Никелевые стали

Среди металлов, добавляемых к железу, особое значение имеют те, которые расширяют область существования аустенита и уменьшают скорость превращения т-железа в а-железо. Такими металлами являются в первую очередь марганец и никель. При снижении точки перехода д-у, для никеля это превращение или, что то же, превращение перлита в углеродистых сталях становится все более вялым. В случае малолегированных сталей это обстоятельство позволяет работать со значительно меньшими скоростями охлаждения, чем при нелегированных углеродистых сталях, благодаря чему легче управлять всем процессом термической обработки в целом (перлитные стали). В более высоколегированных сталях превращения могут быть совершенно приостановлены (аустенитные стали), Между этими двумя видами сталей имеется третий, в котором превращение всегда ведет к образованию мартенситной структуры. Такие стали не нашли себе практического применения вследствие их высокой твердости, хрупкости и плохой обрабатываемости.

Из двух металлов, добавляемых к стали, никеля и марганца, никель является более важным, так как действует гораздо благоприятнее как в химическом, так и в механическом отношениях. Стали с содержанием до 5% № принципиально не отличаются от углеродистых. Однако никель вызывает значительное улучшение механических свойств, которые могут быть еще более повышены при введении других присадок, особенно хрома, а для инструментальной стали до 2% Мо.

О увеличением содержания никеля превращение в системе железо-никель характеризуется сильным гистерезисом. Поэтому в последнее время эту часть диаграммы состояния обычно изображают двумя областями превращения, одной для охлаждения, другой для нагрева. Для углеродистых сталей это относится к перлитному превращению At; на диаграмме состояний сюда присоединяется еще точка выделения Аз К, что приблизительно в пределах 28-35% в присутствии углерода и при более низком содержании никеля) лежит узкая область, где у - превращение происходит только после охлаждения ниже комнатной температуры.

Правда, названное превращение подобно мартенситиому превращению по существу не зависит от скорости охлаждения, однако в никелевых сталях, которые при комнатной температуре еще не достигли линии превращения, оно может быть вызвано холодной деформацией. Это имеет место при таких сплавах, превращение которых, как например в аустенитных хромоникелевых сталях, не может быть вызвано простым охлаждением даже до температуры жидкого воздуха.

В высоколегированных никелевых сталях при превращении у - г всегда возникает мартенситная структура. Рентгенографическое исследование показывает, что переход у-решешп в а-решетку происходит в этом случае аналогично переходу в углеродистой стали.

Точно такое же взаимоотношение между т-фазой и а-фазой мы находим и в метеоритном железе с этим переходом связано значительное упрочнение.