Материаловедение. Барышев Г.А. - 55 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

2. ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННЫХ ПРИМЕСЕЙ

НА СВОЙСТВА СТАЛЕЙ

Постоянными примесями считаются Mn, Si, P, S, O, N, H – без них технология плавки невозможна или примеси невоз-

можно вывести. Содержание этих примесей ограничено верхними пределами:

Mn – 0,8 %; S – 0,05 %;

Si – 0,5 %; P – 0,05 %.

Mn, Si – раскислители, вводятся в процессе плавки для удаления вредной FeO (окиси железа):

2FeO + Si → 2Fe + SiO;

FeO + Mn → Fe + MnO.

Растворимость «Р» в Fe при комнатной температуре составляет 0,02 %. Растворяясь в α-Fe, фосфор охрупчивает

сталь с понижением температуры. Это явление называется хладноломкостью. При этом облегчается обработка резанием

(стружка становится ломкой).

Сера – нерастворима в Fe, образуя сернистое соединение FeS (сульфид железа). Образуется легкоплавкая эвтектика

(Т

пл

= 988 °С) (рис. 2).

Сталь при этом разрушается, так как по границе зерна эвтектика оплавляется – явление называется красноломкость.

Сульфиды Mn пластичны, при температурах горячей обработки деформируются – вытягиваются в направлении прокат-

ки (рис. 3).

Рис. 2. Диаграмма состояния между железом и серой

(сернистое железо FeS)

а) б)

Рис. 3. Неметаллические включения MnS в углеродистой стали

при увеличении 100

а – до деформации; б – после деформации (прокатка)

При этом механические свойства снижаются, если нагружение ведется перпендикулярно вытянутым включениям (рис.

4).

Повышенное содержание серы влияет на качество поверхности излома: он становится волокнистым (рис. 5, б) и приво-

дит к снижению ударной вязкости (рис. 5, а).