ларрина с knifesteelnerds, а вот вторая, закалена так же, но уже после прохождения специального отжига.

Карбиды сократились в размерах в 3 раза до 10 микрон. При этом несколько выросла твердость образца. Но это не главное. Главное что карбиды стали меньше. И их стало больше. А раз хрупкая фаза стала мельче, то напряжение при нагрузках по ней будет распределено равномернее. И в конкретной точке режущей кромки абразивному износу сопротивляется гораздо большее количество карбидов. Как это происходит можно посмотреть на этом фото кромки ножа из стали м398.

В общем и целом это весьма интересное открытие, которое готовит нам ещё множество исследований дабы определить пределы его полезности и применимости. Ибо в теории измельчение первичных карбидов аж в 3 раза выглядит совершенно фантастически. Но теперь предстоит проверить на практике насколько это повышает эксплуатационные свойства клинка. Технология обещает дать хороший результат на сталях обычного, не порошкового передела. Нержавеющих высокохромистых, штамповых и быстрорежущих.
Первую партию ножиков с этим типом термообработки я прям сегодня забрал из плоскошлифа. Спешите успеть оформить заказ, хехехе.

Сравнивая металлы возникла мысль, делать лезвие ножа из хрома. Никакая сталь на основе железа не дотянет по прочности свмещённой с твёрдостью с хромом. А хром, сам посебе, нетакой хрупкий и твёрдый как гальванические покрытия из него. Нормальный хром для ножа по твёрдости, прочности на разрыв и гибкости самое то. (с)

Интересно конечно, но зачем это всё?

Для чего это делается: для улучшения стабильность режущей кромки или для увеличение условной ударной вязкости?
Если первое, то карбиды в 10 микрон это все еще карбиды большого размера.
Для ударной вязкости, но тут на каких сталях вы это хотите провернуть, ее и так нет из-за большого содержания карбидов: 15% и выше.
Почему бы не использовать те стали которые подходят лучше всего — хотите стабильность рк — заевтектоидные нержавейки типа aeb-l(с оптимизированным составом), хотите износостойкости — порошковые ванадиевые стали?
Не пора ли похоронить х12мф, я понимаю дешевая и легкодоступная, но зачем использовать ее сегодня, кому нужны эти вшивые карбиды хрома в 21 веке ? Не при дефиците же живем, сталей на выбор куча, зачем из трактора спорткар делать?

Но вот у нас наконец-то то есть научные данные, которыми не стыдно поделиться. Первая фотокарточка, это микроструктура n960 с стандартной закалкой, с криообработкой.
Если начать занудствовать, то не понятно уменьшились ли карбиды, или это просто такие участки образцов удалось снять, в три раза ли и сколько именно. Определение «на глаз» ну это такое.
Какие методы применялись для оценки(я их конечно не знаю ) но явно это как то по хитрому считается с наложением какой нибудь сетки и статистическим анализом с составлением процентного содержания частиц разного размера.

2 Goddog
А почему тогда не из чистого вольфрама? По тем же причинам. Пока ни один моно металл не превзошёл по комплексу свойств сталь. По этой причине мы ей и пользуемся. Недавно появился новый интересный тип гибкой керамики, посмотрим как он себя покажет

quote: Изначально написано ЗлХ:
Пока ни один моно металл не превзошёл по комплексу свойств сталь. По этой причине мы ей и пользуемся.

quote: Изначально написано ЗлХ:
Ну тогда я бы сразу смотрел в сторону вибраниума или адамантия.

Мрак100
Клинок 100х4мм 95х18, с отжигом на измельчение первичных карбидов.
Рукоять черная микарта, латунь.

Мрак120 120х4мм, 95х18 с отжигом на измельчение первичных карбидов.
Рукоять кастомная оранжевая микарта, латунь.

Мрак130, 130х40х3мм, 9хс, травление, рукоять черная микарта, латунь.

Источник