» » Системы, содержащие марганец
26.10.2015

Из систем, содержащих марганец, наибольший интерес для настоящей работы представляют системы железо-хром-марганец и железо-хром-марганец-никель.
В строении железохромомарганцевых и железохромоникелевых сплавов имеются некоторые различия, обусловленные, главным об разом, неодинаковым влиянием на эти системы марганца и никеля. Марганец почти не расширяет область γ-твердых растворов при содержании его свыше 14% (рис. 4).
Системы, содержащие марганец

Сравнение систем железо-хром-марганец и железо-хром-никель выявляет различное аустенитообразующее действие марганца и никеля. Линия AB на изотермическом сечении диаграммы железо-хром-марганец при 1000°C (рис. 5) разделяет области существования фаз α+γ и γ, положение этой длины соответствует почти постоянному содержанию хрома (13—15%). Сравнение с линией AB' системы железо-хром-никель показывает, что по мере увеличения содержания никеля повышается содержание хрома, при котором возможно существование γ-фазы.
Таким образом, действие марганца на область γ-твердых растворов менее эффективно, чем никеля.
Аустенитную сталь в системе железо-хром-марганец можно получить лишь при содержании хрома не более 12—13%, причем увеличение содержания марганца не ведет к получению аустенитной структуры, тогда как в системе железо-хром-никель и при 20—25% хрома соответственным увеличением содержания никеля можно добиться получения чистой аустенитной структуры. Установлена возможность практического применения железохромомарганцевых сталей, легированных медью, вольфрамом и молибденом, как коррозионно-стойких, окалиностойких и жаропрочных материалов. В отличие от трехкомпонентной системы железо-хром-марганец и пятикомпонентной железо хром-марганец никель-азот (в связи с практическим использованием сталей этой системы) четырехкомпонентная система железо-хром-марганец-никель изучена меньше.
Системы, содержащие марганец

Добавка никеля как сильного аустенитообразующего элемента в сплавы железохромомарганцевой системы оказывает большое влияние на расширение γ-области в сторону высоких концентраций хрома. На рис. 6 показано влияние никеля на положение γ-области при переменном содержании хрома и марганца (при содержании азота 0,12—0,15%). При одном и том же содержании хрома никель более интенсивно, чем марганец, расширяет γ-область. При определенном содержании хрома (например, 17%) и никеля (~3%) увеличение количества марганца (свыше 12%) приводит даже к сужению γ-области и сдвигает ее в сторону низких концентраций хрома, т. е. действие марганца в данном случае аналогично ферритообразующим элементам.
Подобная зависимость была подтверждена на сплавах, содержащих до 35% хрома, 25% марганца и 6% никеля. Влияние легирования на положение гомогенных и гетерогенных областей в закаленном и отпущенном состоянии представлено на рис. 7. Из приведенной диаграммы следует, что положение γ-области закаленных сталей в значительной степени зависит от небольших добавок никеля и очень слабо от марганца. Так, в стали, содержащей 18—20% хрома и 4% никеля, повышением содержания марганца выше 20% нельзя получить гомогенную аустенитную структуру. Увеличение концентрации марганца свыше 15% приводит даже к сужению γ-области. Кроме того, чем выше содержание марганца, тем неустойчивее такая структура в отношении выделения σ-фазы при старении. Влияние никеля на образование σ-фазы незначительно. Увеличение содержания никеля ведет к повышению количества хрома, при котором образуется σ-фаза.
Системы, содержащие марганец