Оглавление:
Влияние постоянных примесей на углеродистые стали
- Влияние постоянных примесей на углеродистую сталь Главные продукты металлургии утюга сталь, с сплавом приблизительно 85% и 15% сделанным из стали углерода. Поэтому основным металлическим материалом в нашей промышленности является углеродистая сталь. Углеродистая сталь, выпускаемая в 77 отраслях промышленности, имеет довольно сложный химический состав.
Содержание железа в нем колеблется от 97,0 до 99,5% и включает в себя технологию производства (марганец, кремний) или металла (сера, фосфор, кислород, азот, водород), случайные примеси (хром, никель, медь) и другие примеси. В зависимости от способа выплавки(конвертерный, мартеновский, очень редко электропечь), сталь имеет различное содержание примесей*. Постоянными примесями в
Стали являются те, которые попадают в нее в процессе производства, литья, а также из исходного материала, топлива, футеровки печи и атмосферы. Людмила Фирмаль
Как видно из диаграммы состояния железо—углерод(см. 4.1), феррит составляет основную стадию стали. Присутствие марганца, растворенного в феррите, увеличивает связь металла в его кристаллической решетке, увеличивает значение модуля Юнга (продольного модуля) и модуля сдвига. Марганец в виде оксида Mpo2-пирролита-присутствует в Стали и чугуне, поскольку он всегда содержится в железной руде.
Когда марганец также раскисляется ферромарганцем во время плавки в сталь, кусочки марганца взаимодействуют с основными компонентами стали и используются в процессе кристаллизации. Точно так же кремний, который растворяется только в феррите, влияет на свойства стали. Кремний в виде соединения SiO2-кремнезема-всегда присутствует в железной руде (эта часть руды называется пустой породой). Раскислителем, используемым при выплавке стали, является ферросилиций, представляющий собой кремнийсодержащий материал, который активно вступает в обменную реакцию с оксидом железа.
- Поэтому присутствие небольшого количества кремния в Стали также технически неизбежно. Исходя из вышеизложенного, все марки конструкционной углеродистой стали включают 0,3-0,8% MP и 0,17-0,37% Si. По этой причине, Бринелл твердость феррита в этой стали ХБ60 ~ 80мпа, чистый феррит около ХБ100. Постоянные примеси в стали включают фосфор и серу. Эти элементы оказывают существенное влияние на механические, технические и другие характеристики стали, поэтому их количество в различных марках строго регламентировано. Способ получения стали в электропечах является самым дорогим, поэтому его применяют только при выплавке конструкций, высоколегированных сплавов, инструмента, специальных сталей и сплавов.
Люминофор поступает в сталь из руд, топлив и флюсов, используемых в металлургическом производстве. В большинстве случаев фосфор, содержащийся в стали, растворяется в кристаллической решетке феррита и располагается на границе зерен вследствие явления разжижения. Это приводит к снижению пластичности, значительной хрупкости стали, повышению температуры перехода в хрупкое состояние, то есть фосфор придает стали способность к холодному разрушению. По этой причине количество фосфора в Стали может находиться в пределах 0,01-0,07%.
Сера поступает в сталь во время металлургического процесса из-за наличия небольших количеств в железной руде и металлургических топливах. Людмила Фирмаль
Сера по-разному взаимодействует с компонентами стали и, соответственно, влияет на ее характеристики в Стали в связанном состоянии в виде механических примесей (FeS и MnS). Сульфид железа образуется сплавленной Эвтектикой железа (/PL=988°C), расположенной на границах зерен, что значительно снижает прочность и пластичность стали. Это отрицательно сказывается на обработке стали в условиях высоких температур (800-1200°С) и проявляется в виде явления покраснения. Температура плавления МНС значительно выше 1620°С и присутствует в Стали в виде мелких включений, которые не плавятся при обработке.1. количество серы вызывает охрупчивание стали, и поэтому ее содержание строго контролируется.
Для важных деталей содержание серы составляет не более 0,03-0,04%, а для обычной стали допускается 0,05%. Марганец и кремний—оказывают определенное положительное влияние на механические свойства стали, а фосфор и сера являются очень вредными примесями, разлагают их сверху, а затем и сверху. При выплавке и разливке стали кислород, азот, водород и другие газы попадают в нее из окружающей атмосферы. Кислород в кристаллической решетке железа не растворяется, поэтому в Стали он присутствует в виде частиц оксида железа FeO, Fe2O3 и других элементов. Эти неметаллические включения снижают прочностные и пластические свойства стали.
Очень небольшое количество азота может раствориться в феррите, затвердеть и в то же время сделать его хрупким. Определенное количество азота в стали образует нитрид с железом, который находится в Стали в виде включений, а также охрупчивает ее. При выплавке стали в нее поступает водород, растворяется в ней и вместе с железом не образует гидридов, покидая ее при понижении температуры. Часть оставшегося водорода в стали охватывает его. Этот нерастворенный водород в стали образует хлопья (микроскопические трещины). Видно, чтобы разбить эти стаи 79хлопеобразные серебряные пятна. Этот дефект снижает прочность и пластичность стали, исключает ее использование в качестве конструкционного материала.
Включения оксидов MnO, SiO2 и A12O3, а также других элементов образуются в стали как продукт раскисления на определенной стадии плавки и удаляются из футеровки печи. Все неметаллические примеси значительно снижают металлургические качества стали и снижают ее механические свойства.
Смотрите также:
Методические указания по материаловедению
| Влияние углерода на свойства углеродистых сталей и их применение | Диаграмма состояния железо — углерод |
| Углеродистые качественные стали | Классификация углеродистых сталей |
