Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Легирующие примеси (Специальные)



Углеродистые и легированные стали

 

Железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 2,14% называются сталями.

Легированными называются стали, в которые помимо углерода добавляются различные химические элементы.

Содержание легирующих элементов может изменяться в очень широких пределах: хром или никель – 1% и более процентов; ванадий, молибден, титан, ниобий – 0,1… 0,5%; также кремний и марганец – более 1 %. При содержании легирующих элементов до 0,1 % – стали называются микролегированными.

В конструкционных сталях легирование осуществляется с целью улучшения механических свойств (прочности, пластичности). Кроме того, меняются физические, химические, эксплуатационные свойства.

Легирующие элементы повышают стоимость стали, поэтому их использование должно быть строго обоснованно.

Достоинства легированных сталей:

- особенности обнаруживаются в термически обработанном состоянии, поэтому изготовляются детали, подвергаемые термической обработке;

- улучшенные легированные стали обнаруживают более высокие показатели сопротивления пластическим деформациям;

- легирующие элементы стабилизируют аустенит, поэтому прокаливаемость легированных сталей выше;

- возможно использование более «мягких» охладителей (снижается брак по закалочным трещинам и короблению), так как тормозится распад аустенита;

- повышаются запас вязкости и сопротивление хладоломкости, что приводит к повышению надежности деталей машин.

Недостатки легированных сталей:

- подвержены обратимой отпускной хрупкости II рода;

- в высоколегированных сталях после закалки остается аустенит остаточный, который снижает твердость и сопротивляемость усталости;

- склонны к дендритной ликвации, так как скорость диффузии легирующих элементов в железе мала, неоднородность, поэтому необходим диффузионный отжиг.

- склонны к образованию флокенов.

 

Влияние примесей на свойства стали

Постоянные примеси

В любой стали всегда присутствует ряд примесей, которые можно разделить на следующие группы.

Марганец. Содержание в стали 0,5…0,8 %. Марганец повышает прочность, не снижая при этом пластичности, и резко снижает красноломкость (повышение хрупкости стали при высокой температуре) стали, вызванную влиянием серы.

Кремний. Содержание в стали 0,35…0,4 %. Кремний дегазирует метал и тем самым повышает плотность слитка. Растворяется в феррите и повышает прочность и предел текучести стали. Наблюдается некоторое снижение пластичности.

Фосфор. Содержание в стали 0,025…0,045 %. Фосфор способен растворяться в феррите, и тем самым искажать кристаллическую решетку. Это приводит к увеличению предела прочности и предела текучести, но снижается пластичность и вязкость, вызывает хладоломкость (повышение хрупкости стали при низкой температуре).

Фосфор обладает склонностью к ликвации, поэтому в центре слитка отдельные участи имеют резко пониженную вязкость.

Сера. Содержание в стали 0,025…0,06 %. Сера – вредная примесь, попадает в сталь из чугуна.

При взаимодействии с железом образует сульфид железа FeS, который в свою очередь образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988 оС. При нагреве эвтектика плавится и заготовка разрушается.

Сера значительно снижает механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность, а также предел выносливости. Она ухудшает коррозионную стойкость.

Основным способом борьбы с влиянием серы, является добавление в металл марганца, который образует с серой сульфид марганца, что значительно снижает ее влияние на сталь.

Азот и кислород находятся в виде хрупких неметаллических включений: оксидов (FeO, SiO2, Al2O3), нитридов (Fe2N), в виде твердого раствора или в свободном состоянии. Они повышают порог хладоломкости и снижают сопротивление хрупкому разрушению. Могут значительно понизить предел выносливости и вязкости.

Очень вредным является растворенный в стали водород. Он приводит к образованию флокенов (тонких трещин овальной или круглой формы).

Водород из поверхностного слоя может быть удален в результате нагревания в вакууме до температуры 150…180 оС.

 

Легирующие примеси (Специальные)

 

Основным легирующим элементом для стали является хром. Его содержание 0,8…1,2 %. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Снижает порог хладоломкости хромистых сталей -100…0 оС.

Бор, содержание в стали 0,003 %. Увеличивает прокаливаемость, но повышает порог хладоломкости до -60…+20 оС.

Титан, содержание в стали до 0,1 %. Вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.

Молибден, содержание в стали 0,15…0,45 %. Увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости, до -20…-120 оС. Молибден увеличивает статическую, динамическую, усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Помимо этого, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.

Никель значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости. Хромоникелевые стали обладают наилучшим комплексом свойств. Однако дефицитность никеля ограничивает применение таких сталей.

Значительное количество никеля можно заменить кремнием. Это не приводит к снижению свойств стали.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.