Примеси, входящие в состав стали

Примеси, входящие в состав стали

• Примеси, составляющие сталь Все рафинированные стали, кроме железа и углерода, можно разделить на простые углеродистые стальные стержни, содержащие только постоянные и случайные примеси в десятках процентов количеств, и легированные стали, содержащие в дополнение к постоянным и случайным примесям. элементы сплава специально введенные в количестве Углерод является важным компонентом стали любого состава.

Только при легировании углеродом железо превращается в сталь, приобретая способность резко изменять свои механические и физико-химические свойства в процессе термообработки. В промышленном сорте обычной углеродистой стали содержание углерода находится в диапазоне 0,05-1,4%, а в легированной стали

очень часто устанавливается совершенно другое содержание углерода. Людмила Фирмаль

Все примеси, которые попадают в сталь, классифицируются на 3 группы в зависимости от того, как они попадают в сталь и как они влияют на характеристики стали. Перейти железоуглеродистый сплав Первая группа примесей является постоянной или неизбежной примесью. Сера, фосфор, кремний и марганец остаются в Стали при выплавке в различных металлургических печах.

Содержание некоторых примесей в Стали находится в следующих пределах: Сера O t, 0, 0, 5% (обычно 0.03-0.04%) F, F о R для отслеживания. 。 。 。 «»»0、0 5％（»0、0 3-0、0 4％）кремний. 。 。 «»«0、4％（» 0.2-0.3％）марганец. 。 。 «0.1〜0.6％（» 0.3-0.4％） Сера и фосфор попадают в металл даже при производстве чугуна и переходят в сталь как неизбежная вредная примесь. Сера растворяется в железе в очень малом количестве, а твердая сталь в основном находится в виде хрупких химических веществ-сера железа располагается по границам зерен.

• При нагреве стали для горячей обработки (ковка, прокатка) соединение серы плавится, и в результате сталь теряет свою пластичность, становится «красной трещиной», а в момент деформации легко происходит горячее растрескивание deformed. In кроме того, сера ухудшает механические свойства стали в холодном состоянии, что значительно снижает ее вязкость. Поэтому содержание серы в стали строго ограничено, и оно не должно превышать 1 процента от ста минут.

Стали с высоким содержанием фосфора имеют низкую вязкость при комнатной температуре и становятся очень хрупкими, то есть»холодной хрупкостью«, при охлаждении до температуры менее 0 градусов. Влияние фосфора на пониженную вязкость железа дополнительно усиливается тем фактом, что железо имеет тенденцию к отделению и создает очень неравномерно распределенные, уязвимые и богатые фосфором участки в железе. Таким образом, фосфор ухудшает пластические свойства стали, а его содержание в стали, как и содержание серы,

не превышает 1 процента от ста частей. Людмила Фирмаль

Повышенное количество серы и фосфора (до 0,1-0,2%) допускается только в автоматической стали, которая обладает относительно низкими механическими свойствами, но благодаря своей высокой хрупкости легко поддается обработке резанием на автомате. Кремний и марганец вводятся в жидкий металл в качестве раскислителей для выплавки стали. Они остаются в Стали в небольшом количестве в виде постоянно полезных примесей. При введении в расплавленную сталь кремний раскисляет (редуцирует) металл до дегазации, а также связывает кислород и некоторые газы с прочным соединением-силикат легче железа, плавает на поверхности расплавленной стали и удаляется в виде шлака.

Содержится в стали Марганец вводится в расплав стали для раскисления и десульфурации (очистки от серы).в кислороде марганец образует сильные оксиды, а в сере-сульфид марганца, который удаляется вместе со шлаком. Влияние небольшого количества кремния и марганца как постоянной примеси на характеристики стали обычно не учитывается, так как вся сталь имеет определенное количество. С другой стороны, эти элементы, которые остаются после раскисления, оказывают очень значительное влияние на многие свойства стали.

Например, чистый железоуглеродистый сплав 0,8-1,0% С закаляют со скоростью охлаждения не менее 400 Град / С, а в промышленной стали содержание углерода такое же, но присутствует небольшое количество кремния и марганца в виде константы-около 200 град / с. К группе постоянных примесей относятся также газы. Кислород, водород и азот обычно являются вредными примесями в Стали и содержатся примерно в следующих количествах: Кислород. 。 。 Водород до 0,040. 。 。 。 «0,001 азот» 0,010 Кислород находится в Стали в химически связанном состоянии в виде оксидов, таких как железо, марганец, и в небольших количествах поступает в твердый раствор. Под воздействием кислорода прочность стали снижается, а ее ударная вязкость резко снижается.

Высокая сталь кислорода красна Омукой обладает низкой стойкостью к высокотемпературной обработке пластика (ковка, прокатка), что делает его более хрупким в холодную погоду. Водород присутствует в Стали в твердом растворе с железом, и он находится в свободном состоянии в виде накапливающихся в порах, пузырьках и др. Будучи твердым раствором, водород снижает пластичность стали в холодном состоянии и увеличивает Красный растрескивание в горячем состоянии. Многие дефекты стали связаны с присутствием водорода[4]. Азот менее вреден, чем кислород и водород, а в некоторых случаях даже полезны стальные смеси.

Например, азот (0,1-0,3%) специально вводится в некоторые марки легированной стали для улучшения прокаливаемости и повышения прочности при нагреве. 2-я группа примесей включает легирующие элементы. Его вводят (добавляют) в сталь специально для повышения прочности в определенном количестве, получения особых физико-химических свойств и др. 3 — я группа примесей включает случайные элементы. 12_ железоуглеродистый сплав случайно попал в сталь Наиболее распространенной случайной примесью является、％： Никель −0.3 C 0.2 медь 0.1 Содержание случайных примесей в Стали не допускается за пределами определенных пределов, предусмотренных техническими условиями каждой марки стали.

Это неудивительно, ведь очень часто одни и те же элементы, полезные для стали одного состава, случайно попадают в другой, становятся вредными. Все примеси, содержащиеся в составе сталей на металлической основе, в том числе чугуна, образуют твердые растворы в любых quantity. In в этом случае металлические примеси (металлы), атомный объем которых близок к атомному объему железа, дают твердый замещающий раствор с железом: в таком растворе атомы растворенных элементов в атомно-кристаллической решетке железа замещают атомы железа, то есть замещают их.

Неметаллические примеси (полуметаллы), атомный объем которых значительно меньше атомного объема железа, вместе с ним дают твердый интерстициальный раствор: в таком растворе атомы растворенных элементов в атомно-кристаллической решетке не вытесняют атомы железа, а располагаются между ними, то есть они встроены в железную решетку. Некоторые элементы с металлической основой железа-Железо-химические соединения-образуют интерметаллиды, образуя карбиды с carbon. In в стали мало примесей, которые не попадают в твердый раствор и не взаимодействуют с железом или углеродом.

Смотрите также:

Материаловедение — решение задач с примерами

Химический состав и основные свойства технических сортов железа	Критические точки железа
Химический состав стандартной углеродистой стали	Диаграмма системы Fe—С