F. Vodopivec, dr. dipl. inž., J. Šinkovec, dr. dipl. inž., T. Lavrič in A. Urbane, dipl. inž.
DK: 669.112 ASM/SLA: N83 ŠŠ
O sestavi karbidov v nekaterih legiranih jeklih
Na osnovi bibliografskih podatkov opisuje članek sestavo karbidov, ki nastanejo med iarjenjem jekel, ki so legirana s kromom, molibdenom, vanadijem, volframom in niobijem posamezno ali v raznih kombinacijah. Opisane so tudi osnovne značilnosti različnih postopkov za ekstrakcijo in identifikacijo karbidov.
V	drugem delu je opisan postopek in rezultati identifikacije karbidov v različnih orodnih jeklih OW 3, BRW in Elomax, v ventilskih jeklih Prokron 5 M, Prokron 8 in Prokron 9 ter v jeklu za kroglične ležaje OCR 4.
1. BIBLIOGRAFSKI PREGLED
1.1. Sestava karbidov v legiranih jeklih
V	tabeli 1 podajamo klasifikacijo karbidov v binarnih zlitinah. Osnovne podatke smo povzeli po Goldschmidtu1, podatke za trdoto po Kiefferju in Beneschowskem2, podatke za topnost pa po različnih avtorjih, katere bomo kasneje navedli.
Tabela 1 — Karakteristike karbidov
Element
Železo Mangan
Krom
Volfram
Molibden
Vanadij Titan
1 — če ni posebej omenjeno predstavlja vrednost mikro-trdoto pod obtežbo 50 g
V kompleksnih zlitinah nastajajo zmesni karbidi. Za nastanek teh karbidov so značilna naslednja splošna pravila:1
a)	Železo ne tvori zmesnih karbidov z elementi, katerih karbidi kristalizirajo kubično s prostorsko mrežo oblike natrijevega klorida npr. VC in TiC.
b)	železo tvori zmesne karbide s karbidi, ki kristalizirajo heksagonalno npr. Mo2C, MoC, W2C in WC. Zmesni karbidi so kubični in imajo precejšnjo topnost za železo. Primer teh karbidov so karbidi Fe3W3C do Fe4W2C in izomorfni železa molibdenov karbid.
c)	železo ne tvori posebnih ternarnih karbidov s prehodnimi elementi (npr. kromom), toda binarni karbidi imajo tolikšno topnost za krom oziroma železo, da jih lahko smatramo za ternarne.
V tabeli 2 smo izbrali karbide, katere so različni avtorji našli v jeklih legiranih z dvema ali več karbidotvorcev.
Večine teh karbidov ne moremo smatrati za prave zmesne karbide. Edina prava zmesna karbida sta karbida Me6C in Fe21W2C6.
Opomba oz. topnost raznih elementov v karbidu
nestabilen, v jeklih samo pod 300° C topi do 18 °/o Cr.
popolna topnost Fe. nista bila najdena v jeklih.
topi do 35 % Fe, topi Mo in W do 14 % V.
topi do 50 % Fe, do 18 % V. ni bil najden v jeklih.
topi do 45 % Cr, do 9 % Fe in do 7 % Mn.
topi zanemarljivo malo Fe in Cr.
čisti Mo karbidi topijo le zelo malo železa.
njegova sestava se lahko menja do V4C3.
2 — obe vrednosti sta povzeti po istem viru2
Karbid Kristalizacija Trdota1
Fe2C	ortorombična	
Fe3C	ortoroimbična	
Mn3C	ortorombičen	
Mn23C6	kubičen	
Mn7C3	heksagonalen	
Cr23C6	kubičen	1650
Cr7C3	heksagonalen	2200
Cr3C2	ortorombičen	2280 (1300)2
W2C	heksagonalen	3000
WC	heksagonalen	2400 (2080)2
MojC	heksagonalen	1950 (1500)2
MoC	heksagonalen	(7—8 po Mohs-u)
VC	kubičen	2950
V2C	heksagonalen	2000
TiC	kubičen	3200
Tabela 2 — Karbidi v ternarnih sistemih
Sistem	Karbid
Fe-Mn-C
Fe-Cr-C	(FeCr)3C
(CrFe)A (CrFe)23C6
Fe-W-C	Me6C oz. Fe4W2C—Fe3W3C
Fe21W2C6* Cr21W2C6x
Fe-Mo-C	Me6C oz. Fe4Mo2C—Fe3Mo3C
(FeMo)aC4*
Fe-V-C
Opomba
Popolna medsebojna topnost karbidov Fe3C in Mn3C
Vsebuje do 18 % Cr, topi manj od 0,5 % Mo Vsebuje do 35 % Fe, topi do 18 % V Vsebuje do 60 % Fe, topi do 14 % V
Topi največ 7 % Cr
Karbida vsebujeta do 20 % W, do 85 % Cr, do 85 % Fe, topita do 4 % Mo
Zelo majhna topnost drugih elementov karbido-tvorcev v binarnih karbidih
OPOMBA: 'karbidi so izomorfni s Cr!3C6.
Bibliografija o karbidih v legiranih jeklih je precej obširna, zato se bomo omejili le na dela objavljena po 1. 1950, v katerih so posamezni avtorji različne karbide neposredno eksperimentalno dokazali. Večina teh del ne obravnava karbidov, nastalih pri kristalizaciji jekla, marveč v glavnem le karbide v kaljenih jeklih in karbide, ki nastajajo v jeklih pri žarjenjih v trajanju od nekaj minut do 5000 ur. Najprej bomo obdelali jekla, v katerih je poleg železa le en karbidotvorec, npr. krom, volfram ali molibden, nato pa jekla z več karbidotvorci.
Kuo3 je obdelal kromova, volframova in molib-denova jekla. Kromova jekla so imela sestavo od 0,22 do 2,05 % ogljika in 0,4 do 24,2 % Cr, wolfra-mova jekla med 0,27 do 1,16 % C ter 0,5 do 9,5 % volframa, molibdenova jekla pa od 0,18 do 1,04 % ogljika in 0,2 do 8,1 % molibdena. Ugotovil je, da se pri žarjenju kaljenega jekla z do 3 % kroma in 0,5 % ogljika do temperature 620° C izloča le cementit, v katerem pa je raztopljeno do 20 %
kroma. S podaljšanjem žarjenja poteka reakcija Fe3C—> Cr7C3. Pri jeklih z 12 % kroma se cementit izloča iz prenasičene raztopine že pri žarenju do temperature 500° C, od te temperature do 675° C se izloča tudi karbid Cr7C3, nad to temperaturo pa le karbid Cr23C6. Kuo navaja, da je od obeh kro-movih karbidov bolj obstojen karbid Cr7C3, ki se ne raztopi v austenitu še pri temperaturi auste-nitizacije 1100° C. Izgleda pa, da tudi njegove ugotovitve ne držijo popolnoma. Ronald in Bodsworth4 sta namreč ugotovila, da v jeklih z 0,2 % ogljika dobimo karbide Fe3C, Cr7C3 in Cr23C6, če je le trajanje žarjenja primerno, stabilen pa je le zadnji karbid (slika 1), Tudi Koch in sodelavci5 navajajo, da v jeklu s 3 % kroma karbidne transformacije po 100 urah žarjenja pri 750° C še niso končane.
V tabeli 3 podajamo ugotovitve Kua na volfra-movih jeklih. Zanimivo je, da so se karbidi, nastali pri izotermni transformaciji pri 700° C, razlikujejo od karbidov nastalih pri izotermnem žarjenju kaljenega jekla pri isti temperaturi.
Tabela 3 — Karbidi v volframovih jeklih po izotermni transfortnaciji ali po žarjenju pri 700° C
Jeklo	% C	% w	Atomsko razmerje WC	10 urna izotermna trasformacija pri 700° C	žarjenje pri 700° 2000 ur
1	0,98	0,49	0,033	Fe3C	Fe3C + WC
2	1,16	1,16	0,065	Fe3C	Fe3C + WC
3	0,65	1,50	0,15	M23C6	Fe3C + WC
4	0,89	2,62	0,19	M^C,	Fe3C + WC
5	0,55	1,96	0,23	muc6, m6c	Fe3C + WC
6	0,59	3,62	0,40	m23c6, m6c	WC + Fe3C
7	0,60	6,12	0,67	m23c6, m6c	WC + Fe3C
8	0,27	5,45	1,32	m6c, m23c6	WC + M6C
9	0,34	8,15	1,57	M6C, MaC6	WC + M6C
10	0,32	9,59	1,96	m6c	m6c + wc
o 6 c
\	\ \	Cr7C3+Cr23C6 \ \
\ °	0	Cr7C3
Fe3C \	Fe3C+Cr7C3	\ °
		
Vpliv
1 O	102
Trajanje žarjenja v urah Slika 1
trajanja žarenja pri 700° C na v kromovih jeklih
10
sestavo karbidov
Zanimivo je, da že majhna vsebnost kroma v jeklu zadrži nastanek karbida WC. Sekvence transformacij pri podaljšanju izotermnega žarjenja so Me3C -> Me7C3 —> Me23C6 v visokokromovih jeklih ter Me3C Me2C -» Me6C pri visokovolframovih jeklih. V jeklih, s podobno vsebnostjo kroma in volframa, je opazil kombinacije obeh razvojnih sakvenc. Iste sekvence transformacij pri izo-
1,0
0 75
o
<o
s:
o 0,5
<N
S
Po analogiji s sistemom železo-volfram-ogljik najdemo v sistemu železo-molibden-ogljik praktično podobne karbide, le volfram je zamenjan z molibdenom. Podobne so tudi razlike med karbidi, ki so nastali pri izotermnem žarenju in karbidi, ki so nastali pri izotermni transformaciji.
Ridall in Quarrell6 sta v glavnem potrdila Kuo-jeve ugotovitve. V jeklih, katere sta uporabila za preizikuse je bilo okoli 0,2 % C in 3,5 % molibdena (skupno čez 100 jekel), se je pri žarenju kaljenega jekla na temperaturi 700° C izločil najprej karbid Mo2C v obliki iglic. Te so se nato sferoidizirale po 200 urah, če je bilo jeklo izdelano v vakumu, pri nevakumskem jeklu pa že pri 20-tih urah.
V začetku je bilo v karbidu Mo2C raztopljenega do 5 % železa, s trajanjem žarenja pa je nadomeščal molibden železo, karbid pa se vedno bolj približeval idealni sestavi. S podaljšanjem žarenja je prehajal karbid Mo2C v karbid Me6C. Hitrost te spremembe je bila v različnih jeklih zelo različna (slika 2). Na hitrost reakcije je vplivalo razmerje C/Mo v jeklu. Pri enakem razmerju pa je bila hitrost reakcije 100 do 1000 manjša v jeklu, izdelanem v vakuumu (slika 3), čeprav ni bilo opaziti nobene razlike v mikrostrukturi. Avtorja menita, da je razlika posledica manj kristalnih kali, ki omogočajo nukleacijo karbidov.
Kuo7 je študiral tudi karbide v krom-vvolframovih jeklih žarjenih do temperature 700° C. V teh jeklih je bilo med 0,27 in 1,3 % ogljika do 0,0 do 12,6 % kroma ter 0 do 15,4 % volframa. Našel ni nobenih karbidov katerih ni opazil že v jeklih, ki so bila legirana le s kromom ali volframom. Najbolj pogosti karbidi so bili Me2C in Me23C6, ki topita precej kroma oz. volframa; Or7C3, v katerem je poleg železa praktično le krom ter karbid Me6C, v katerem sta predvsem železo in volfram.
E
N Ci
o:
0,25
o/	M 16	/ y
	/	M 20
	/	
	/	
	/ O	7 M 24
		/o
10 102 Trajanje žarjenja v urah
10
Slika 2
Kinetika transformacije Mo2C Mo6C pri 500® C v jeklih z različnim razmerjem Mo/C
(jeklo M 16:Mo/C = 2,77, Mo = 3,55 °/o, C = 0,16 %, jeklo M 20:Mo/C = 2,15, Mo = 3,4 °/o, C = 0,20 %, jeklo M 24:Mo/C = 1,8, Mo = 3,4 °/o, C = 9,24 %)
-c
Q
10'
10-
10'
10
		[0,18 C \ 1 \	0,15 C \ \
\o,24		\ \ \ ^	N ^Ou o 0,13C^ \ \700°C
C		\600°C o	\ \
	0	\joo °c ?6C \	
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
Atomsko razmerje
Slika 3
čas do 50 % transformacije pri 700° C v jeklih z različnim razmerjem Mo/C. Cela črta — jeklo izdelano na zraku, prekinjena črta — jeklo izdelano v vakuumu.
termnem žarenju kaljenega jekla, legiranega s kromom in volframom, navajajo tudi Sato in sodelavci8. Tudi Cadek in Freiwiling9 sta dobila podobne rezultate pri žarenju krom-volframovih jekel pri 650° C. Ugotovila sta še, da prisotnost kroma v volframovih jeklih pc»večuje področje stabilnosti karbida Me6C, prisotnost volframa v kromovih jeklih pa področje stabilnosti karbida Me23C6.
Topnost volframa v ikarbidu Me7C3 je v ravnotežnem stanju največ 1,5 %, v metastabilnem stanju pa do 7 %. Tudi topnost kroma in volframa v ce-mentitu je v krom-volframovih jeklih večja kot topnost obeh legiranih elementov v čistih kromovih in volframovih jeklih. V zlitinah železo-krom-ogljik-volfram ni nobenih ternarnih karbidov.
V tabeli 4 navajamo del rezultatov, ki sta jih dobila Cadek in Freiwilig zato, da bi dobili predstavo o trajanju transformacij karbidov v jeklu in o obsegu eksperimentalnega dela, potrebnega za študij teh transformacij.
Čadek, Dupal in Freivvilig10 so študirali karbide tudi v krom-molibdenovih jeklih z 0,33 do 0,60 % ogljika, 1,35 do 13,5 % kroma in 0,56 do 6,3 % molibdena. Jekla so žarili do 5000 ur pri temperaturi 650° C oz. izvršili izotermno premeno austanita pri tej temperaturi. Pri kratkotrajnih žarenjih so dobili v jeklu cementit, če je bilo v jeklu veliko kroma tudi karbid Mo2C. Po žarenju do 100 ur so se poleg cementita izločili v jeklih z malo kroma in molibdena karbidi Me3C, Me2C in Me7C3, v jeklih z veliko kroma in molibdena pa Me23C6 in Me6C. Po 5000-urnem žarenju so opazili v jeklih z malo kroma in molibdena karbida Me2C in Me7C3, v jeklih z veliko molibdena in kroma pa karbida Me6C in Me23C6. Po teh avtorjih povzamemo, zelo zanimivo tabelo 5, v kateri je
prikazano kako se lahko razlikuje sestava karbidov istega tipa v različnih jeklih in po različnem trajanju žarjenja.
Schaw in Quarrellu sta študirala karbide v krom-vanadijevih jeklih. Za poskuse sta uporabila več kot 100 jekel z okoli 0,2 % C, 0 do 12 % kroma in 0 do 1,9 % vanadija, žarjenje predhodno kaljenih jekel je trajalo do 2000 ur pri 700° C. V jeklih z vanadijem se je pojavil karbid V4C3 že takoj v začetku žarenja in se s podaljšanjem slednjega ni spreminjal. Nad 1 % ikroma je nastal še karbid Cr7C3, še više pa karbid Cr23C6. Cim več je bilo v jeklih krama, tem kasneje se je pojavil karbid V4C3. Autorja sta ugotovila, da so razlike v sestavi karbidov lahko zelo velike, podobno kot smo preje pokazali za krom-molibdenova jekla.
V krom-vanadijevih jeklih, legiranih z niobiem se pojavlja niobijev karbid že pri 0,5 % Nb. Mills, Argent in Quarrell12 so ugotovili, da se ta karbid ne raztopi v austenitu tudi po 4-urnem žarenju pri 1300° C. Njegova sestava se lahko menja med NbC in Nb4C3, podobno kot pri vanadijevem karbidu.
Topnost tujih elementov v kromovih karbidih je največja na mejah obstojnosti. Ce nastane pri žarjenju le ena vrsta karbida se odnos med kovinami v njem spreminja med žarenjem polagoma (slika 4). če pa pride do spremembe vrste karbida sorazmerje kovin v območju reakcije hitro spremeni (slika 5).
Kuo je študiral tudi karbide v orodnih jeklih13 v katerih je bilo 0,33 do 0,93 % ogljika, 1 do 19 % volframa, 2,6 do 3,4 % kroma, 0,16 do 2,6 vanadija in 2,9 do 9,9 % molibdena. V jeklih za delo v vročem (v teh jeklih je navadno do 0,4 % ogljika), je našel cementit po enournem žarenju pri 450 in 500° C, ne pa pri istem žarenju pri 550° C. To kaže na možnost ponovne raztopitve izločenega
Tabela 4 — Karbidi v krom-volframovih jeklih žar jenih pri 650° Cx
% C	% Cr	% W	0,1	0,3	1	5	20	1000	500	2000	5000
0,41	0,86	0,66	m3c	m3c	m3c	m3c	m3c, msc	m3c, m6c	m3c, m6c	m3c, m6c	m2c, m6c
0,40	1,62	0,53	Mjc	m3c	m3c	m3c	m3c	m3c	m3c, m6c	Mjc, m6c	m3c, m6c
0,38	1,61	1,17	m3c	m3c	m3c	m3c	MjC	m3c	m3c	Mjc, m23c6	m23c6, m6c
0,43	1,90	2,58	m3c	m3c	m3c	m3c, m,c m6c	m2c, m3c m6c	m6c, m7c3 m3c	m6c, m7c3 msc	m6c, m23c6 m7c3	m„c, m23c6
0,40	1,75	10,3	m,c	m2c, m„c m3c	Msc.m-C m„c,m2c m3c m3c		m6c m23c6	m6c m23c4	M2jc6 m7c3	m6c M2jcs	m6c m23c6
0,41	4,46	1,17	mjc	m;c3	m,c3	m7c3	M7Cj	m7c3	m6c, m7cj	m,c3	M23Cs, m7cj
0,45	4,28	2,64	MjC	MjC	m7c3	m,c3 m6c	m6c, m7c3 M2jcs	m6c, m7c3 m23c6	m23c6 m7c3	m6c, m7c3 m23c6	m23c6, m6c
0,43	4,22	4,87	m3c	m3c	m6c, m3c m6c, m7c,		m6c, m,c3	m6c, M7Cj	m6c, m7c3	m6c, m7cj	m6c, m7c3
0,41	4,33	9,60	m3c	m2c	m2c, m„c	m6c, m,c M23c	m6c, m23c6	msc, m2jct	m»c, m23c6	m6c, m23c6	m6c, m23c6
0,51	12,45	3,02	—	—	—	m23c6, m6c	m23c6, m,c	mac,, m6c	m23c6, m6c	m22c, m6c	m23c6, m6c
0,60	12,53	5,30	—	—	—	m2)c6, m6c	m23c6, m„c	m23c6, m6c	m23c6, m6c	m22c, m„c	m23c6, m6c
0,59	11,53	9,70	—	—	—	m„c6, m6c	m2)c6, m6c	m23c6, m6c	m23c6, m6c	m23c6, m6c	m23c6, m6c
Trdota HV 283 223
204
o
t 0,75
0,50
Š 0,25 o
cc
Fe
Fe+Cr + V _
Fe+CrtV
Fe+Cr+V
co co
o —t-
10 102 103 Trajanje žarjenja v urah
104
v vročem. Pri še višjih temperaturah žarenja in visokih vsebnostih kroma, sta nastala tudi karbida Me23C6 in Cr7C3. Karbid WC je nastajal pri popuščanju nad temperaturo 700° C. Na podlagi teh ugotovitev meni Kuo, da povzroča sekundarno utrjenje brzoreznega jekla najverjetneje izločanje karbidov W2C ali Mo2C, ki sta tudi glavni vzrok za trdoto jekla v rdečem. Krom povečuje trdoto oziroma jo premakne k višji temperaturi zato, ker zavira nastanek teh dveh karbidov oz. ga pomakne proti višjim temperaturam. Verjetno ima
Trdota H V
3
Slika 4
Sprememba v sestavi karbida med žarjenjem pri 700" C brez spremembe vrste karbida
cementita pri prekoračenju temperature 500° C. Karbida W2C in Me6C sta nastajala šele pri 625° C oz. 675° C, karbid Mo2C pa že pri 600° C. V hitro-reznem jeklu sta se karbida pri austenitizaciji le deloma raztopila, zato ju je našel tudi v kaljenem jeklu.
Karbidne reakcije so bile v hitroreznem jeklu podobne kot v jeklu za delo v vročem, le posamezni karbidi so se pojavili pri temperaturah, ki so bile pribl. 30° C višje kot pri jeklih za delo
"O
Qj
S
1,0
075
0,50
0,25
247	205 191 172 183
Cr
Fe+Cr+V
i -Es._
Fe *Cr*V
l/--
Fe+Cr+V
10
10
103
104
Trajanje žarjenja v urah
Slika 5
Sprememba v sestavi karbida med žarenjem pri 7002 °C s spremembo vrste karbida
Tabela 5 — Sestava karbidov v različnih jeklih, legiranih s kromom in molibdenom
% Cr
i Mo Popuščanje oz. transformacija
Karbid Koncentracija elementov v karbidu
	Jeklo		pri 650» C		°/o Cr	% Mo	% Fe
0,42	4,22	1,15	0,1 ure, popuščanje	m3c	26,8	5,2	53
0,47	4,51	0,56	5 ur, izoterm. transfor.	m7c3	44	3,2	37
			5000 ur, izotermn. transfor.	m7c3	51,5	2,6	31
			1 ura popuščanja	m7c3	47,5	2	36,5
0,42	4,22	1,15	1 ura popuščanja	m7c3	39	7,2	38,8
			5 ur popuščanja	m7c3	46,3	10,0	28,6
0,40	1,35	0,48	5000 ur iz. transf.	m23c6	11,2	5,2	68,6
			5000 ur iz. transf.	M^C,	13,2	7,6	64,1
0,42	1,50	0,92	500 ur iz. transf.	M23c6	15,2	10,4	57
0,42	4,22	1,15	10 ur iz. transf.	m^c,	30	11,4	43,4
0,42	1,69	5,7	0,1 ure popuščanja	m2c	10,4	76	3,7
			0,3 ure popuščanja	m2c	7,4	80,5	2,7
0,42	4,28	3,55	0,1 ure popuščanja	m2c	20	38,6	26,5
			0,3 ure popuščanja	m2c	24,1	41,7	19,5
0,42	4,25	5,45	0,1 ure popuščanja	m2c	21	54,3	9,6
			0,3 ure popuščanja	m2c	18	61,8	5,1
0,42	4,57	5,77	0,1 ure popuščanja	m2c	22	59,8	3,1
0,42	4,57	5,77	100 ur popuščanja	m6c	8,5	46,5	30
Tabela 6 — Pogoji elektrolitske izolacije
Raztopina
Gostota toka TrajanJ'e DKarakt-A/cm" izolacije Rentgen.
ure	sevanja
5 % HC1
5 % HC1
0,01—0,03 1—13 0,025
1 % KCNS; 0,05 °/o HC1 0,02 % formaldehida
0,025
36
30
Co Ka
Cr Ka brez filtra
Co Ka Cr Ka brez filtra
citratni elektrolit avtorji ne navajajo Cr Ka 0,025
6,5 % KC1;
0,5 % citronove
kisline
Nevtralni citratni elektrolit
15 % Na citrat 1 % K-tiocianat
5 % HC1
0,04 0,1
0,025
— Co Ka
Co Ka Mo Ka
študirano jeklo	Identificirani karbidi	Referent	
hitrorezno jeklo 18-4-1	MC, M6c, M,c, m7c3, m23c6	Malkievicz, Bojarski in Foryst	(15)
Cr-V jekla	Cr7C3, Cr23C6, V4C3, Fe3C	Shavv in Ouarrell	(14)
Cr-V-Nb jekla	V4C3, NbC, Cr7C3, Fe3C, Cr23Q	Mills, Argent, Ouarrell (12)	
hitrorezno jeklo 18-4-1	M6c, m23c6	White in Honey- combe	(16)
Cr-W-Mo jeklo	m,c, m3c, m6c, m7c3, m23c6	Cadek, Freiwilig in Dupal	(17)
Mo jeklo	Mo2C, Me„C	Ridall in Ouarrell	(18)
Cr jekla	Fe3C, Cr7C3, CrBC6	Ronald in Bodsworth	(5)
V in Mo jekla z dod. Ta in Nb		Seal in Honev-combe	(19)
podoben vpliv tudi kobalt. Navaja, da je 50 % volframa, oz. molibdena izgubljeno z karbidom Me6C, ki je praktično netopen pri austenitizaciji pred kaljenjem na običajnih temperaturah, ki se uporabljajo za kaljenje hitroreznega jekla.
Leckie-Ewing14 je študiral karbide v hitro-reznih jeklih z 0,74 do 1,5 % ogljika, 0 do 8,5 % molibdena, 1,5 do 18 % volframa, 1,0 do 5 % vanadija, 0 do 5 % kobalta in 4 % kroma. Vsa jekla je kalil s temperature 1200 do 1270° C ter popuščal pri 540—590° C. Jekla so pri tem dobila trdoto pribl. 65 Rc. Različna karbidna zrna je med seboj ločil s selektivnim jedkanjem i;n merjenjem -mikro-trdote. V vseh preiskanih hitroreznih jeklih je našel .karbide, tipov MeC in Me6C, pri čemer tvori karbid vrste MeC predvsem vanadij.
Malkievicz in sodelavci15 so našli v mehko žarjenem hitroreznem jeklu tipa 18-4-1 karbida Me6C in Me23C6, v kaljenem jeklu pa samo karbid Me6C. V jeklu tipa 9-4-2 so v kaljenem stanju našli karbida Me6C in MeC v žarjenem pa karbide Me6C, M7C3 in MeC. Pri segrevanju sta se do temperature 1100° C raztopila popolnoma karbida Me23C6 An Me7C3, močnejši prehod vanadija in volframa iz karbidov v austenit, pa se je začel šele nad 1200° C.
White in Honeycombe16 sta našla v mehko žarjenem hitroreznem jeklu tipa 18-4-1 predvsem karbid Me6C in malo karbida Me23C6, v kaljenem jeklu pa le karbid Me6C. Po žarenju kaljenega
jekla do temperature 600° C sta v zaostalem auste-nitu opazila le karbid Me6C, karbid Me23C6 se je pojavil šele pri žarenju na 700° C. V martenzitu pa se je izločil karbid Me^Cs pri žarenju že pri mnogo nižji temperaturi, celo pri 300° C. Autorja menita, da je sekundarni utrjevalni efekt v hitroreznem jeklu predvsem posledica izločanja karbida Me23C6 v martenzitnih iglah.
Malkievicz17 navaja, da se v jeklu tipa 18-4-1 že pri 300—400° C izloča v kaljenem jeklu karbid Fe3C, verjetno cementit in to predvsem v martenzitnih iglah. Dopušča pa tudi možnost tvorbe karbida Me6C poleg tistega, ki je v jeklu zato, ker se ni raztopil pri austenitizaciji pred kaljenjem. Cementit se znova raztopi pri temperaturi 500° C. Pri temperaturi 550° C se začne nukleacija novih karbidov, katere pa je bilo mogoče identificirati s pomočjo analize po Debye-Scherrerju šele po žarjenju pri višji temperaturi 600° C. Ti karbidi so Me7C3, Me2C in Me23C6. Zanimivo je, da karbid Me2C znova izgine pri žarjenju nad 750° C. Podobno je pri hitroreznem jeklu tipa 9-4-2, razlika je v tem, da je pri nizkih temperaturah našel še karbid MeC.
Heisig in Wulf18 sta izbrala izvirno metodo za analizo karbidov v hitroreznem jeklu z 0,86 % C, 4,5 % kroma, 5,3 % molibdena, 2,0 % vanadija in 6,7 °/o volframa. Uporabila sta emisijski elektronski mikroskop. Ugotovila sta, da je v litem stanju v jeklu samo karbid Me6C, v mehkožarjenem sta-
nju (100 ur pri 820° C) karbidi Me6C, MeC (-verjetno WC) in MeaC6. MeC je nastal v notranjosti zrn karbida Me6C, karbid Me^Cj, pa v austenitnih zrnih. Po kovanju in ohlajanju v peči so opazili v jeklu karbide Me6C in WC. Po mehkem žarenju kovanega jekla so bili v jeklu isti karbidi kot po mehkem žarenju litega jekla. Po kaljenju s temperature 1200° C in v pregretem jeklu sta opazila v jeklu karbida Me6C in MeC. Po popuščanju pri 560° C so se v jeklu pojavili drobni karbidi, katerih pa nista mogla sigurno identificirati.
1.2. Metodologija določanja sestave karbidov
v jeklih
Poznani so naslednji načini za identifikacijo sestave karbidov v jeklih.
a)	Metalografska identifikacija s selektivnim jedkanjem in merjenjem trdote,
b)	Analiza sestave karbidnih zrn s pomočjo elektronske mikrosonde ali primerjalna določitev sestave s pomočjo emisijskega elektronskega mikroskopa.
c)	Identifikacija z uklonom rentgenskih ali elektronskih žarkov.
Ad. a) Ta metoda je najbolj preprosta, vendar se malo uporablja zato, ker ni primernih jedkal-nih sredstev za selektivno ločenje karbidov v legiranih jeklih. Leckie-Ewing je uporabil dve jedkali: jedkalo A: 1 % vodna raztopina Cr03, jedkanje elektrolitsko pri napetosti 2 V, jedkalo B: 4 % vodna raztopina NaOH nasičena s KMn04.
Z njima je ločil karbide tipa MeC od karbidov tipa Me6C.
Pri jedkanju s prvim jedkalom so se temno obarvali karbidi tipa MeC, po jedkanju z drugim jedkalom pa so se rjavo obarvali karbidi tipa Me6C. Obe sredstvi smo preizkusili tudi mi in ugotovili, da sta uspešni, vendar je treba zelo paziti na to, da se ujame pravilno trajanje jedkanja. Isti avtor navaja, da je mikrotrdota karbidov MeC 2700—3000 HV (obtežba 25 g), karbidov tipa Me6C pa 1500-1800 HV. V diskusiji k njegovemu članku pa navaja Tarasov, da bi bile te trdote lahko tudi za več kot 200 HV višje.
Lorie, Goldhof in Beattie19 navajajo, da so po 50.000 urnem žarenju jekla z 12 % kroma nastali v jeklu karbidi Cr7C3 s trdoto 1300—1800 HV (obtežba 25 g) in karbid Me23C6 s trdoto 1000 HV. Sicer pa nismo zasledili drugih podatkov o trdoti karbidov v virih, ki obravnavajo probleme jekel. Več je teh podatkov v strokovni literaturi iz področja trdnin in sintranih materialov2 na podlagi katere smo tudi navedli trdote v tabeli 1.
Potenciostatsko jedkanje pri pravilnih pogojih omogoča ločenje posameznih karbidov. Tako sta na primer Megušar in Šinkovec22 dobila s po-tenciostatskim jedkanje karbida MeC in Me6C v molibdenovem hitroreznem jeklu tipa 6-5-2.
Ad. b) Elektronska mikrosonda je najprimernejša priprava za določanje sestave karbidov, saj
omogoča analizo posameznih karbidnih zrn neposredno v jeklu, če je le premer karbidnih zrn večji od pribl. 1 mikrona.
Emisijski elektronski mikroskop lahko uporabimo za kvantitativno analizo karbidov po indi-rektni primerjalni metodi. Ta metoda je dokaj nova in malo uporabljena. Zasledili smo le članek Heisiga in Wulfa14, ki sta po tej metodi v hitroreznem jeklu našla karbide tipov MeC, Me6C in Me23C6.
Ad. c) Uklonsko analizo lahko izvršimo s pomočjo elektronskega mikroskopa ali strukturnega rentgena. V prvem primeru lahko izvršimo di-frakcijo le na zelo drobnih karbidnih zrnih, katerih debelina ne presega 0,1 p-, zato je posebej primerna za študij začetnih štadijev izločanja.
Mogoče je napraviti uklon po Debye-Scher-rerju ali pa mikrodi frakcij o po Laueju, s katero lahko identificiramo posamezna karbidna zrna. Karbidna zrna je potrebno pred tem ekstrahirati iz jekla. Zato se največ uporablja ogljena ekstrak-cijska replika. Elektronsko difrakcijo so uporabili številni avtorji, predvsem pri morfoloških in fenomenoloških študijah izločanja karbidov v austenitnih nerjavnih jeklih tipa 18/8.
Najbolj pogosto se vrši uklonska identifikacija karbidov po Debye-Scherrerju s pomočjo strukturnega rentgena. Nekateri avtorji sicer smatrajo, da rentgenski žarki ne zaznajo zelo drobnih karbidov, katere pokažejo le elektronski žarki, vendar se strinjajo v tem, da je pri študiju karbidov v jeklih ta metoda najbolj primerna. Vzorce za analizo na strukturnem rentgenu lahko pripravimo na dva različna načina. Ali s tem, da izdelamo drobno paličko jekla ali pa izolat karbidov. Zadnji način je daleč bolj uporaben. Izolacijo karbidov se lahko izvrši po kemijski ali elektro-kemijskih metodah, le-te se največ uporabljajo. V tabeli 6. so navedene karakteristike različnih elektrokemijskih načinov anodne izolacije po podatkih katere smo našli v novejšem strokovnem tisku. Mogoče se zelo drobna zrna pri izolaciji raztopijo. Zato po tej metodi ni mogoče opredeliti začetnih štadijev izločanja karbidov. Druga pomanjkljivost elektrolitske izolacije je možnost točkastega raztapljanja jekla in v zvezi s tem mehaničnega odnašanja kovine med izolat, kar moti kasnejšo mikroanalizo. Po mnenju nekaterih avtorjev tako kovino lahko odstranimo s kuhanjem v raztopini HC1 + H2O2.
Izolat se nato analizira po Debye-Scherrer metodi. Najprimernejša je (rentgenska cev z anti-katodo iz kobalta. Na podlagi dobljenega uklon-skega diagrama lahko določimo tip karbida s primerjavo med uklonskim diagramom in primerjalnimi karticami (etaloni) po ASTM. Pri tem pa lahko nastopajo težave, kajti mrežna konstanta iste vrste karbida je odvisna od vsebnosti raznih kovin karbidotvorcev v njej. Poglejmo nekaj primerov zato. Omenili smo že, da se sestava vanadijevega karbida lahko zvezno spreminja od
I 7O;60[
<b >Nj Qj
e
Qj
_C D
!2 C
L.
Količina Cr v % Slika 6
Vpliv množine kroma v Jeklu na mrežno konstanto karbida Cr,,C4
VC do V4C3. Pri tem se mrežna (konstanta spreminja med 4,18 in 4,13 KX12. Na sliki 6 -vidimo, kako se spreminja mrežni parameter karbida (CrFe)23C6 z naraščanjem vsebnosti kroma.
Posebno močno je odvisen mrežni parameter karbidov od vsebnosti volframa. Npr. pri raztapljanju drugih elementov v karbidu W2C (zmanjšanje vsebnosti volframa) se njegovi parametri spreminjajo in sicer:
a = 2,98 do 2,91 KX ter c = 4,71 do 4,59 KX. Ta odstopanja pa so premalo poznana, da bi jih lahko uporabili za kvantitativno analizo karbidov. Razumljivo je torej, da se Debye Scherrer diagrami karbidnih izolatov ne ujemajo 'točno s podatki iz ASTM kartic. Slednje so namreč napravljene za čiste sintetske karbide. Pomagamo si s tem, da v izvrednotenih diagramih ne iščemo samo vrednosti za posamezne mrežne parametre, ampak predvsem ustrezne kombinacije parametrov in pri tem toleriramo manjša odstopanja za vrednosti.
Izolate je navadno potrebno tudi kemično analizirati. Uporabljajo se običajno mikro ali semimikro-metode. Izkoristek teh analiz le redko
doseže 90 %, običajno pa je med 80 in 85 °/o. Vsebnost ogljika v izolatu je lahko samo orientacijski podatek, kajti v izolatu se nabira tudi ogljik, ki je bil v trdni raztopini in ogljik, ki je nastal zaradi razkroja drobnih manj stabilnih karbidov med izolacijo.
2. PRAKTIČNO DELO
2.1. Sestava jekel
Identifikacijo karbidov smo izvršili na štirih različnih orodnih jeklih in treh jeklih za ventile. Sestava teh jekel je prikazana v tabeli 7. V tabeli 8 pa so podani pogoji termične obdelave posameznih jekel.
2.2 Identifikacija karbidov — metodologija dela
Karbide smo identificirali po najbolj razširjenem postopku: elektrolitska anodna izolacija jekla ter mikroanaliza in Debye-Scherrer analiza izolata. Paralelno smo napravili še mikroskopsko ločenje karbidov in izmerili njihovo trdoto.
2.2.1. Elektrolitska izolacija, mikroanaliza in analiza po Debye-Scherrerju
Za elektrolitsko izolacijo smo uporabili elektrolit, sestavljen iz raztopine 3 % kalijevega bromida in 1 % askorbinske kisline v destilirani vodi. Gostota toka je bila 0,005 A/om2, trajanje izolacije pa pribl. 18 ur. Izolat je bil nato opran iai posušen v vakuumu.
Mikrokemično analizo izolata smo izvršili po metodah, ki se uporabljajo na Metalurškem inštitutu. Izkoristek teh analiz je med 83 in 85 %, kar je zadovoljivo. Kot semikvantitativno je potrebno smatrati analitske rezultate, kjer je vsebnost posameznih elementov pod 0,1 %, napaka pri teh določitvah namreč dosega lahko tudi 50 ali več odstotkov.
Tabela 7 — Kemična sestava jekel (po podatkih železarn Ravne in Jesenice)
Vrsta jekla	Talina	C	Si	Mn	P	S	Cr	V	W	Ti
C.4146 (OCR 4)	10755	1,02	0,39	0,26	0,015	0,018	1,57	n.d.	n.d.	n.d.
C.4841 (OW 3)	10733	1,14	0,20	0,23	n.d.	0,018	0,58	0,20	1,45	n.d.
Č.6880 (BRW)	15403	0,77	0,40	0,37	n.d.	0,018	3,93	1,06	17,5	n.d.
Č.4882 (Elomax)	62726	1,32	0,43	0,44	n.d.	0,02	11,8	3,50	3,85	0,03
								Ni	Mo	Cu
Prokron 5 M	E 955	0,50	0,70	1,05	0,026	0,016	16,33	0,38	2,02	0,13
	E 956	0,46	0,62	0,80	0,029	0,018	15,15	0,15	1,87	0,08
Prokron 8	E 808	0,35	2,60	0,30	0,016	0,019	8,00	n.d.	0,16	0,16
	E 958	0,36	2,85	0,26	0,013	0,011	8,00	n.d.	0,16	0,14
Prokron 9	T 5194	0,75	2,07	0,50	0,035	0,015	20,49	1,50	n.d.	0,14
	T 5651	0,76	2,46	0,50	0,028	0,018	20,60	1,22	n.d.	0,19
Tabela 8 — Toplotna obdelava orodnih jekel*
Vrsta jekla
Č.4146 (OCr 4) C.4841 (OW 3) Č.6880 (BRW) Č.4882 (Elomax)
Talina
10755 10733 15403 62726
Mehko žarenje
Kal j en je
Popuščanje
Temp. (°C) Trajanje (h) Temp. (°C)
770
720 810 820
5
3
4 4
Temp. (°C)	Sredstvo	Temp. (°C)
835	Olje	200
830	Olje	200
1275	olje	550
1200	olje	530
Trajanje (h)
2 2 2 1
* Ventilska jekla so bila mehko žarjena oziroma poboljšana v Železarni Jesenice.
Debye-Scherrer uklonski diagrami so bili za vse tri vzorce istega jekla (mehko žarjeno, kaljeno in kaljeno in popuščeno jeklo) praktično identični, zato smo mikroketmijsko analizo napravili samo na enem izolatu vsakega jekla, običajno na izolatu kaljenega in popuščenega jekla. Strukturno analizo izolatov smo izvršili z Debye-Scherrer kamero s premerom 57,4 mm in rentgenskim sevanjem Fe K alfa. Uklonski diagrami niso bili popolnoma zadovoljivi, zato ker so imeli razmeroma močno ozadje. To ozadje se je dalo le deloma zmanjšati z uporabo filtra, očividno bi za boljše rezultate te analize morali uporabiti rentgensko cev s kobal-tovo antikatodo.
2.2.2. Mikroskopski pregled in merjenje mikro-trdote karbidnih zrn
Obruse za mikroskopski pregled smo napravili na običajen način. Najprej smo jih jedkali z jed-kalom, sestavljenim iz 100 cc solne kisline, 4 g bakrovega sulfata, 50 cc vode in 100 cc etilnega alkohola, nato pa še z jedkalom, katerega sestava je opisana v sestavku 1.2. — Ad. a). Prvo jedkalo je zelo lepo odkrilo splošno razdelitev karbidnih zrn. Drugi dve sta omogočili ločenje karbidov MeC od karbidov Me6C.
Miikrotrdoto smo določili s pomočjo priprave Zeiss (Jena) pod obtežbo 10 g. Večje obtežbe nismo uporabili zato, ker bi sicer lahko napravili uporabne odtise samo na redkih zelo velikih karbidnih zrnih. Usmerjanje priprave je pokazalo pri jeklu s trdoto 785 ± 20 HV trdoto 845 HV z zelo majhnim stresanjem. Odstopanje je torej bilo za pribl. 7,5 % navzgor, pri mnogo večjih trdotah karbidov je bilo to odstopanje mnogo večje, vendar ga nismo mogli določiti, ker za to ni primernega etalona. Rezultati merjenja trdote pa so zanesljivi, saj je bilo trošenje pri isti vrsti karbidnih zrn razmeroma majhno.
3. REZULTATI
3.1. Elektrolitska izolacija in mikroanaliza
a) Orodna jekla
V tabeli 9 navajamo rezultate elektrolitske izolacije karbidov za vsa jekla. Težave pri anodni izolaciji simo imeli le z jeklom Elomax. Pri tem jeklu je na površini dveh vzorcev, kaljenem in
kaljenem in popuščenem, nastal med anodnim raztapljanjem dokaj zvezen sloj luskin kovine. To je vzrok, da je pri teh dveh vzorcih masa izolata (izkoristek izolacije) zelo visoka, ter zato nerealna. V tabeli 10, je podana kemična sestava izbranih izolatov.
Pri jeklih OCr 4 in OW 3 je masa karbidov, izolirana iz mehko žarjenega jekla znatno večja, kot v ostalih dveh primerih. Med kaljenim in (kaljenim in popuščenim jeklom je le majhna razlika v prid zadnjemu. Prvo kaže, da se pri austenitizaciji pred kaljenjem pri obeh jeklih raztopi znatna količina karbidov, drugo pa da se zaradi popuščanja pri 200° C ni izločilo mnogo karbidov. Upoštevati pa moramo možnost, da se pri popuščanju na 200° C nastali v jeklu zelo drobni karbidi, ki so se nato pri izolaoiji razkrojili.
Na slikah 7 in 8 sta za primer prikazana uklon-ska Debye-Scherrer diagrama za dva karbidna izolata, izolirana iz jekel OCR 4 in OW 3 v kaljenem stanju.
Po podatkih Debye-Scherrer diagramov je v jeklu OCR 4 predvsem cementit, karbid CrBC6 pa le v sledovih. Verjetno je, da oba karbida vsebu-
Slika 7
Debye-Scherrer diagram za jeklo OCR 4 v kaljenem in popuščenem stanju
Slika 8
Debye-Scherrer diagram za jeklo OW3 v kaljenem in popuščenem stanju
Tabela 9 — Rezultati elektrolitske izolacije karbidov			v orodnih jeklih		
	C.4146	C.4841		C.6880	C.4882
Kvaliteta	OCr-4	OW-3		BRW	Elomax
Talina	10755	10737		15403	t2726
Stanje jekla	mehko	mehko		mehko	mehko
	žar j eno	žar j eno		žar j eno	žar j eno
Raztopljeno mg	4359,0	4727,6		5131,2	3946,0
Izolat mg	676,07	869,87		1497,6	726,66
Izolat %	15,5	18,4		29,2	18,4
Videz vzorca	gladek in	gladek in		gladek in	luknjičava
po elektrolizi	enakomerno	enakomerno		enakomerno	površina
	razstopljen	razstopljen		razstopljen	
Stanje jekla	kaljeno	kaljeno		kaljeno	kaljeno
Raztopljeno mg	3574,6	425,37		4168,4	8,6299*
Izolat mg	362,58	3661,0		1080	5,734*
Izolat %	10,13	11,63		25,9	67*
Videz vzorca	gladek in	gladek in		neenakomerno	neenakomerno
po elektrolizi	enakomerno	enakomerno		razstopljen	razstopljen
	razstopljen	razstopljen		in brazdast	luskinast
				v podolž.	
				smeri	
Stanje jekla	kaljeno in	kaljeno in		kaljeno in	kaljeno in
	popuščeno	popuščeno		popuščeno	popuščeno
Raztopljeno mg	3597,6	3693,2		4136,7	3420* 3634*
Izolat mg	408,07	465,13		1126,9	1018* 1102*
Izolat %	11,35	12,6		29,6	29,7* 30*
Videz vzorca	gladek in	gladek in		gladek in	neenakomerno
po elektrolizi	enakomerno	enakomerno		enakomerno	razstopljen,
	razstopljen	razstopljen		razstopljen	luskinast
* nezanesljive vrednosti, kajti v anodnem ostanku (izolat u) je bilo mnogo				kovinskih lusk.	
Tabela 10 —	Kemična sestava izolatov orodnih jekel		v %		
Vrsta jekla	Talina C	Fe	Mn	Cr V	W Mo
Č.4146 (OCr 4)1	10755 8,1	67,8	0,45	6,4 0,15	0,26
Č.4841 (OW3)>	10737 7,7	68,8	0,30	2,2 0,34	5,4 0,16
Č.6880 (BRW)'	15403 2,7	13,3	0,1	10,6 1,1	54,7 0,66
Č.4882 (Elomax)'	62726 2,6	65,6	0,34	12,4 2,0	5,8 0,06
Č.4882 (Elomax)2	62726 7,5	27,3	0,65	34,7 7,1	16,9 0,13
1	— kaljeno in popuščeno
2	— mehko žar j eno
jeta precej" kroma oz. železa. Tudi dejstvo, da je v izolatu največ železa kaže na to, da sestavlja karbidno maso predvsem cementit. Tudi v jeklu OW 3 sestavlja cementit pretežno količino karbid-ne mase. V sledovih je v njem še volframov karbid W2C, verjetno pa tudi karbid Me23C6.
Seveda je zelo verjetno, da vsi ti karbidi niso čisti, ampak da so v njih raztopljeni ostali legirni elementi. Poleg karbidnih uklonskih črt so v diagramih še linije, ki kažejo na prisotnost mangan-sulfida ter drugih nekovinskih vključkov v jeklu.
Po podatkih uklonskega diagrama je v jeklu BRW le karbid Me6C, ki je najbolj tipičen predstavnik karbidov v visokolegiranih volframovih in molibdenovih hitroreznih jeklih. Ce je to res bi glede na sestavo izolata lahko smatrali, da je njegova formula pribl. (Fe2Cr].6W2.4)C. Iz strokovne literature je znano, da predstavlja delež karbidov v hitroreznih jeklih 20—30 % celotne mase. Pri preiskanih jeklih je ta delež na zgornji meji.
Nekoliko manj so jasni rezultati, katere smo dobili na jeklu Elomax. Omenili smo že, da je izredno velika masa izolata v primeru kaljenega in kaljeno popuščenega jekla posledica prisotnosti luskin kovine v izolatu. Uklonski spektri izola-tov iz tega jekla imajo najmočneje ozadje in kažejo, da je v tem jeklu karbid Cr23C6 in kompleksni karbid (CrFeWMo)23C6 - Fe23(VMo)2C6. Uklonski diagram kaže na verjetno prisotnost kromovega nitrida.
Iz uklonskih diagramov smo ugotovili v obeh visokolegiranih jeklih gotovo le en karbid. Po podatkih iz strokovne literature, katere smo rezu-mirali v začetku, je verjetno, da so v obeh kaljenih in kaljenih in popuščenih jeklih še drugi karbidi. Na prisotnost teh karbidov sklepamo tudi iz rezultatov mikroskopske analize in merjenja trdote, ki so opisani v naslednjem odstavku. Več vzrokov, ki nam lahko pojasnijo zakaj teh karbidov nisimo našli pri Debye-Scherrer analizi. Lahko so se razkrojili med izolacijo in pa jih je v jeklu premalo, da bi jih videli rentgenski žarki. Mogoče se njihov uklonski spektor prekriva s spektrom drugih karbidov zato, ker je uporabljeni strukturni rentgen premalo natančen. Verjetneje je pravi vzrok v kombinaciji več možnosti napake.
b) Ventilska jekla
V tabeli 11 so podani rezultati anodne izolacije vseh šestih jekel. V oklepaju so navedeni rezultati ponovljenih preizkusov. Slednji potrjujejo ugotovitve prve serije preizkusov, kljub temu, da so med obema razlike v relativnem smislu precejšnje. Masa izolata je pri jeklih Prokron 8 in Prokron 9 približno enako velika v mehko žarje-nem in v poboljšanem stanju. Večjo množino
izolata pri talini T 5194 tolmačimo s tem, da je zaradi neenakomernega raztapljanja prišlo med izolat tudi nekaj kovine, podobno kot pri jeklu Elomax. Pri jeklu prokron 5 M je imasa izolata, dobljenega iz poboljšanega jekla znatno večja kot masa izolata dobljenega iz mebko-žarjenega jekla, pri čemer je v slednjem količina izolata anor-malno majhna. Ce predpostavimo, da je vsa kar-bidna masa v jeklih Prokron 5 M in Prokron 9 sestavljena iz karbida Me23C6, v jeklu Prokron 8 pa iz karbida Me7C3 in da je ves ogljik vezan v karbid, je količina karbida v jeklu Prokron 5 M cca 8,7 % v jeklu Prokron 8 okoli 4 %, v jeklu Prokron 9 pa pribl. 13,6 %. Količina izolata predstavlja v primeru imehkožarjenega jekla pri jeklu Prokron 5 M manj kot 1/3, v jeklu Prokron 9 pa pribl. 1/2 teoretsko možne množine karbidne faze. V poboljšanem jeklu je pri eni talini jekla Prokron 5 M v izolatu 2/3, v drugi pa praktično vsa mogoča karbidna faza.
Ta vrednost je mogoče malo večja zato, ker je med izolatom tudi nekaj kovinsfkih drobcev, ki so prišli vanj zaradi neenakomernega raztapljanja. V jeklu Prokron 8 je v mehko žarjenem in v poboljšanem stanju v izolatu praktično vsa teoretsko mogoča količina karbidov.
Kemična sestava izolatov je prikazana v tabeli 12. Na izolatih ekstrahiranih iz poboljšanega jekla smo določili vsebnosti ogljika, železa, mangana, kroma ter ev. molibdena in silicija, na izolatih dobljenih iz mehko žarjenega jekla 'le krom in železo. Vsota vsebnosti železa in kroma v izolatu je pri večini vzorcev med 75 in 85 %. V vseh primerih pa je v mehko žarjenem jeklu v karbidu več kroma kot v poboljšanem jeklu in seveda vzporedno s tem manj železa, kar je v redu. Drugih elementov je v izolatu malo. Mangan je
Tabela 11 — Rezultati elektrolitske izolacije karbidov iz ventilskih jekel
Jeklo
Prokron 5 M
Prokron 8
Prokron 9
Talina Stanje jekla Raztopljeno Izolat (mg) Izolat °/o Videz vzorca po elektrolizi Stanje jekla Raztopljeno (mg)
Izolat (mg)
Izolat %
Videz vzorca po elektrolizi
E 955
E 956
1834 (959) 1666	(962)
34,8 (26,1) 28,0	(27,3)
1,9 (2,7)	1,74	(2,8)
drobno luknjičav
2233 189,3 8,5
2545 150,7 5,9
E 808	E 958
mehko žarjeno 1905	1887
73,8	76,4
4,1	4,05
enako-	drobno
meren	luknj.
poboljšano
1905 (1657) 96,2 (68,9)
S'L	(4,2)
1889 60,1
T 5194 T 5651
1869	1651
123,3	110,5
6,6	6,7
drobno luknjičav in večje iz jede
1952
redke večje izjede
drobno luknjičav
227,4 11,6
redke večje izjede
1605 (578,8) (194,3) (40,7) 5,8 (7,0)
Tabela 12 — Sestava karbidnega izolata ventil skih jekel
Jeklo	Talina	Stanje			Element v	%		
			C	Fe	Mn	Cr	Mo	Si
Prokron 5	E 955	p ob oi j.	4,0	33,1	1,0	41,2	6,0	0,52
		m. žar j.	n.d.	25,5	n.d.	59,4	n.d.	n.d.
	E 956	pob olj.	4,2	30,4	1,2	45,3	6,6	0,69
		m. žar j.	n.d.	26,1	n.d.	57,0	n.d.	n.d.
Prokron 8	E 808	pobolj.	5,1	33,4	0,5	44,3	0,57	n.d.
		m. žar j.	n.d.	24,5	n.d.	60,1	n.d.	n.d.
	E 958	pobolj.	4,4	25,4	0,6	47,5	0,70	n.d.
		m. žar j.	6,6	18,1	n.d.	58,8	njd.	n.d.
Prokron 9	T 5194	pobolj.	5,7	23,7	0,3	55,7	n.d.	1,38
		m. žar j.	n.d.	23,0	n.d.	61,2	md.	n.d.
	T 5657	pobolj.	5,8	21,8	0,5	54,2	n.d.	0,38
		m. žarj.	n.d.	19,2	n.d.	62,1	n.d.	n.d.
Opomba: n. d. — ni bil določen
po vsej verjetnosti vezan z žveplom in je prišel v izolat kot sulfid. Silicija pa je v jeklu preveč, da bi bil lahko samo v obliki oksida Si02, produkta dezoksidacije jekla. To bi kazalo, da je mogoče nekaj silicija v karbidu. V izolatu je precej ogljika, enostaven račun pa pokaže, da je nekaj razkroj enega ogljika verjetno le v izolatu jekla Prokron 9.
Rezultati strukturne analize kažejo, da je v jeklih Prokron 5 M in Prokron 9 karbidna imasa sestavljena v glavnem iz karbida tipa Me23C6. V vseh difrakcijskih diagramih smo opazili najmočnejšo črto za kompleksen karbid tega tipa pri 1,084 A. Slednji vsebuje <v primeru jekla Prokron 5 M železo, krom in molibden, torej (CrFeMo^C,;, v primeru jekla Prokron 9 pa le železo in krom, to je (FeCr)23C6. Sestava karbida pa se razlikuje v odvisnosti od tega ali je bilo jeklo mehko žar-jeno ali pa kaljeno. Poleg sestavljenega karbida je v jeklu tudi nekoliko čistega karbida Cr23C6, kajti v vseh Debye-Scherrer diagramih smo opazili samo zanj značilno šibko črto pri 1,77 A. Ostale črte se pri obeh karbidih prekrivajo tako, da ni mogoče oceniti količinskega razmerja med njima.
Debye-Scherrer analiza je v jeklu Prokron 8 pokazala le karbid Cr7C3 ali točneje Me7C3, kajti v karbidu je tudi precej železa, v našem primeru do 40 %. Izgleda, da karbida Me23C6 ni v tem jeklu. Zanimivo je, da >v nobenem izolatu nismo našli cementita, saj ni difrakcijski diagram registriral niti najmočnejše difrakcijske črte pri 2,01 A, ki se jasno razlikuje od sosednjih linij ostalih treh karbidov.
3.2. Mikroskopski pregled
a) Orodna jekla
Na slikah 9 in 10 je prikazan videz jekla OCR 4 v mehko žarjenem in kaljenem stanju. V mehko
žarjenem stanju so v jeklu številna drobna karbidna zrna enakomerno razdeljena v feritni osnovi. V kaljenem jeklu so manj številna karbidna
Slika 9
x 500, jedkano z raztopino CuS04. OCR 4, mehko žarjeno
Slika 10
x 500, jedkano z raztopino CuSO,. OCR 4, kaljeno in po-puščeno
2. Ad. a), nismo opazili takega potamnjenja karbidnih zrn, da bi jih lahko z zadostno sigurnostjo ocenili, kot karbide tipa MeC (WC). Če pa smo isti obrusek jedkali z jedkalom B se je temno obarvala velika večina karbidnih zrn. V njih smo
Slika 13
x 100, jedkano z raztopino CuSO,. BRW, mehko žarjeno
zrna enakomerno razdeljena v martenzitni osnovi. Jeklo OW 3 ima v mehko žarjenem stanju strukturo sestavljeno iz nepopolno globuliranih karbidnih zrn, ob mejah kristalnih zrn pa mrežo sekundarnega camentita, katere mehko žarjenje ni razkrojilo. V kaljenem stanju ima podobno strukturo kot jeklo OCR. Pri teh dveh jeklih so karbidna zrna premajhna, da bi lahko izmerili njihovo trdoto.
Na slikah 11 in 12 vidimo strukturo jekla BRW. V mehko žarjenem stanju je njegova struktura sestavljena iz redkejših, grobih, mnogokrat ostro-
Slika 11
x 500, jedkano z raztopino CuSO.,. BRW, mehko žarjeno
plSif«
Slika 12
x 500, jedkano z raztopino CuSO,. BRW, kaljeno In po-puščeno
robih karbidnih zrn, iz manjših okroglastih karbidnih zrn ter le deloma globuliranega perlita. V kaljenem jeklu so opazna le večja zaoblena kristalna zrna, razdeljena v osnovi martenzita in malo zaostalega austenita. Podobna je struktura popuščenega jekla z razliko, da v osnovi ni več zaostalega austenita. Na slikah 13 in 14 je prikazan videz strukture jekla jedkanega, enkrat tako, da so karbidna zrna bela, enkrat pa tako, da so karbidna zrna temna. V drugem primeru je razporeditev karbidnih zrn mnogo bolj jasna. Ko smo jeklo BRW jedkali z jedkalom A (glej odstavek
Slika 14
X 100, jednako s 4 % NaOH v vodi, nasičeni s KMnO, (jedkalo B), BRW, mehko žarjeno
pogostoma opazili svetle odtoke (slika 15 in 16) očitno karbide druge sestave, ki so začeli nastajati v prvotnem karbidu. Le redka so bila ne-obarvana karbidna zrna. Primer takih zrn je označen s puščico na sliki 17. Ta zrna so verjetno karbidi tipa WC, ikaterih nukleacijo v karbidu Me6C sta opazila že Heisig in Wulf19. Z merjenjem mikrotrdote simo dognali v žarjenem jeklu BRW 2 vrsti karbidnih zrn z bistveno različno trdoto, v kaljenem in v kaljenem in popuščenem stanju pa praktično le eno vrsto karbida, to je karbid Me6C s trdoto okoli 2300 HV, katerega je pokazala tudi analiza po Debye-Scherrerju. Drugega karbida v mehko žarjenem jeklu na podlagi trdote, ki je 1500 H V, ne bi mogli popolnoma zanesljivo identificirati. Ima praktično isto trdoto kot ikarbid CraC6, katerega smo našli v jeklu z 0,4 % C, 16 % Cr in 2 % Mo, tako da je zelo verjetno, da je de-
fsi.u,
ItRlSi^

jamsko ta karbid. Njegovo prisotnost v mehko žarjenetm hitroreznem jeklu smo omenili že v bibliografskem pregledu.
Slika 15
x 1000, jedkalo B. Karbidi WC v notranjosti karbida W„C . BRW, mehko žrajeno
Slika 16
x 1000, jedkalo B. Podobno kot na sliki 17
Slika 17
x 500, jedkalo B. BRW, mehko žarjeno
Na slikah 18, 19 in 20 je prikazano jeklo Elo-max v mehko žarjenem in v kaljenem stanju. V mehko žarjenetm jeklu so v feritni osnovi številna
drobna zrna in večja, ostroroba ter redkejša karbidna zrna. Nekatera od teh zrn so mnogo trša kot osnova in druga karbidna zrna, zato so se močno reliefno polirala pri pripravi obrusa. Tudi v kaljenem jeklu smo opazili ta karbidna zrna. Mikroskopska analiza in merjenje trdote sta pokazali, da so v mehko žarjenem jeklu trije
Slika 18
x 500, jedkano z raztopino CuSOs. Elomax, mehko žarjeno
Slika 19
x 500, jedkalo B. Elomax, mehko žarjeno
Slika 20
x 500, elektrolitsko jedkano v 1 °/o Cr03 v vodi. EIomax, mehko žarjeno

i	,■ <:• r.
različni karbidi, v kaljenem in kaljcncm-popušče-netrn jeklu pa dva karbida. Omeniti moramo, da jedkanje ni omogočilo zanesljivo ločiti mehkejše karbide med seboj. Karbid s 'trdoto okoli 1200 Vickersa je po analogiji z jeklom BRW verjetno Cr23C6. Tega najdemo v obeh primerih Je v mehko žarjenem jeklu. Karbid s trdoto okoli 2200 Vicker-sov ima podobno trdoto kot karbid v jeklu BRW, vendar ni istoveten, z njim, saj bi ga sicer sigurno pokazala rentgenska analiza. Podobno kot ga je pokazala pri jeklu BRW. Lahko je torej karbid Me23C6, pri katerem se uiklonske črte prekrivajo s črtami karbida Cr23C6 ali pa karbid Me7C3, katerega po podatkih iz bibliografije najdemo V srednje in visokolegiranih kromovih jeklih. Malo je verjetno, da bi imel kompleks MeBC6 bistveno večjo trdoito kot karbid Cr23C6, zato menimo, da je karbid s trdoto cca 2200 Viokersov najverjetneje karbid Me7C3. Njegova mikrotrdota se praktično popolnoma ujema z literaturnimi podatki (glej tab. 1).
Na vprašanje zakaj tega karbida Debye-Scher-rer analiza ni odkrila ne bi znali odgovoriti. Trdota najtršega 'karbida je nad 3000 Viokersov. Samo dva karbida, navedena v tabeli 1, ki bi glede na sestavo jekla prišla v poštev, imata tudi veliko trdoto. Ta sta vanadijev karbid VC (V4C3) in valframov karbid W2C. Glede na to, da se lahko volfram veže v druge prisotne ikarbide, vanadij pa praktično ne, menimo, da je najtrši karbid v jeklu Elo-max, vanadijev karbid. Mogoče je njegova trdota v tem jeklu večja zato, ker vsebuje nekaj dušika. Znano je namreč, da je vanadijev nitrid trši od karbida, v sistemu VC-VN pa je popolna topnost v trdnem.
b) Ventilska jekla
V	mehko žarjenem stanju so v jeklu Prokron 5 M karbidi mrežasto razdeljeni po mejah kristalnih zrn. V notranjosti feritnih zrn so le posamezna redka in drobna karbidna zrna. Karbidna mreža je pri talini E 955 precej sploščena. Tudi v poboljšanem jeklu je ostala karbidna mreža po mejah kristalnih zrn, vendar je mnogo manj zvezna. V poboljšanem jeklu E 955 je v notranjosti kristalnih zrn mnogo več karbidnih izločkov kot v jeklu E 956. To je 'tudi vzrok za to, da se je prvo jeklo v istih pogojih mnogo močneje jedkalo. Pri jeklu Prokron 8 je karbidna mreža nekoliko izrazitejša le pri talini E 958, medtem ko so v jeklu E 808 izrazitejša zrna precej enakomerno razdeljena. V poboljšanem stanju ima to jeklo strukturo iz visoko popuščenega puščičastega martenzita, v. katerem je mnogo drobnih karbidnih zrn.
V	mehko žarjenem stanju je struktura jekla Prokron 9 sestavljena iz ferita in karbidov. V jeklu T 5194 so karbidna zrna v povprečju večja in bolj neenakomerna kot v jeklu T 5651, kjer opazimo mnogo enakomerno razdeljenih drobnih zrn. V poboljšanem stanju so v jeklu Je še večja,
nekoliko zaobljena karbidna zrna. Osrrova pa je bifazna in sestavljena iz feritnih zrn in temnejših polj popuščene strukture, v kateri so drobna karbidna zrna. Trdota večjih karbidov je med 1500 in 1600 Vickersovih enot, trdote manjših karbidnih zrn pa nismo mogli izmeriti, ker so bila premajhna. Raztros pri merjenju trdot teh karbidov ni bil večji od ±150 Vickers enot, zato je ugotovljena trdota zanesljiva ter se dobro ujema s podatki iz strokovne literature.
4. OCENA EKSPERIMENTALNIH REZULTATOV IN SKLEPI
Rezultati so pokazali, da so v obeh nizkolegi-ranih jeklih karbidi praktično isti in sestavljeni v glavnem iz cementita ne glede na to, ali je bilo jeklo mehko žarjeno, kaljeno ali kaljeno in popu-ščeno. Razlika med različnimi načini termične obdelave je predvsem v masi karbidov, ki je največja pri mehkožarjenih jeklih. Pri obeh visokolegiranih jeklih smo našli v mehko žarjenem jeklu eno vrsto karbida več kot v kaljenem oz. kaljanem-popuščenem stanju. Debye Scherrer analiza je polkazala, da je v obeh nizkolegiranih jeklih OCR 4 in OW 3 cementit glaivna karbidna komponenta. Poleg njega so v kromovem jeklu mogoče še sledi karbida Cr23C6, v volfiramovih jeklih mogoče pa sledi karbidov W2C in Cr23C6.
Vsi karbidi pa verjetno niso čisti, ampak so v njih raztopljeni legirani elementi oz. železo. V teh jeklih smo pričakovali tako sestavo karbidov na podlagi ravnotežnih faznih diagramov in navedb iz strokovne literature.
Glavni karbid v jeklu BRW je karbid Me6C, v katerem je verjetno mnogo železa. Mikrotrdota je pokazala, da je poleg tega karbida v mehko-žarjenem jeiklu verjetno še karbid Cr23C6. Na podlagi videza po selektivnem jedkanju sklepamo tudi na pristnost karbida WC, katerega pa Debye-Scherrer diagrama ni pokazal. Zrna tega karbida smo opazili v notranjosti zrn karbida Me6C.
Karbidov v jeklu Elomax nismo mogli zanesljivo identificirati. Skoraj sigurno je, da je v jeklu karbid VC (V4C3), katerega trdota je nekoliko večja zato ker vsebuje nekoliko dušika. V mehko žarjenem jeklu je zelo verjetno tudi karbid Cr23C6. Nismo pa mogli vskladiti ugotovitev glede sestave karbida s trdoto pribl. 2200 Vickersa. Mikrotrdota kaže, da je to verjetneje karbid Me7C3, uklonska analiza po Debey Scherrer ju pa da je karbid tipa Me23C6 z mnogo železa in volframa. Za rešitev tega vprašanja so potrebni sistematičnejši preizkusi, ki presegajo okvir tega dela, katerega namen je bil osvojiti osnove metodike dela za identifikacijo karbidov. Potrebno je poudariti, da so ti preizkusi pokazali, da sta mikroskopska analiza in merjenje mikrotrdote praktično nepogrešljiva, če hočemo zanesljivo identificirati sestavo karbidov v jeklih, v kolikor ni mogoča njihova neposredna analiza.
V jeklih Prokron 5 M in Prokron 9 smo našli karbide tipa Me23C6 in sicer v glavnem kompleksni karbid, ki vsebuje krom, železo in molibden v jeklu Prokron 5 M in krom ter železo v jeklu Prokron 9. Čistega kromovega karbida Cr23C6 je manj. V jeklu Prokron 8 smo našli le karbid Me7C3, v katerem je poleg kroma 40 % železa. V nobenem izolatu nismo našli cementita, kar je verjetno pripisati sorazmerno visoki temperaturi žarjenja jekel.
Nekoliko preseneča dobljena množina izolata. Slednja je v jeklu Prokron 8 pribl. enalka teoretsko izračunani. Pri tem jeklu ni pomembne razlike v količini karbida med mehko žarjenim in poboljšanim jeklom, čeprav kaže mikroskopski videz jekla, da je morfologija karbida v obeh primerih različna. Ooividno se torej pri popuščanju izloči praktično ves razpoložljivi ogljik iz trdne raztopine v obliki karbida. Presenetljivo je dejstvo, da je masa izoliranih karbidov iz mehko žarjenega jekla Prokron 5 M zelo majhna in manjša kot količina karbidov izoliranih iz poboljšanega jekla. Te razlike nismo opazili pri mikroskopski preiskavi jekel, saj je v obeh primerih v jeklu veliko število karbidnih zrn. Zato je verjetno, da dobljena masa izolata ne ustreza dejanski množini karbida v jeklu. Menimo, da ni
verjetno, da je bil v tem jeklu poleg karbida Me23C6 v pomembni količini še kak drug karbid, ki se je razkrojil pri izolaciji. To sklepamo iz tega, ker smo po isti metodi identificirali karbid Me7C3 pri drugih jeklih pa tudi cementit in druge kompleksne karbide.
Proti razkroju govori tudi dejstvo, da je vsebnost ogljika v izolatu manjša kot pri drugih jeklih, v katerih je masa izolata večja.
Pri jeklu Prokron 9, je masa izolata pribl. enaka v obeh primerih. Tudi v tem jeklu je masa izolata sorazmerno majhna in dosega komaj 1/2 teoretsko možne količine. Po strukturi sodeč pa izgleda, da je v mehko žarjenem jeklu ves ogljik izločen v obliki karbidov. Podobno kot v primeru jeikla Prokron 5 M teh navideznih protislovij ne znamo razložiti.
Kljub odprtim vprašanjem, katera so navedena pri tem povzetku rezultatov menimo, da nas pridobljene izkušnje usposabljajo zato, da identificiramo karbide v različnih jeklih s tem pa je tudi dosežen namen tega dela.
Zahvaljujemo se železarnam Jesenice in Ravne, ki sta materialno podprli to delo in dovolili objavo
F. Vodopivec
Literatura
1.	H. J. Goldsmith: »The Structure of Carbide in AlIo< Steels« JISI 160, dec. 1948, str. 345—362.
2.	R. Kieffer in F. Benešovski: Hartstoffe, Springer Ver-lag, Wien 1963.
3.	K. Kuo: »Carbides in Chromium. Molybdenum and Tungsten Steels«: JISI, 173, apr. 1953, 363—375.
4.	T. M. F. Ronald in C. Bodsworth: »Changes in Mecha-nical Proporties during the First-Stage Tempering of Chronium Steels«.
JISI, 203, marc 1965, 252—259.
5.	W. Koch, H. Kolbe-Rohde in J. Dittmann: Untersuchun-gen zun kinetic der Karbidbildung in chromstahlen: Forschungs-Berihte des Landes Nordrhein-Westfalen, VVestdeutscher Verlag, Koln und Opladen, 1964.
6.	K. A. Ridall in A. G. Ouarrell: The Molobdenum Carbide Transformation in Ferritic Steels. JISI 200, maj 1962, 359-365.
7.	K. Kuo: Carbide Precipitation in Tungsten-Chromium Steels Below 700° C. JISI 195, marc 1957, 297—303.
8.	T. Sato, T. Nishizavva in K. Tanaka: Study on carbides in commerical special steels bo electrolvtic isolation. Tetsu-to-Hagane Abstracts 1, št. 1, junij 1961, str. 59.
9.	J. Cadek in R. Freivvilig: Precipitace karbidu v lego-vanvh ocelich. Precipitace karbidu pri popušteni chrom-vvolframovich ocelich za toplotu 650° C. Hutnicke li-sty 17, št. 9, str. 649—655.
10.	J. Cadek, O. Dupal in R. Freivvilig: Precipitace karbidu v legovanich ocelih. Precipitace karbidu pri popušteni chrom-molybdenovih oceli pri 650° C. Hitnicke Listy 17, št. 8, str. 573—580, 1962.
11.	S. W. K. Shaw in A. G. Ouarrell: The Formation of Carbides in Low Carbon Cromium-Vanadium Steels at
12.	K. C. Mills, B. B. Argent in A. G. Ouarrell: The Carbide Constitution and Tempering Behavior of Chromium-Vanadium-Niobium Steels at 700° C. JISI 197, jan. 1961, 9—21.
13.	K. Kuo: Carbide Precipitation, Secondary Hardening and Red Hardness of High-Speed Steels. JISI 174, julij 1953, 223—228.
14.	K. P. Leckie-Evving: A Study of the Mikrohardness of the Major Carbides in Some High-speed Steels. Trans-actions of the ASM 44, 1952, 348—366.
15.	T. Malkievicz, Z. Bojarsky in J. Foryst: Carbide in Annealed and Ouenched High-Speed Steels. JISI 193, sept. 1959, 25—31.
16.	C. H. White in R. W. K. Honeycombe: An Electron Mi-croskopical Investigation of the Tempering of 18—41 High-speed Steel. JISI 197, jan. 1961, 21—28.
17.	T. Malkievvicz: Recherches sur les aciers rapides: Me-tallurgie 3, 1962, št. 1, 1—13.
18.	U. Heissig in K. Wulf: Emission-mikroskopishe Unter-suchungen am Schnellarbeitstahl X 82 VVMo 6,5. Neue Hiitte 10, jan. 1965, 43—47.
19.	E. A. Lorig, R. M. Goldhof in H. J. Beattie: Micro-structure of 12 % Chromium Steel after 50000 Hr. Expo-sure at 1050° C. Transactions ASM 56, 1963, 200—204.
20.	J. čadek, R. Freiwilig in O. Dupal: Reakce mezi karbi-dickom a matečni fazi v nekoliko legovanih ocelih. Hutnicke Listy 16, št. 12, 874—885.
21.	A. K. Seal in R. W. K. Honeycombe: The Effect of Tan-talum and Niobium on the Tempering of certains Vanadium and Molybdenum Steels. JISI 188, apr. 1958, 343—350.
22.	J. Megušar, J. Šinkovic: Selektivno elektrolitsko jedkanje karbidov Me«C in MeC v brzoreznem jeklu 6-5-2. Železarski zbornik, 1967, št. 2, 91—94.
ZUSAMMENFASSUNG
Auf Grund der Analyse der Bibliographie beschreibt der erste Teil dieses Berichtes die Zusammensetzung der Karbide, welche beim Gliihen der Chrom, Molibden, Vana-dium, Wolfram und Niob legierten Stahle einzeln oder in verschiedenen Kombinationen entstanden sind. Es sind auch die Methoden fiir die Ekstraktion und Identifizierung der Karbide beschrieben.
Im zweiten Teil sind ein Verfahren und die Ergeb-nisse der Identifizierung der Karbide in Werkzeugstahlen OW3, BRW und Elomaks, in den Ventilstahlen — Prokron 5M, 8 und 9 und im Kugellagerstahl OCR 4 beschrieben. Die Eidentifizierung wurde durch eine Ekstrak-tionsmethode, durch die Debye-Scherrer Analyse und
Mikroanalyse ausgefiihrt und durch die Hartemessung und Mikroskopbeobachtungen erganzt.
In den beiden Schwachlegierten Stahlen, OCR 4 und OW 3 war der Zementit der Hauptbestandteil der Karbid-masse, Karbid Me23C6 ist nur in Spuren anvvesend.
Im Werkzeugstahl BRW haben wir die Karbide Me6C und MeC; im veichgegliihtem Zustand aber noch Karbid Me23C» gefunden. Im Stahl Elomaks fanden wir den Vana-diumkarbid MeC den Karbid des Types Me23C6 vvahr-scheinlich aber auch den Karbid Me?C3.
In den Ventilkegelstahlen Prokron 5 M und 9 fanden wir Karbide der Type Me23Cs im Stahl Prokron 8 aber auch Karbide \le7O3.
SUMMARY
Based on the bibliographie analysis, the first part of the paper deseribes carbide compositions which are formed during annealing of steels, alloyed vvith cromium, molybdenum, vanadium, tungsten and columbium (nio-bium) separately, or in different combinations. Methods for extraction and identification of carbides are also deseribed.
In the second part, procedure and results of carbide identification in the tool steels OW 3, BRW, and Elomax, in the valve steels Prokron 5 M, 8, and 9, and in the bali bearing steel OCr 4 vvere deseribed. Identification was made by the extraction method, by Debye-Scherrer me-
thod, and by microanalysis, and completed by microscopic observations, and by hardness measurements.
In both low-alloyed steels OCr 4, and OW3, cementite vvas the main component of the carbide mass, carbide MeaCs was present onIy in traces. In the tool steel BRW carbides Me«C and MeC were found, in the soft annealed state also carbide MejsC;. In the steel Elomax vanadium carbide of type MeC, carbide of type Me2iC6, and probably also carbide McvCi were found. In the valve steels Prokron 5 M, and 9 carbides of the type MeaC» were found, and in the Prokron 8 carbide MevCj was identified.
3AKAIOMEHHE
B nepoofl *jacxn CTaTbH, Ha ocHOBaHHii anaAH3a 6H6Aiiorpa4>nH, onncaH cocTaB Kap6iiAOB noAyMeHbix otjkhtom CTaAefi AerupoBaHHbLt c Cr, Mo, V, W 11 Nb, otacabho hah 6 pa3Ainwbix KOM6nHamiJix. TaK«e OnilCaHbl MeTOAbl AAH 3KCTpaKHHH H HAeHTHcjjHKaUHH Kap-0haob.
Bo BTopofi naciH onHcaH meTOA 11 HToni HAeHTii<J)HKamiii KapSii-Aob b iihctpymehtaabhax ctaasx OW 3, BRW h Elomaks, b CTaA*x AAa KAanaHOB Prokrom 5 m, 8 h 9 11 b CTaAe aa» mapiiKonoAuran-hhkob MapKH OCr 4. HAenTH<i>HKauHsi Kap6iiAOB SbiAa BbinoAHeHa npH noMomii eKCTpaKUHH, 3H3AH3 MeTOAOM no Debye-Scherrer, MHKpo-
aHaAH3 AonoAHeH Ha6.\K>AeHiieM noA MHKpocKonoM, onepeAeAeHa TaiOKe TBepAOCTb KapSHAOB.
B o6eftx Hii3KOAernpoBaHHMx cTaAsx OCr 4 h 0W 3 rAaBHoe coAep>KaHHe KapSiiAOB t. e. KapSHAHoft Maccu 6ma ueMeHTHT; KapgHA Me23C6 HaxoAHAca TOAbKO B caca3x. B HHCTpvMeHTaAbHoii CTaAH BRW 6biA o6HapyjKeH KapSiiA Me6C a TaiOKe h MeC a npii MarKOM očaaire eme KapČHA Me23C6. B CTaAH MapKe Elomaks oGfiapv>Ken BaHaAHeB KapSHA Tima MeC, TaiOKe Kap5<iA THna Me23C6 a bo3mo>kho ito Ha-xoahacsi TaiOKe h KapSiiA Me7C3. B CTaAe aa« KAanaHOB Prokrom 5 M h 9 HaxoAHAca KapSnA ™na Me23C6 a b ctoac Prokrom 8 KapSHA Me7C3.