Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей
Азот и кислород присутствуют в стали в виде хрупких включений FeO, SiO2, Al2O3, Fe4N, твердых растворов или в свободном состоянии в раковинах, трещинах и других дефектных участках металла. Концентрируясь по границам зерен в виде оксидов и нитридов, они повышают порог хладноломкости, уменьшают ударную вязкость и предел выносливости стали. Фосфор является вредной примесью в стали. Растворяясь… Читать ещё >
Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Сталь является многокомпонентным сплавом, содержащим углерод и ряд постоянных примесей Mn, Si, S, P, O, H., N. После охлаждения сталь состоит из феррита и цеменита. От их соотношения зависят многие свойства стали. При содержании углерода в стали более 1…2% твердость ее возрастает, а временное сопротивление уменьшается, что объясняется выделением по границам бывшего зерна вторичного цеменита. Кремний и марганец присутствуют в стали в количестве соответственно 0,35…0,4%и 0,5…0,8%. Кремний повышает предел текучести и снижает способность стали к холодной деформации — высадке, штамповке. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности, но уменьшает красноломкость, т. е. хрупкость при высоких температурах, вызванную серой. Последняя образует с железом эвтектику при 988оС, по границам его зерен. При прокатке или ковке такой стали при 1000…1200оС эвтектика между зернами расплавляется, связь между ними нарушается, вследствие чего в направлении деформирования появляются надрывы и трещины. Это явление называется красноломкостью. Сера, кроме того, снижает ударную вязкость и предел выносливости, ухудшает сваримость и коррозионную стойкость. Поэтому содержание серы ограничивается до 0,035…0,06%. Марганец обладает большим сродством к сере и образует с ней тугоплавкое соединение MnS, практически исключающее красноломкость.
Фосфор является вредной примесью в стали. Растворяясь в феррите, он сильно искажает кристаллическую решетку, повышает уВ, у0,2 и порог хладноломкости; уменьшает д, ш и KCT. Каждая 0,01% Р повышает порог хладноломкости стали на 20…25оС. Содержание его в стали ограничивается до 0,025…0,08%.
Азот и кислород присутствуют в стали в виде хрупких включений FeO, SiO2, Al2O3, Fe4N, твердых растворов или в свободном состоянии в раковинах, трещинах и других дефектных участках металла. Концентрируясь по границам зерен в виде оксидов и нитридов, они повышают порог хладноломкости, уменьшают ударную вязкость и предел выносливости стали.
Особенно вреден растворенный в стали водород. Он не только охрупчивает ее, но и приводит к образованию в катаных заготовках и поковках тонких трещин — флокенов. В изломе они имеют вид хлопьев серебристого цвета. Флокены резко ухудшают свойства стали.