Влияние легирующих элементов на физические свойства сталей

Если считать исходной теплопроводность чистого железа, то любые примеси вызывают понижение теплопроводности стали. Особенно сильно сказывается влияние примесей внедрения, и особенно сильно – С. Сильное падение λ наблюдается при малых количествах растворения углерода (до 0,02 %). Λ мартенсита, как пересыщенного твердого раствора, значительно меньше, чем гетерогенной смеси Ф+Ц.

Легирующие элементы замещения слабее влияют на λ. Более сильное влияние оказывают те элементы, которых больше разница в атомных размерах и в валентности.

Увеличение степени легирования значительно снижает λ, например, Ni незначительно снижает теплопроводность феррита, сильно ее снижает в аустенитной стали, которая имеет наимен6ьшую теплопроводность. Повышение темпаературы в углеродистых и низкоуглеродистых сталях ведет к снижению теплопроводности., в среднелегированных сталях повышение температуры сказывается часто, в высоколегированных с повышением температуры λ несильно возрастает.

При T>900°С теплопроводность всех сталей оказывается практически одинаковой.

Температуропроводность – способность стали выравнивать температуру по сечению [ ]. Температуропроводность всех сталей, кроме высокотемпературных, с повышением температуры резко падает.

Для большинства сталей время на пргрев изделий требуется одинаковое.

Электросопротивление в легированных сталях сильно зависит от легированности твердого раствора. ρ сильно повышается элементами внедрения (особенно % С). ρ закаленной стали всегда выше, чем гетерогенной смеси Ф+Ц. На электросопротивление влияет размер и форма ферритных включений. В сталях с пластинчатым перлитом ρ выше. В зернистом перлите ρ выше, чем в сталях с дисперсными карбидами. Легирующие элементы, образуя твердые растворы замещения, оказывают значительно меньшее влияние. Наибольшее влияние имеют те, которые сильно отличаются по атомным размерам: Si, Al, V.

Магнитные свойства

Практически все элементы – α-стабилизаторы и понижают А₂ кроме V. 13 % V повышают А₂ до 820°С. В зависимости от необходимых свойств с помощюь легирования контролируется структура и фазовый состав стали. Так для магнитомягких материалов необходимо создавать легированием однородную структуру. Основной легирующий элемент – Si. Магнитотвердые материалы должны иметь высокую коэрцитивную силу, высокую остаточную намагниченность. Такие свойства обеспечиваются неравновесной гетерогенной структурой.