Легирование

Легирование (нем. legieren — сплавлять, от лат. ligo — связываю, соединяю), введение в состав металлических сплавов легирующих элементов для придания сплавам определённых физических, химических или механических свойств. Л. применялось ещё в глубокой древности (об этом свидетельствует исследование образцов холодного оружия, найденного при археологических раскопках). В России первые промышленные опыты Л. были проведены в 30-х гг. 19 в. на Златоустовском заводе П. П. Аносовым, который разработал основы теории и технологии выплавки легированной стали. Широкое промышленное значение Л. получило в годы 1-й мировой войны 1914—1918, когда для военных целей потребовалось большое количество хромоникелевой, молибденовой и др. сталей (для изготовления артиллерийских орудий, корабельной брони и т. д.).

Путём Л. создаются металлические сплавы с разнообразными свойствами, значительно отличающимися от свойств чистых металлов. От характера взаимодействия атомов различных элементов зависят кристаллическая структура и некоторые свойства (электрические, магнитные, тепловые) образующихся фаз. Л. приводит к изменению условий равновесия фаз, выражающихся диаграммой состояния. Легирующие элементы в сочетании с основным элементом (растворителем) в зависимости от соотношения их атомных диаметров и электрохимических свойств образуют новые фазы — твёрдые растворы, промежуточные фазы, химические соединения. В присутствии легирующих элементов изменяются температуры перехода одной модификации в другую (см. Полиморфизм). Л. меняет кинетику фазовых превращений. Легирующие элементы могут существенно понизить скорость распада твёрдых растворов, а в сталях — скорость распада аустенита, распада мартенсита при отпуске, коагуляции карбидов из-за понижения скорости диффузии атомов. (Эти обстоятельства широко используются в практике термической обработки металлов.) Изменение свойств сплавов в результате Л. обусловлено, кроме того, изменением формы, размеров и распределения структурных составляющих, изменением состава и состояния границ зёрен. Л. может тормозить процессы рекристаллизации.

Л. осуществляется, как правило, путём сплавления легирующих элементов с легируемым металлом (обычно в жидком виде). Термином "Л." принято называть также введение посторонних атомов внутрь твёрдого тела путём бомбардировки его поверхности ионами (см. Ионное внедрение).

Лит.: Юм-Розер и В., Атомная теория для металлургов, пер. с англ., М., 1955; Бочвар Д. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956.

P. И. Энтин.