После добавления в сталь легирующих элементов они существуют в стали в трех основных формах. А именно: образуя твердый раствор с железом; образуя карбиды с углеродом; и образуя интерметаллические соединения в высоколегированной стали.
1. Растворяется в железе
Почти все легирующие элементы (кроме Pb) могут растворяться в железе, образуя феррит или аустенит. В зависимости от их воздействия на -Fe или -Fe легирующие элементы можно разделить на две категории: расширяющие область аустенитной фазы и сужающие область аустенитной фазы.
Элементы, расширяющие фазовую область, также известные как элементы, стабилизирующие аустенит, в основном Mn, Ni, Co, C, N, Cu и т. д. Они понижают точку A3 (точку перехода -Fe -Fe) и повышают точку A4 (точку перехода -Fe), тем самым расширяя область существования -фазы. Среди них Ni, Mn и т. д. при добавлении в определенном количестве могут расширять фазовую область до температуры ниже комнатной, в результате чего фазовая область исчезает, что называется элементом, который полностью расширяет фазовую область. Некоторые другие элементы (такие как C, N, Cu и т. д.), хотя и расширяют фазовую область, не могут расширить ее до комнатной температуры, поэтому их называют элементами, которые частично расширяют фазовую область.
Элементы, уменьшающие фазовую область - также известные как элементы, стабилизирующие феррит, в основном включают Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr и т. д. Они увеличивают точку A3 и уменьшают точку A4 (за исключением хрома, когда содержание хрома составляет менее 7%, точка A3 уменьшается; когда оно превышает 7%, точка A3 быстро растет), тем самым уменьшая диапазон фазовой области и расширяя область стабильности феррита. В соответствии с их различными функциями их можно разделить на элементы, которые полностью закрывают фазовую область (такие как Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si и т. д.) и элементы, которые частично уменьшают фазовую область (такие как B, Nb, Zr и т. д.).
2. Карбидообразующие легирующие элементы можно разделить на две категории: карбидообразующие элементы и некарбидообразующие элементы в зависимости от их сродства к углероду в стали.
Обычные некарбидообразующие элементы включают: Ni, Co, Cu, Si, Al, N, B и т. д. Они в основном растворяются в феррите и аустените. Обычные карбидообразующие элементы включают: Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti и т. д. (расположены в порядке устойчивости образующихся карбидов от слабых к сильным). Некоторые из них растворяются в матричной фазе в стали, а некоторые образуют легированный цементит. При высоком содержании могут образовываться новые легированные углеродные соединения.
