Молибден как легирующий элемент

Легирующие элементы в жаропрочных сплавах

Практически все жаропрочные сплавы создаются на металлургических производствах с использованием технологии легирования. Сущность технологии заключается в расширении химического состава и усложнении структуры базовой основы сплава путем введения в него различных легирующих элементов. В конечном итоге сплав приобретает жаропрочность – способность длительное время сохранять механическую прочность и коррозионную стойкость при высоких температурах эксплуатации.

Принцип повышения жаропрочности сплавов

Пластическая деформация и разрушение сплава при интенсивном нагреве объясняется ослаблением и нарушением межатомных связей и диффузной ползучестью материала, краевой дислокацией в структуре кристаллической решетки. Чтобы сделать сплав жаропрочным, необходимо стабилизировать его структуру, предотвратить или свести к минимуму деформационные процессы, протекающие под воздействием высоких температур.

Для решения этих задач сплавы упрочняют легирующими элементами, которые повышают энергию, прочность и стабильность кристаллических связей, замедляют диффузию, оказывая влияние на увеличение размера зерен и упрочнение их границ, препятствуют рекристаллизации. Для наибольшего эффекта легирование выполняется не одним, а несколькими химическими элементами, которые помимо жаропрочности придают сплаву дополнительные технологические свойства.

Выбор легирующих элементов для жаропрочных сплавов

Выбор химических элементов для легирования сплава с целью повышения его жаропрочности определяется свойствами, которые ему необходимо придать. Среди часто применяемых для легирования элементов можно назвать никель (Ni), вольфрам (W), молибден (Mo), ванадий (V), кобальт (Co), ниобий (Nb), титан (Ti). Каждый по-своему влияет на физические и химические характеристики сплава, поэтому, как правило, они вводятся в базовый состав комплексно, в различных комбинациях и пропорциях.

Например, молибден, титан и ниобий являются карбидообразователями. Связывая содержащийся в сплаве углерод в прочные карбиды, они обеспечивают эффективное торможение дислокаций и диффузий, усиливают межатомные связи, способствую формированию более стабильной структуры материала и повышению его жаропрочности. Наличие в сплаве никеля обуславливает его сопротивление к окислению на воздухе, а в комбинации с кобальтом, никель способствует повышению длительной прочности сплава.

Ферросплавы как наиболее эффективная форма легирования жаропрочных сплавов

В металлургии для получения разных марок жаростойких сплавов, используют специальные полупродукты на основе железа (Fe), содержащие определенный процент необходимого легирующего элемента – ферросплавы. Вводимые в жидкую субстанцию того или иного металла, ферросплавы, в виде чушек, блоков или гранул, значительно упрощают технологическую схему и сам процесс корректировки химического состава жаростойкого сплава.

Необходимо отметить, что ферросплавами условно называют и те полупродукты, где железо не является базовой основой, а содержится лишь в виде примеси. Сортамент ферросплавов для легирования жаростойких металлов весьма разнообразен. Наиболее важными ферросплавами в современной металлургии являются ферроникель, ферровольфрам, ферромолибден, феррованадий, феррониобий, ферротитан, феррокобальт.

Роль легирующих элементов в составе жаропрочных сплавов

Рисунок 1. Сводная таблица легирующих элеменнтов.

Никель

Никель повышает пластичность, вязкость, теплоемкость сплава, увеличивает его сопротивляемость к образованию трещин и коррозии, улучшает возможности термообработки. В связи с этим ферроникель – один из самых распространенных и востребованных ферросплавов глобальной металлургической отрасли. Мировые стандарты определяют пять марок ферроникеля, содержащего 20-70% никеля, плюс незначительное количество углерода (С), серы (S), фосфора (Р), кремния (Si), хрома (Cr), меди (Cu).

Легированные никелем жаропрочные сплавы, как правило, содержат 8-25% никеля, а некоторые до 35% и более. Однако из-за того, что никель снижает твердость сплава, для легирования его обычно используют не в чистом виде, а в сочетании с железом, хромом, молибденом, титаном, ниобием и другими элементами. В качестве примера можно привести сплавы марок 12Х18Н9Т (Fe – около 61%) и 10Х17Н13МЗТ (Fe – около 67%) с содержанием никеля 8-9,5% и 12-14% соответственно.

Молибден и вольфрам

На физические характеристики сталей и сплавов вольфрам и молибден оказывают схожее влияние, существенно увеличивая предел длительной механической прочности при температурах до 1800°C (в вакууме). Достаточно ввести 0,3-0,5% этих элементов в сплав, чтобы заметно усилить его сопротивление ползучести, укрепить межатомные связи кристаллической решетки, повысить температурный предел рекристаллизации. Для сталеплавильной и литейной промышленности производят легирующие ферросплавы из молибдена и вольфрама с железом: ферромолибден (55-60% Мо) и ферровольфрам (65-85% W).

Для легирования в сплавы обычно вводят относительно небольшое количество молибдена (около 0,2-20%) и вольфрама (до 10-12%), поскольку переизбыток этих элементов способен повысить хрупкость сплава при нагреве. В качестве примера сплава, легированного молибденом и вольфрамом можно привести жаропрочную низколегированную сталь 12Х1МФ (Fe – около 96%) с содержанием Мо 0,25-0,35 процента. В этом же ряду жаропрочная релаксационностойкая сталь 20Х3МВФ (Fe – около 93%) содержащая Мо 0,35-0,55% и W 0,3-0,5%, а также сплав на основе никеля ХН57МТВЮ (Мо 8.5-10%, W 1.5-2.5%, Fe 8-10% и т.п.)

Ванадий

С целью повышения характеристик по жаропрочности, состав легирующих элементов усложняется, часто вместе с ванадием в сплав вводятся молибден, хром, никель и т.п. Показательным примером такой технологии легирования может служить жаропрочный сплав на основе железа марки 12Х2МФСР (Fe – около 95%) с содержанием V 0,2-0,35%, Мо 0,5-0,7%, Cr 1,6-1,9%, Ni до 0,25% и т.д. Еще один пример мультилегирования сплава с применением ванадия – жаропрочная сталь 15Х2М2ФБС, включающая в себя V 0,25-0,4%, Мо 1,2-1,5 %, Cr 1,8-2,3%, Ni до 0,3% и т.д.

Специальные ферросплавы

Все используемые в литейном производстве жаропрочных сплавов ферросплавы условно делятся на две группы: первая — ферросплавы массового применения, вторая — специальные ферросплавы. Ко второй группе относятся соединения железа с титаном, кобальтом, ниобием и рядом других элементов. Специальные ферросплавы применяют в небольших пропорциях 4–6%, и не только для повышения рабочей температуры жаропрочных сплавов, но для придания им особых свойств.

Например, феррониобий применяется для легирования жаропрочных хромоникелевых сталей, поскольку ниобий эффективно препятствует межкристаллитной коррозии, разрушающей границы зерна и ведущей к потере прочности материала. В свою очередь ферротитан вводится в жаропрочные сплавы для усиления общих антикоррозийных характеристик. Кроме того, титан улучшает свариваемость нержавеющих сталей. Легирование жаропрочных сплавов феррокобальтом позитивно сказывается на их релаксационной стойкости, особенно это касается хромистых сталей.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Молибден как легирующий элемент

Легированные стали маркируют буквами и цифрами. Двузначные цифры в начале марки указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы справа от цифры — легирующие элементы А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, К — кобальт, М — молибден, Н — никель, П — фосфор, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ю — алюминий. Цифры после букв указывают ориентировочное содержание легирующего элемента в целых процентах отсутствие цифры свидетельствует о том, что элемент присутствует в количестве не более 1,5%. [c.328]

Коррозионную стойкость сталей, а также их длительную прочность повышают добавлением ири плавке легирующих элементов. В качестве легирующих элементов применяют хром, никель, молибден, титан и т. д. Наличие их в стали в различных сочетаниях и количествах позволяет придать ей требуемые физи-ко-механические свойства, в том числе высокую сопротивляемость коррозии в агрессивных средах при различных температурах. [c.22]

Основным легирующим элементом, повышающим стойкость металла к коррозии, является хром. При нормальных условиях его присутствие придает металлу стойкость к коррозии от влаги. При повышенных температурах хром придает металлу стойкость к коррозии, вызываемой газовыми агрессивными потоками. Она имеет место в трубах печей, реакторах, теплообменниках нагрева сырья со стороны газопродуктового потока. С ростом содержания хрома стойкость к коррозии увеличивается особой стойкостью обладают хромоникелевые сплавы. Из других добавок очень хорошо проявляет себя молибден. Однако характерным недостатком хромоникелевых сплавов является их склонность к межкристаллит-ной коррозии, при которой процесс разрушения развивается не на поверхности, а по границам кристаллов. Теория это объясняет образованием карбидов хрома при длительном нафевании сплавов выше 350°С. При этом участки, прилегающие к границам зерен или кристаллов, обедняются хромом и теряют свою коррозионную стойкость. Наиболее уязвимы для межкристаллитной коррозии сварные швы. [c.169]

Читать еще: Сталь 65г термообработка твердость

Легированные стали. Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях для изменения ее свойств, называются легирующими элементами, а сталь, содержащая такие элементы, называется легированной ста-.лъю. К важнейшим легирующим элементам относятся хром, никель, марганец, кремний, ванадий, молибден. [c.628]

Сталь, содержащая специально введенные элементы, называется легированной сталью, а сами элементы — легирующими элементами. К легирующим элементам, наиболее эффективно изменяющим свойства стали, относят ванадий, вольфрам, молибден, хром, марганец, никель и др. [c.395]

Большое значение в современной технике имеют легированные стали. Они содержат так называемые легирующие элементы, к которым относятся хром, никель, молибден, ванадий, вольфрам, марганец, медь, кремний и др. Легирующие элементы добавляются для придания стали определенных свойств. Так, х р о м о н и к е л е- [c.264]

Большое значение в современной технике имеют легированные стали. Они содержат в своем составе так называемые легирующие элементы, к которым относятся хром, никель, молибден, ванадий, вольфрам, марганец, медь, кремний и др. [c.314]

Легированным называется чугун, в котором кремния и марганца содержится выше указанных пределов или имеются специально введенные легирующие элементы хром, никель, молибден и др. [c.117]

Присутствие бора в переходной зоне, обогащенной углеродом, и другие факторы приводят к значительному росту зерна в этой зоне. Карбидообразующие элементы (хром, вольфрам, молибден) в значительной мере устраняют это явление. Однако присутствие этих элементов (а также ванадия) способствует сглаживанию зубчатого контура в нижней части слоя, что ухудшает сцепление. Легирующие элементы, сужающие -у-область (хром, титан, ванадий), препятствуют диффузии бора и существенно уменьшают глубину борированного слоя. [c.42]

В процессе борирования происходит перераспределение легирующих элементов между слоем и основным металлом. Углерод, хром, вольфрам и молибден диффундируют из слоя в основной металл, а никель, марганец и кремний обогащают борированный слой, мигрируя из основного металла к слою. Встречный поток атомов кремния и углерода приводит к обогащению ими переходной зоны от боридов к металлу. [c.43]

Для повышения сопротивления КР малоуглеродистые стали легируют элементами, связывающими углерод и азот в соединения, нерастворимые в феррите и аустените. К таким элементам относится титан, введение которого весьма заметно увеличивает стойкость к КР. Легирование сталей хромом, молибденом, алюминием, марганцем и ванадием тоже повышает сопротивление КР. Увеличение содержания фосфора снижает стойкость мягких сталей к КР. [c.69]

Легирующие элементы низколегированных сталей при почвенной коррозии уменьшают начальную скорость образования коррозионных язв. Максимальная глубина язв также меньше, чем в нелегированных сталях. Хром и молибден повышают коррозионную устойчивость легированных сталей при наличии коллоидов. Из низколегированных сталей изготавливают конструкции для сооружений, находящихся в агрессивных почвах. [c.91]

Основными легирующими элементами стали являются хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан, алюминий, марганец, кремний, бор. Неизбежными примесями в сталях являются марганец, кремний, фосфор, сера. Легирующие элементы, вводимые в углеродистую сталь, изменяют состав, строение, дисперсность и количество структурных составляющих и фаз. Фазами легированной стали могут быть твердые растворы — легированный феррит и аустенит, специальные карбиды и нитриды, интерметаллиды, неметаллические включения — окислы, сульфиды, нитриды. Как правило, за счет легирования повышаются прочностные характеристики стали (пределы прочности и текучести). [c.66]

Легированные стали. Для улучшения физических, механических, химических и технологических свойств сталей в их состав вводятся легирующие элементы, такие как никель, хром, марганец, молибден, титан и др. [c.10]

В обозначении марки стали первые цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы за цифрами обозначают С — кремний, Г—марганец, X — хром, Н — никель, Т — титан, В — вольфрам, М — молибден, Ю — алюминий, Р — бор, Ц — цирконий, К — кобальт, Д — медь, Б — ниобий, Ф — ванадий и т. д. Цифры, стоящие после буквенного обозначения легирующего элемента, указывают примерное содержание соответствующего элемента в процентах при содержании элемента до 1,5 процента цифра не ставится. Марки высококачественной стали имеют в конце букву А. [c.10]

По принятой в СССР классификации марка стали дает возможность определить ее химический состав. Две первые цифры слева показывают количество углерода в сотых процента, а следующие за ними буквы обозначают Г — марганец, С — кремний, X — хром, Н — никель, М — молибден, В — вольфрам, Ф — ванадий, Т—титан, Нб — ниобий, Ю — алюминий. После каждой буквы, обозначающей легирующий элемент, ставится одна или две цифры, указывающие среднее процентное содержание этого элемента в целых единицах (цифры один и меньше опускаются). [c.344]

Ваипднй 15 основном используют в качестве добавки к сталям. Сталь, содергкащая всего 0,1—0,3% ванадия, отличается большой прочностью, упругостью и нечувствительностью к толчкам и ударам, что особенно важно, например, для автомобильных осей, которые все время подвергаются сотрясению. Как правило, ванадий вводят в сталь в комбинации с другими легирующими элементами хромом, никелем, вольфрамом, молибденом. Наиболее широкое применение ванадий нашел в производстве инструментальных и конструкцио.чных сталей (стр. 686). Он применяется также для легирования чугуна. [c.652]

Коррозионная стойкость хромоникельмолибденомедистых сталей в некоторых агрессивных средах, в особенности в растворах серной кислоты средних концентраций при повышенной температуре, вплоть до 80″ С, довольно высока. Влияние легирующих элементов па коррозионную стойкость этих сталей в серной кислоте сказывается различно, в зависимости от концентрации ц температуры среды. Хром повышает коррозионную стойкость в 5—30%-иой серной кислоте при температуре 80° С. Никель и медь повышают коррозионную стойкост1з в 5—60%-ной серной кислоте и особенно в 40—60%-ной ири 80° С и в 5— 50%-ной лрн температуре до 80° С. Молибден увеличивает стойкость стали в 5—70%-ной кислоте прн 80° С и в 5—507о-пой при температуре кипения. [c.230]

В обозначении марок первые две цифры соответствуют среднему содержанию углерода в сотых долях процента буквы за цифрами означают Р — бор, Ю —алюминий, С — кремний, Т —титан, Ф —ванадий, X —хром, Г —марганец, Н —никель, М — молибден, В — вольфрам цифры, стоящие после букв, указывают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах (отсутствие цифры означает, что в марке содержится до 11,5% этого легирующего элемента). Буква А в конце марки означает высококачественную сталь. Особовысококачественная [c.219]

Легированные стали маркируют набором цифр и букв. Буква обозначает легирующий элемент (В — вольфрам, Н — никель, X — хром, М — молибден, К — кобальт, Г — марганец, С — кремний, Ю — алюминий, Т титан), цифра перед буквой — содержание углерода в сотых долях процента, цифра после буквы —содержание легирующего элемента, превыщающее 1% в целых процентах. Например, сталь марки 30X13 содержит 0,3% углерода и 13% хрома, сталь 20ХН2Т — 0,2% углерода, 2% никеля, а также хром и титан в количествах менее 1%. [c.47]

Легированные стали имеют наименования по названию основных легирующих элементов — хромистые, хромоникелевые, хромо-иикельмолибденовые и др. Легированные стали маркируются буквами, представляющими условные обозначения легирующих элементов Н — никель, М — молибден, Т — титан, X — хром, С — кремний, В — вольфрам, Ф — ванадий и др. Цифра, слсдую Цая за буквенным обозначением, определяет процентное содержа и не соответствующего легирующего элемента, а цифра, стоящая перед первой буквой,— содержание углерода. [c.27]

Читать еще: Как подключить мотор от стиральной машины автомат

Производство стали в электропечах. Применение электрической энергии как источника теплоты в производстве стали позволяет поддерживать в печах более высокую температуру, точнее ее регулировать, создавать восстановительную среду. В электропечах можно выплавлять любые стали, но особое значение эле ктроплавка приобрела в связи с производством легированных сталей. Потери легирующих элементов в электропечах меньше, чем в других печах, в них можно выплавлять стали, содержащие тугоплавкие металлы —вольфрам, молибден и др. [c.178]

Несмотря на перечисленные достоинства, применс-Н1 с окислителей связано со следующими недостатками. Обычно предварительная подготовка пробы к анализу состоит в переведении анализируемого материала в раствор посредством обработки различными кислотами чаще всего применяют азотную кислоту или ее смесь с хлороводородной или серной кислотой. Так, медные сплавы растворяют в азотной кислоте, причем содержащиеся в них элементы — железо, олово и другие—превращаются в соединения высших степеней окисления. При анализе различных чугунов и сталей необходимо определять ванадий, молибден, вольфрам, титан и нс-которые другие легирующие элементы, которые вследствие обработки пробы окислительными агентами также содержатся в полученном растворе в высших степенях окисления. Железные руды содержат оксиды железа растворяя их в хлороводородной кислоте с добавками различных окислителей, получают железо в степени окисления +3 и т. д. [c.435]

На рис. 8 показано изменение свойств феррита ирн растворении в нем различных легирующих элементов после медленного охлаждения на воздухе от-975°С [48]. Как видно из кривых, хром, молибден и вольфрам слабее уироч- [c.14]

Цирконий вводят в белый чугун при получении ковкого чугуна (ля того, чтобы при обработке его в жидком состоянии получить )Олее высокие механические свойства за счет образования первич 1ЫХ чешуек графита в процессе затвердевания. При содержании в )елом чугуне до 0,09% цирконий аналогично титану связан прей лущественно в нитридах. Обработка жидкого чугуна циркониевым юдификатором усиливает влияние таких легирующих элементов, Смотреть страницы где упоминается термин Молибден как легирующий элемент: [c.205] [c.215] [c.215] [c.8] [c.24] [c.43] [c.80] [c.47] [c.50] [c.50] Химическое оборудование в коррозийно-стойком исполнении (1970) — [ c.95 , c.96 ]

Влияние основных легирующих элементов на свойства стали.

Влияние отдельных компонентов на свойства стали

Легированной называется сталь, в которой, кроме обычных примесей, содержатся специально вводимые в определенных сочетаниях легирующие элементы (Cr, Ni, Mo, Wo, V, А1, В, Ti и др.), а также Мn и Si в количествах, превышающих их обычное содержание как технологических примесей (1% и выше). Как правило, лучшие свойства обеспечивает комплексное легирование.

Легирование сталей и сплавов используют для улучшения их технологических свойств. Легированием можно повысить предел текучести, ударную вязкость, относительное сужение и прокаливаемость, а также существенно снизить скорость закалки, порог хладноломкости, деформируемость изделий и возможность образования трещин. В изделиях крупных сечений (диаметром свыше 15. 20 мм) механические свойства легированных сталей значительно выше, чем механические свойства углеродистых сталей.

Влияние примесей

Постоянные (технологические) примеси являются обязательными компонентами сталей и сплавов, что объясняется трудностью их удаления как при выплавке (Р,S). Так и в процессе раскисления (Si, Mn) или из шихты — легированного металлического лома (Ni, Cr и др.).

К постоянным примесям относят углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, а также кислород, водород и азот.

Углерод

При увеличении содержания углерода до 1,2% возрастают прочность, твердость, порог хладноломкости (0,1%С повышает температуру порога хладноломкости на 20С), предел текучести, величина электрического сопротивления и коэрцитивная сила. При этом снижаются плотность, теплопроводность, вязкость, пластичность, величины относительных удлинения и сужения, а также величина остаточной индукции.

Существенную роль играет то, что изменение физических свойств приводит к ухудшению целого ряда технологических характеристик — таких, как деформируемость при штамповке, свариваемость и др. Так, хорошей свариваемостью отличаются низкоуглеродистые стали. Сварка средне и особенно высокоуглеродистых сталей требует применения подогрева, замедляющего охлаждение, и других технологических операций, предупреждающих образование трещин.

Марганец

Марганец вводят в стали как технологическую добавку для повышения степени их раскисления и устранения вредного влияния серы. Марганец считается технологической примесью, если его содержание, не превышает 0,8%. Марганец как технологическая примесь существенного влияния на свойства стали не оказывает.

Кремний

Кремний также вводят в сталь для раскисления. Содержание кремния как технологической примеси обычно не превышает 0,37%. Кремний как технологическая примесь влияния на свойства стали не оказывает. В сталях, предназначенных для сварных конструкций, содержание кремния не должно превышать 0,12-0,25%.

Сера

Пределы содержания серы как технологической примеси составляют 0,035-0,06%. Повышение содержания серы существенно снижает механические и физико-химические свойства сталей, в частности, пластичность, ударную вязкость, сопротивление истиранию и коррозионную стойкость. При горячем деформировании сталей и сплавов большое содержание серы ведет к красноломкости. Кроме того, повышенное содержание серы снижает свариваемость готовых изделий.

Фосфор

Пределы содержания фосфора как технологической примеси составляют 0,025-0,045%. Фосфор, как и сера, относится наиболее вредным примесям в сталях и сплавах. Увеличение его содержания, даже на доли процента, повышая прочность, одновременно повышает текучесть, хрупкость и порог хладноломкости и снижает пластичность и вязкость. Вредное влияние фосфора особенно сильно сказывается при повышенном содержании углерода.

Кислород и азот

Кислород и азот растворяются в ничтожно малом количестве и загрязняют сталь неметаллическими включениями (оксидами, нитридами, газовой фазой). Они оказывают отрицательное воздействие на свойства, вызывая повышение хрупкости и порога хладноломкости, а также снижают вязкость и выносливость. При содержании кислорода более 0,03% происходит старение стали, а более 0,1% — красноломкости. Азот увеличивает прочность и твердость стали, но снижает пластичность. Повышенное количество азота вызывает деформационное старение. Старение медленно развивается при комнатной температуре и ускоряется при нагреве до 250oС.

Водород

Увеличение его содержания в сталях и сплавах приводит к увеличению хрупкости. Кроме того, в изделиях проката могут возникнуть флокены, которые развивает водород, выделяющийся в поры. Флокены инициируют процесс разрушения. Металл, имеющий флокены, нельзя использовать в промышленности.

Влияние легирующих элементов

Легирование сталей и сплавов используют для улучшения их технологических свойств. Легированием можно повысить предел текучести, ударную вязкость, относительное сужение и прокаливаемость, а также существенно снизить скорость закалки, порог хладноломкости, деформируемость изделий и возможность образования трещин. В изделиях крупных сечений (диаметром свыше 15-20 мм) механические свойства легированных сталей значительно выше, чем механические свойства углеродистых.

Все легирующие элементы, за исключением никеля, при содержании их в растворе выше определенного предела снижают ударную вязкость, трещиностойкость и повышают порог хладноломкости.

Классификация

По применимости для легирования можно выделить три группы элементов. Применимость для легирования различных элементов определяется не столько физическими, сколько, в основном, экономическими соображениями.

Легирующие элементы по механизму их воздействия на свойства сталей и сплавов можно разделить на три группы:

влияние на полиморфные (альфа-Fe -> гамма-Fe) превращения;
образование с углеродом карбидов (Сг,Fе)₇С₃; (Сг,Ре)₂₃С₆; Мо₂С и др.;
образование интерметаллидов (интерметаллических соединений) с железом — Fе₇Мо₆; Fe₃Nb и др.

По характеру влияния на полиморфные превращения легирующие элементы можно разделить на две группы:

элементы (Cr, W, Mo, V, Si, Al и др.), достаточное содержание которых обеспечивает существование в сталях при всех температурах легированного феррита (ферритные ставы);
элементы (Ni, Mn и др.), стабилизирующие при достаточной концентрации легированный аустенит при всех температурах (аустенитные сплавы). Сплавы, только частично претерпевающие превращение гамма->альфа, называются, соответственно, полуаустенитными или полуферритными.

Легирование феррита сопровождается его упрочнением. Наиболее значительно влияют на его прочность марганец и хром. Причем чем мельче зерно феррита, тем выше его прочность.
Многие легирующие элементы способствуют измельчению зерен феррита и перлита в стали, что значительно увеличивает вязкость стали. Однако все легирующие элементы, за исключением никеля, при содержании их в растворе выше определенного предела снижают ударную вязкость, трещиностойкость и повышают порог хладноломкости. Никель понижает порог хладноломкости.
Легированный аустенит парамагнитен, обладает большим коэффициентом теплового расширения. Легирующие элементы, в том числе азот и углерод, растворимость которого в аустените при нормальной температуре достигает 1%, повышают его прочность при нормальной и высокой температурах, уменьшают предел текучести.
Легированный аустенит является основной составляющей многих коррозионностойких, жаропрочных и немагнитных сплавов. Он легко наклепывается, то есть быстро и сильно упрочняется под действием холодной деформации.
Легирующие элементы (исключение кобальт), повышая устойчивость аустенита, снижают критическую скорость закалки и увеличивают прокаливаемость. Для многих аустенитных сплавов критическая скорость закалки снижается до 20°С/с и ниже, что имеет большое практическое значение.
Карбидообразующие элементы: Fe — Mn — Cr — Mo — W — Nb — V — Zr — Ti (за исключением марганца) препятствуют росту зерна аустенита при нагреве. Сталь, легированная этими элементами, при одинаковой температуре сохраняет более высокую дисперсность карбидных частиц, и соответственно большую прочность.
Интерметаллиды образуются при высоком содержании легирующих элементов между этими элементами или с железом. Примером таких соединений могут служить Fe₇Mo₆, Fe₃Nb₂ и др. Интерметаллиды, как правило, отличают повышенные твердость и хрупкость.

Читать еще: Бур по бетону характеристики

В следующей таблице показано влияние наиболее применяемых легирующих элементов на свойства стали.