ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние примесей на свойства стали из "Основы металловедения и термической обработки " Кроме основной примеси — углерода, в состав углеродистой стали входит ряд неизбежных примесей, попадающих в сталь из вводимых при выплавке материалов, топлива и огнеупоров. Содержание полезных примесей регламентируется в определенных рациональных пределах, а содержание вредных всегда ограничивается некоторым допустимым максимумо м. Если этот максимум превышен, то сталь либо переводится в некондиционную (нестандартную), либо бракуется. [c.240] Рассмотрим влияние отдельных элементов на свойства стали, имея в виду, что и в углеродистых и в легированных сталях оно проявляется примерно одинаково. [c.241] Углерод резко изменяет свойства стали с увеличением содержания углерода показатели прочности и твердость возрастают, а пластичность и ударная вязкость снижаются. [c.241] Причины повышения механических свойств при увеличении в стали углерода сводятся к следующему. [c.241] Любая углеродистая сталь состоит из феррита и цементита. При этом чем больще в стали углерода, тем больше в ней частиц цементита, которые блокируют плоскости скольжения и тем повышают прочность и снижают пластичность. [c.241] Марганец, как правило, присутствует в стали. Марганец присаживается в сталь в качестве раскислителя и десульфурз-тора. Марганец несколько увеличивает прочность и твердость стали и снижает пластичность отожженной и нормализованной стали. В высокоуглеродистой инструментальной стали с увеличением содержания марганца увеличивается прокаливаемость стали. [c.241] содержащие марганец в пределах 0,8—0,9%, заметно подкаливаются при охлаждении на воздухе, т. е, в них образуется сорбит или сорбитообразный перлит, в связи с чем эти стали в нормализованном состоянии значительно тверже, чем в отожженном. Содержание марганца в углеродистых сталях обычно не превышает 0,6—0,8%. [c.241] Кремний, как правило, присутствует в стали в результате присадки его в сталь в качестве активного раскислителя и дегазатора. Кремний несколько повышает прочность, твердость и упругость стали. В углеродистых сталях содержание кремния не превышает 0,4%. В кипящих сталях содержание щремния очень невелико — от следов до 0,1 %. [c.241] В качественных и высококачественных сталях содержание фосфора не должно превышать 0,03—0,04%. [c.243] Сера — вредная примесь, попадающая в сталь из металлургического топлива. [c.243] Сера сообщает стали так называемую красноломкость, т. е. склонность к образованию трещин и рванин при горячей обработке давлением. Сера, присутствуя в стали в виде сульфида железа FeS, образует с железом легкоплавкую эвтектику Fe — FeS (температура плавления 985°), располагающуюся по границам верен стали (рис. 186 и 187). В присутствии других примесей (например, кислорода) температура плавления эвтектики лежит ниже 985°. При ковке и прокатке, проводимых обычно при 1000—1200°, эвтектика плавится, ослабляет связь между зернами стали, что приводит к явлению, которое носит название красноломкости. [c.243] Кислород — вредная примесь — частично растворен в стали, но главным образом присутствует в виде оксидных и силикатных включений (FeO, Si02). Кислород снижает механические свойства стали, особенно предел усталости и ударную вязкость, и ухудшает способность к деформации в горячем состоянии, вызывая образование трещин и рванин. [c.245] Азот — вредная примесь, попадающая в сталь в процессе ее выплавки. Повышенное содержание азота (до 0,02%) характерно для бессемеровской и томасовской стали. В мартеновской стали содержится обычно меньше азота — 0,003—0,008%. Входя в твердый раствор и образуя нитриды, азот повышает хрупкость и твердость стали. [c.245] В технических условиях на углеродистую сталь оговаривается содержание пяти основных элементов углерода, марганца, кремния, фосфора и серы. В большинстве стандартов на углеродистую сталь, кроме того, оговорено предельно допустимое содержание никеля и хрома, которые попадают в сталь из стального скрапа при ее выплавке. В углеродистой стали присутствие хрома и никеля нежелательно. Углеродистая сталь должна обладать определенными механическими и технологическими свойствами, которые под влиянием этих элементов могут быть изменены в нежелательном направлении. Так, например, повышенное содержание никеля и хрома в углеродистой стали снижает ее очень важное технологическое свойство — штампуемость в холодном состоянии. [c.245] Вернуться к основной статье