Срочно нужен
реферат?
Или курсовая?
Перевод сайта,
статьи, ...
ЗАХОДИ!!!
Хочешь
заработать деньги собственным умом?
Или выложить в
сеть свою работу?
ЗАХОДИ!!!
ВЛИЯНИЕ
УГЛЕРОДА И ПРИМЕСЕЙ НА СВОЙСТВА СТАЛЕЙ
Постоянные (технологические) примеси
являются обязательными компонентами
сталей и сплавов, что объясняется
трудностью их удаления как при выплавке
(Р, S), так и
в процессе раскисления (Si,
Mn) или из
шихты - легированного металлического
лома (Ni, Сг и др.).
К постоянным примесям относят углерод,
марганец, кремний, серу, фосфор, а
также кислород, водород и азот.
Постоянные примеси могут присутствовать
в виде твердых и газообразных фаз.
Однако они не оказывают существенного
влияния на положение критических точек
диаграммы Fe -
Fе3С.
Характер влияния этих примесей на
свойства сталей и сплавов определяется
их возможностью образовывать
самостоятельные фазы с основным
компонентом, железом, а также местом
возникновения этих фаз.
Углерод
Углерод в соответствии с диаграммой
состояния "железо-цементит" может
образовать с железом твердый раствор
a-Fe и цементит Fе3С.
Содержание цементита в сплавах можно
оценивать прямо по диаграмме состояния,
используя дополнительную шкалу абсцисс
по содержанию цементита (рис.1), так как
количество цементита в сталях
пропорционально содержанию углерода.
Рис.
3. Влияние углерода на механические
свойства стали и сплавов
Влияние углерода на свойства сталей, в
основном, определяется свойствами
цементита (закон аддитивности) и связано
с изменением содержания основных
структурных составляющих - феррита и
цементита. Следовательно, при увеличении
содержания углерода до 1,2% (рис.
3) возрастают прочность, твердость,
порог хладноломкости (0,1%С повышает
температуру порога хладноломкости на
20С), предел текучести, величина
электрического сопротивления и
коэрцитивная сила. При этом снижаются
плотность, теплопроводность, вязкость,
пластичность, величины относительных
удлинения и сужения, а также величина
остаточной индукции.
Существенную роль играет то, что
изменение физических свойств приводит к
ухудшению целого ряда технологических,
таких как деформируемость при штамповке,
свариваемость и др. Так хорошей
свариваемостью отличаются
низкоуглеродистые стали. Сварка средне-
и особенно высокоуглеродистых сталей
требует применения подогрева,
замедляющего охлаждение и других
технологических операций,
предупреждающих образование трещин.
Марганец
Марганец вводят в стали как
технологическую добавку для повышения
степени их раскисления и устранения
вредного влияния серы. Марганец
считается технологической примесью при
его содержании, не превышающем 0,8%.
Марганец присутствует в сталях и сплавах
в виде твердого раствора
a-Fe и как технологическая
примесь и существенного влияния на
свойства стали не оказывает.
Кремний
Кремний также вводят в сталь для
раскисления. Содержание кремния как
технологической примеси обычно не
превышает 0,37%. Кремний присутствует в
сталях и сплавах в твердом растворе
a-Fe и как технологическая
примесь влияния на свойства стали не
оказывает. В сталях, предназначенных для
сварных конструкций, содержание кремния
не должно превышать 0,12...0,25%.
Сера
Пределы содержания серы как
технологической примеси составляют
0,035...0,06%. Сера практически
нерастворима в аустените и присутствует
в сталях и сплавах в виде хрупких
сульфидов FeS
и MnS,
входящих в эвтектику с температурой
плавления 985С. Причем эта эвтектика,
как правило, кристаллизуется по границам
зерен.
Повышение содержания серы существенно
снижает механические и физико-химические
свойства сталей, в частности,
пластичность, ударную вязкость,
сопротивление истиранию и коррозионную
стойкость. При горячем деформировании
сталей и сплавов большое содержание серы
ведет к красноломкости,
проявляющейся появлением надрывов по
включениям FeS. Кроме того, повышенное
содержание серы снижает свариваемость
готовых изделий.
Фосфор
Пределы содержания фосфора как
технологической примеси составляют
0,025...0,045%. Фосфор в сталях и
сплавах присутствует в твердом растворе
a-Fe.
Фосфор, как и сера, относится к наиболее
вредным примесям в сталях и сплавах.
Увеличение его содержания даже на доли
процента, повышая прочность,
одновременно повышает текучесть,
хрупкость и порог хладноломкости и
снижает пластичность и вязкость. Это
объясняется тем, что фосфор вызывает
сильную внутрикристаллическую ликвацию и
способствует росту зерен в металле.
Вредное влияние фосфора особенно сильно
сказывается при повышенном содержании
углерода.
Кислород и азот
Кислород и азот растворяются в ничтожно
малом количестве и загрязняют сталь
неметаллическими включениями (оксидами,
нитридами, газовой фазой). Они оказывают
отрицательное воздействие на свойства,
вызывая анизотропию механических свойств,
повышение хрупкости и порога
хладноломкости, а также снижают вязкость
и выносливость. При содержании кислорода
более 0,03% он вызывает старение стали,
а более 0,1% -красноломкость. Азот
увеличивает прочность и твердость стали,
но снижает пластичность. Повышенное
количество азота вызывает деформационное
старение. Старение медленно развивается
при комнатной температуре и ускоряется
при нагреве до 250С.
Водород
Водород содержится в твердом растворе
a-Fe или скапливается в порах и
на дислокациях. Увеличение его
содержания в сталях и сплавах приводит к
увеличению хрупкости. Кроме того, в
изделиях проката могут возникать
флокены, которые развивает водород,
выделяющийся в поры. Флокены инициируют
процесс разрушения. Металл, имеющий
флокены, нельзя использовать в
промышленности.
Флокены
-
дефекты внутреннего строения стали в
виде серебристо белых пятен (в изломе)
или волосовин (на протравленных шлифах).
Встречаются главным образом в катаных и
кованых изделиях.
|
ROBOXchange.com
http://artmetals.narod.ru
Artyomal@rambler.ru
На основании
материалов
сайта
http://www.emipipe.ru
Доработано
|