Легирующие элементы могут растворяться в железе, образо-
вывать карбиды и инт^металлические соединения и входить
в состав включений, не взаимодействуя с кристаллами железа,
а также с углеродом. В зависимости от того, как взаимодей-
ствует легирующий элемент с железом и углеродом, он по-раз-
ному влияет на свойства стали.
В феррите в большей или меньшей степени растворяются все
легирующие элементы. Растворение легирующих элементов в
феррите приводит к упрочнению стали без термической обработ-
ки.
При этом твердость и временное сопротивление возрастают,
а ударная вязкость обычно снижается. Только хром в количе-
стве до 1% и никель повышают ударную вязкость феррита.
Никель оказывает наиболее эффективное действие: одновременно
с упрочнением феррита резко повышает его ударную вязкость
при комнатных и, особенно, при минусовых температурах.
Все элементы, растворяющиеся в железе, изменяют устой-
чивость феррита и аустенита \ По характеру влияния на поли-
морфные превращения все элементы могут быть разделены на
две группы. Элементы первой группы: никель, марганец, медь,
азот — расширяют область устойчивого состояния аустенита.
При содержании этих легирующих элементов выше определенно-
го количества сталь в интервале от комнатной температуры
до перехода в жидкое состояние имеет структуру легированного
аустенита. Такая сталь называется аустенитной.
Элементы второй группы повышают устойчивость феррита.
Ко второй группе относятся хром, кремний, молибден, ванадий,
вольфрам, титан, ниобий и алюминий. При содержании элемен-
тов второй группы выше определенного количества сталь в ин-
тервале температур от комнатной до перехода в жидкое состоя-
ние имеет структуру легированного феррита. Такая сталь назы-
вается ферритной.
Температура полиморфных превращений в легированной ста-
ли изменяется в зависимости от того, какие легирующие элемен-
ты и в каких количествах присутствуют в ней. Поэтому при
выборе температур нагрева под закалку, нормализацию, отжиг
или отпуск необходимо учитывать смещейие критических точек —
температур, при которых наблюдаются полиморфные превраще-
ния. Критические точки различных легированных сталей приве-
дены в справочниках по термической обработке и в справочниках
по котлотурбинным сталям [125].
Легирующие элементы, расположенные в периодической
системе левее железа, образуют в стали карбиды, более стойкие,
чем карбид железа — цементит. Под стойкостью карбидов по-
нимается малая их способность к разложению на металл и
1
Аустенит — высокотемпературная аллотропическая модификация крис-
таллов железа, имеющих строение гранецентрированного куба.