ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Классификация и маркировка сталей из "Технология металлов Издание 2 " Влияние углерода. В углеродистой стали механические свойства зависят главным образом от содержания углерода. С увеличением содержания углерода в стали увеличивается количество цементита и соответственно уменьшается количество феррита, т. е. увеличиваются прочность и твердость и уменьшается пластичность (рис. 135), Как видно из графика, приведенного на рис. 135, прочность повышается только до 1% С, а при более высоком содержании углерода она начинает уменьшаться. Происходит это потому, что образующаяся по границам зерен в заэвтектоидных сталях сетка вторичного цементита уменьшает прочность стали. [c.282] Постоянные примеси. Это кремний, марганец, фосфор и сера. Марганец и кремний вводят в процессе выплавки в сталь для ее раскисления, т. е. для удаления закиси железа, поэтому их также называют технологическими примесями. [c.283] Кроме того, марганец способствует уменьшению содержания сульфида железа FeS в стали FeS- -Mn- -- MnS-f-Fe. Марганец и кремний растворяются в феррите, повышая его прочность марганец может также растворяться и в цементите. Углеродистые стали обычно содержат до 0,7—0,8% Мп и до 0,5% Si. [c.283] Сера — вредная примесь — попадает в сталь главным образом с исходным сырьем — чугуном. Сера нерастворима в железе, она образует с ним соединение FeS —сульфид железа. При взаимодействии с железом образуется эвтектика (Fe-)-FeS) с температурой плавления 988° С. Поэтому при нагреве стальных заготовок для пластической деформации выше 900° С сталь становится хрупкой. При горячей пластической деформации заготовки разрушаются. Это явление называется красноломкостью. Одним из способов уменьшения влияния серы является введение марганца. Соединение MnS плавится при 1620° С, эти включения пластичны и не вызывают красноломкости. [c.283] Содержание серы в сталях допускается не более 0,06%. [c.283] Фосфор попадает в сталь главным образом также с исходным чугуном, использованным для выплавки стали. До 1,2% фосфора растворяется в феррите, уменьшая его пластичность. Фосфор обладает большой склонностью к ликвации, поэтому даже при незначительном среднем количестве фосфора в отливке всегда могут образовываться участки, богатые фосфором. Располагаясь вблизи границ зерен, фосфор повышает температуру перехода в хрупкое состояние, т. е. вызывает хладноломкость. Поэтому фосфор, как и сера, является вредной примесью, содержание его в углеродистой стали допускается до 0,050%. [c.283] Чем больше углерода в стали, тем сильнее влияние фосфора на ее хрупкость. [c.283] Содержание серы и фосфора в стали зависит от способа ее выплавки. [c.283] Скрытые примеси. Так называют присутствующие в стали газы — азот, кислород, водород — ввиду сложности определения их количества. Газы попадают в сталь при ее выплавке. В твердой стали они могут присутствовать, либо растворяясь в феррите, либо образуя химические соединения (нитриды, оксиды). Газы могут находиться и в свободном состоянии в различных несплош-ностях. [c.284] Даже в очень малых количествах азот, кислород и водород сильно ухудшают пластические свойства стали. Содержание их допускается Ю —ю-4%. В результате вакуумирования стали их содержание уменьшается, свойства улучшаются (см. разд. I, гл. 3). [c.284] Случайной примесью может быть любой элемент (медь, алюминий, вольфрам, никель), который попал в шихту вместе с металлоломом или чугуном при выплавке стали. Содержание этих элементов ниже тех пределов, когда их вводят специально как легирующие добавки. [c.284] Специальные примеси. Это элементы, специально вводимые в сталь для получения каких-либо заданных свойств. Такие элементы называют легирующими, а стали, их содержащие — легированными сталями. [c.284] Содержание легирующих элементов в сталях может изменяться в очень широких пределах. Сталь считают легированной хромом или никелем, если содержание этих элементов составляет 1% или более. При содержании ванадия, молибдена, титана, ниобия и других элементов более 0,1—0,5% стали считают легированными этими элементами. Сталь является легированной и в том случае, если в ней содержатся только элементы, характерные для углеродистой стали, марганец или кремний, но их количество должно превышать 1 %. [c.284] В конструкционных сталях легирование осуществляют с целью улучшения механических свойств — прочности, пластичности и т. д. Кроме того, легирующие элементы изменяют физические, химические и Другие свойства стали. [c.284] Нужный комплекс свойств достигается не только легированием, но и рациональной термической обработкой, в результате которой получается необходимая структура. [c.284] Существует несколько классификаций, позволяющих систематизировать стали, что упрощает поиск нужной марки стали с учетом ее свойств. [c.285] Стали классифицируют по химическому составу, способу выплавки, по структуре в отожженном или нормализованном состоянии, по качеству и по назначению. [c.285] По степени легирования, т. е. по содержанию легирующих элементов, стали условно подразделяют на низколегированные (содержат в общем 2,5—5% легирующих элементов), среднелегированные (до 10%) и высоколегированные (более 10%). [c.285] Углеродистые стали выплавляют главным образом мартеновским и кислородно-конверторным способами. Наиболее качественную углеродистую сталь выплавляют в электрических дуговых печах. [c.285] Вернуться к основной статье