ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние химического состава на превращения и свойства эмалировочной стали из "Металл для эмалирования Издание 2 " Для эмалирования применяют стали с малым содержанием примесей, в том числе и углерода. [c.62] Это связано не только с тем, что многие примеси в стали затрудняют процесс эмалирования, мешают получению хорошего сцепления и высокой сплошности эмалевого покрытия. Примеси в стали понижают ее вязкость и пластичность, затрудняют операции холодной штамповки и гибки, кроме того, они снижают теплопроводность стали и затрудняют сварку. Не касаясь подробностей влияния примесей на технологические свойства стали, остановимся на влиянии их в связи с эмалированием. [c.62] При увеличении содержания углерода в стали появляются дефекты на эмалевом покрытии черные точки, пузыри, вскипы. [c.63] Влияние кремния. Обычно количество кремния в эмалировочных сталях ограничивается до 0,1—0,35%. Кремний считается вредным элементом. Однако причины такого влияния кремния недостаточно выяснены. Кремний, будучи активным элементом, защищает сталь от окисления при высоких температурах, окисная пленка на железе обогащается окислами кремния и скорость окисления сплава уменьшается. Однако, согласно данным работы [76], в низколегированных сталях отсутствует связь между окисляемостью стали и сцеплением ее с эмалью. [c.63] Кремний сильно упрочняет феррит и затрудняет глубокую вытяжку стали в холодном состоянии. Поэтому его содержание не должно превышать 0,35% в спокойных сталях, применяемых для изготовления заготовок под эмалирование, не требующей глубокой вытяжки, а при глубокой вытяжке заготовок обычно используется кипящая сталь 0,1% Si. [c.63] Влияние марганца. По химическим свойствам марганец близок к железу, поэтому наличие 0,6—0,8% Мп в малоуглеродистой стали почти не отражается на ее окисляемости. В окалине марганец распределяется равномерно образует карбид МпзС, аналогичный цементиту Feg с железом образует твердый раствор в широком диапазоне концентраций. Содержание марганца обусловлено особенностями металлургического производства стали и составляет 0,4— 0,5%. Марганец вводят в жидкую сталь для раскисления и десульфурации. При отношении Mn/S = 4н-6 вредное влияние серы полностью устраняется. Исследования, проведенные на больших партиях плавок малоуглеродистой стали с 0,06—0,08% С, показали, что при 0,32—0,40% Мп улучшается микроструктура стального листа предотвращается выделение крупных включений цементита Дц1. размер зерна феррита приближается к оптимальному для глубокой вытяжки (балл 6), уменьшается неравномерность величины зерна феррита и улучшается штампуемость листовой стали. [c.63] Фосфор относится к сильно ликвирующим элементам. При кристаллизации он распределяется крайне неравномерно, что усиливается в присутствии углерода и приводит к резкому снижению пластичности и особенно вязкости стали. Поэтому количество фосфора в стали допускается до 0,05%, если она предназначена для холодной штамповки. В эмалировочной стали фосфор более полезная примесь, чем углерод, если при изготовлении изделий не требуется глубокая вытяжка. В табл. 8 приводятся значения прогиба для обычной и фосфористой сталей. [c.64] Влияние серы. Сера почти не растворяется в железе и находится в виде сульфида марганца 1620° С) или сульфида железа ( пл 985° С). Последняя форма существования серы (FeS) особенно вредно влияет на свойства стали, так как способствует красноломкости и хладноломкости. Такую сталь невозможно прокатывать или штамповать из-за ее высокой хрупкости. [c.64] Сера в виде MnS менее вредна, однако при эмалировании присутствие обоих видов сульфида в стали нежелательно, потому что они способствуют поглощению водорода при травлении и в процессе обжига эмали появляются пузыри, а при охлаждении на эмалированном изделии образуется обильная рыбья чешуя. Поэтому содержание серы ограничивается до 0,03—0,04%. [c.64] Влияние титана. В последние годы уделяется большое внимание влиянию титана на свойства стали и особенно эмалировочной. Во многих работах показано, что на титанистых сталях качество покрытия хорошее и можно с успехом применять безгрунтовое эмалирование [2, 4, 11 ]. Титанистые стали при обжиге не коробятся, они обладают повышенной прочностью и сопротивлением прогибу вследствие того, что титан очень сильно упрочняет феррит, который сохраняется до высоких температур. Сведения о механических свойствах эмалировочной стали, содержащей титан, после различных видов термической обработки приведены в табл. 9 по данным Комстока и Гудремона и автора [11]. [c.64] Содержание марганца колеблется в пределах 0,27 — 0,38%, кремния 0,07 — 0,23%. [c.65] По данным работы [13, с. 162—166], механические свойства малоуглеродистой титанистой стали, предназначенной для безгрунто-вого эмалирования, после холодной прокатки, отжига и дрессировки изменяются с повышением содержания титана от 0,33 до 1,02% в следующих пределах = 22,5-ь21,8 кгс/мм = 38,2-ь-40,2 кгс/мм бю = 37 -38% НРБ = 49н-58%. [c.65] Как видно, эти изменения находятся в пределах допустимых колебаний, причем разница в свойствах продольных и поперечных образцов незначительная. Однако авторы [13, с. 162—166] указывают, что штампуемость стали с уменьшением содержания титана улучшается при 0,40% Т1 сталь по штампуемости не уступает стали 08кп. [c.65] Титан с железом образует два типа твердых растворов на основе Ре с максимальной концентрацией титана около 0,8% и на основе Ре с максимальной концентрацией до 6,5% Т1 при 1310° С. С понижением температуры растворимость титана в Ре уменьшается и при комнатной составляет — 2,0%. Титан сильно сужает область аустенита и повышает критическую точку Ас . При 0,65% Т1 и 1100° С точки Лсз и Лс4 сливаются и область у замыкается [53]. [c.65] Для малоуглеродистой стали, содержащей 0,01% С и 0,60% ТК по данным дилатометрического исследования автора [77], точка Асз отвечает температуре 950° С, а точка Лгз 875° С. С повышением содержания титана 2—2,5% появляется новая фаза — титанид железа (РсзТ ), которая, будучи твердой и хрупкой, оказывает отрицательное влияние на свойства стали. [c.65] Титан с углеродом образует прочный карбид Т1С, при Т1/С 4 титан полностью соединяется с углеродом и распределяется в феррите в виде мелких включений. Растворимость карбидов титана в феррите и аустените ничтожно мала и почти не увеличивается с повышением температуры до 1300° С. Поэтому в титанистых сталях полностью исключаются процессы старения, отсутствует критическая точка Л] (перлит исчезает), сталь становится нечувствительной к режиму термической обработки. Титан способствует образованию более мелкозернистой структуры, равномерной по всей толщине листа. Однако при высокотемпературном нагреве до 1000° С и более склонность к росту зерна титанистой стали больше, чем углеродистой [11]. [c.66] Титан — весьма активный металл, легко взаимодействует с кислородом, азотом, водородом, находящимися в стали, и образует с ними прочные соединения, поэтому титанистые стали почти не выделяют газов при обжиге эмали. Ценное свойство титанистой стали состоит в том, что на ней при эмалировании редко образуется рыбья чешуя. Это обусловлено тем, что титан хорошо связывает водород в прочные гидриды и при охлаждении титанистой стали не происходит его выделения, как в обычных сталях. В связи с тем что температура аллотропического превращения Ре Ре. , титанистой стали более высокая, она при обжиге эмали сохраняет ферритное строение, меньше растворяет водород, тогда как обычные стали при обжиге эмали имеют аустенитную структуру, и растворимость водорода в них значительно выше. Кроме того, титанистые стали слабо проницаемы для водорода [11 ], и дефекты на эмали, связанные с выделением водорода, отсутствуют или менее значительны, чем при эмалировании в обычной стали. [c.66] После травления титанистых сталей в кислотах у них развитый рельеф поверхности, а при нагреве до температуры обжига эмали окисляются менее сильно и образуют достаточно плотную окисную пленку. Все это позволяет получать на титанистых сталях высококачественное эмалевое покрытие. [c.66] В противоположность углероду титан уменьшает коэффициент термического расширения стали и способствует более равномерному изменению его при повышении температуры [11]. [c.66] Зависимость скорости коррозии сталей, содержащих 0,03 и 0,13% Си, от времени испытания в 10%-ной H0SO4 при 20° С показана на рис. 27. По виду кривой 1 можно предположить, что в процессе коррозии на поверхности металла образуется пленка, тормозящая процесс растворения. Действительно, после коррозионных испытаний на поверхности этой стали обнаруживается медная пленка, хорошо видимая невооруженным глазом. Но эта пленка пористая, затормозить процесс коррозии не в состоянии и коррозия протекает при отрицательном значении стационарного потенциала (—0,250 В), который не зависит от содержания меди в стали и не меняется во времени. [c.67] Вернуться к основной статье