Студопедия — УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ






 

Углеродистые стали имеют сложный химический состав. Кроме основных компонентов — железа (97—99,5%) и углерода — они со­держат примеси никеля, хрома, кремния, марганца, серы, фосфора, кислорода, азота, водорода или других элементов. Углеродистыми являются стали, которые содержат мало примесей, но достаточно — углерода. Углерод и примеси оказывают непосредственное влияние на структуру и свойства стали.

Как уже отмечалось, доэвтектоидные стали состоят из феррита и перлита, эвтектоидные — из перлита и вторичного цементита. По­сле медленного охлаждения сталь при обычной температуре состоит из двух фаз — феррита и цементита, причем количество феррита уменьшается, а количество цементита повышается пропорциональ­но содержанию углерода. Присутствие этих фаз влияет на твердость стали, так как твердость цементита (по Бриннелю) составляет 8000—8500 МПа, у феррита 800—900 МПа. Твердые частицы цемен­тита затрудняют движение дислокации и тем препятствуют дефор­мациям, понижают пластичность и вязкость стали. С увеличением содержания углерода в стали повышается ее твердость (НВ), предел прочности при растяжении (σв) и предел текучести (σ0,2), уменьша­ются пластичность (относительные удлинение δ, сужение α) и ударная вязкость ψ (рис. 19.8), понижаются плотность, теплопро­водность и магнитная проницаемость, но возрастает ее электросоп­ротивление.

 

Рис. 19.8. Изменение свойств стали с увеличением содержания углерода

 

На качество стали влияют примеси — марганец, кремний, сера, фосфор, а также газы (азот, кислород и др.).

Марганец содержится в каче­стве примеси во всех углероди­стых сталях примерно в одина­ковом количестве, но не более 0,8% по массе. Его вводят в ста­ли в виде ферромарганца, т. е. сплава железа с марганцем, для раскисления при плавке с целью устранения вредных примесей закиси железа FeO, ухудшаю­щих, качество стали.

Раскисление состоит в том, что марганец соединяется с кис­лородом закиси железа, образу­ет оксид марганца МnО, основ­ная часть которого, выделяясь из стали, переходит в отделяющийся от стали шлак: FeO + Mn → Fe + МnО. Но некоторая доля оксида марганца остается в стали, а часть марганца растворяется в феррите и цементите, также оставаясь в стали. Марганец способствует устра­нению вредных примесей сернистых соединений железа. В результа­те раскисления улучшаются свойства, в частности повышается проч­ность стальных горячекатаных изделий.

Кремния в углеродистой стали содержится обычно не более 0,35—0,5%. Его вводят как примесь в сталь в виде ферросилиция, т. е. сплава железа с кремнием, с той же целью, что и марганец, — для раскисления при плавке: 2FeO + Si → 2Fe + SiO2. Основная часть SiO2 удаляется в виде шлака, но часть оксида кремния, не успевшая всплыть со шлаком, остается в стали. Остается и часть кремния, растворившаяся в феррите. Раскисление стали кремнием улучшает ее свойства, повышает плотность слитка, так как кремний дегазирует сталь.

Сера попадает в чугуны и стали из руд и печных газов (газ SO2 — продукт горения топлива). Она является вредной примесью и ее допускается в стали не более 0,035—0,06%. Сера образует с желе­зом сульфид железа FeS с появлением легкоплавкой и хрупкой эв­тектики (эвтектической смеси Fe + FeS). Последняя придает стали хрупкость при нагревании ее до 800°С и выше, т. е. до температуры красного каления. Такое явление называют красноломкостью. Сталь, содержащая повышенное количество серы, не поддается го­рячей обработке давлением вследствие красноломкости. При обра­ботке же стали прокатом или ковкой с нагреванием до 1000—2000°С эвтектика расплавляется, вследствие чего нарушается связь между зернами стали. Возникают трещины и надрывы в местах расположе­ния эвтектик. При введении в сталь марганца вредное влияние серы, красноломкость практически исключаются, так как марганец имеет брлее сильное химическое сродство с серой, чем железо, и образует с ней тугоплавкий сульфид марганца MnS.

Сернистые включения значительно понижают механические свойства стали, улучшают ее коррозионную стойкость и сваривае­мость, облегчают обработку стали резанием.

Фосфор содержится в железной руде, флюсах, топливе и является вредной примесью в стали. Его содержание ограничивается не более чем 0,025—0,045%. Он растворяется в феррите, искажая его кристал­лические решетки, вследствие чего резко повышает температуру пе­рехода стали в хрупкое состояние, т. е. вызывает так называемую хладноломкость стали.

Фосфор повышает прочность и уменьшает пластичность и вяз­кость стали. Он неоднородно распределяется в стальном слитке (ликвация), вследствие чего некоторые средние участки стального слитка содержат повышенное количество фосфора, обладают значи­тельно пониженной вязкостью.

В стали содержится небольшое количество газов (азота, кисло­рода и др.), ухудшающих ее свойства.

Содержание неметаллических включений и газов в стали значи­тельно уменьшается при выплавке или разливе ее в вакууме.








Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 367. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Потенциометрия. Потенциометрическое определение рН растворов Потенциометрия - это электрохимический метод иссле­дования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от активности (концентрации) определяемого вещества в исследуемом рас­творе...

Гальванического элемента При контакте двух любых фаз на границе их раздела возникает двойной электрический слой (ДЭС), состоящий из равных по величине, но противоположных по знаку электрических зарядов...

Сущность, виды и функции маркетинга персонала Перснал-маркетинг является новым понятием. В мировой практике маркетинга и управления персоналом он выделился в отдельное направление лишь в начале 90-х гг.XX века...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Методика исследования периферических лимфатических узлов. Исследование периферических лимфатических узлов производится с помощью осмотра и пальпации...

Роль органов чувств в ориентировке слепых Процесс ориентации протекает на основе совместной, интегративной деятельности сохранных анализаторов, каждый из которых при определенных объективных условиях может выступать как ведущий...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия