Контрольная работа: Влияние углерода и постоянных примесей на структуру и свойства сталей
Рисунок 1.
Отступление:
Рисунок 2.
Чем больше ударная вязкость (KCU), тем более вязкий образец (металл).
Повышение содержания углерода облегчает переход стали в хладноломкое состояние. Влияние углерода на хладноломкость железа приведено на (рис. 3).
Каждая 0,1% С повышает температуру порога хладноломкости Тп.х. в среднем на 20˚С и расширяет переходный интервал от вязкого к хрупкому состоянию.
Рисунок 3. Влияние углерода на хладноломкость железа
Температура перехода из вязкого в хрупкое состояние (рис. 4):
Рисунок 4. Переход из вязкого в хрупкое состояние
Тп.х. – температура перехода из вязкого в хрупкое состояние.
Порог хладноломкости – температурный интервал изменения характера разрушения от вязкого к хрупкому.
3. Влияние кремния и марганца
Кремний (Si) и марганец (Мn) переходят в сталь в процессе её раскисления при выплавке. Они раскисляют сталь, т.е. соединяясь с кислородом закиси железа FeO, в виде окислов переходят в шлак:
2FeO + Si = 2Fe + SiO,
FeO + Mn = Fe + MnO.
Частично Si u Mn остаются в стали:
Si – 0,35 – 0,4%,
Mn – 0,5 – 0,8%.
Удаляя О2 – Si и Mn – повышают плотность металла (слитка).
Si – сильно повышает предел текучести, снижает пластичность (стали с высоким содержанием Si не годятся к глубокой, холодной вытяжке). Поэтому стали предназначенные для холодной штамповки и холодной высадки должны содержать минимальное количество Si.
Mn – заметно повышает прочность σв , σт , практически не снижая пластичности. Резко уменьшает красноломкость стали.
4. Влияние серы
Сера (S) является вредной примесью. Попадает в сталь из чугуна (из золы и руды).
Содержание серы:
S – 0,035 – 0,06% (0,018% S – качественная сталь). Сера образует с железом соединение FeS. Это соединение образуют с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления – Тпл = 988˚С.
Наличие эвтектики вызывает красноломкость, т.е. хрупкость при высоких температурах. При нагреве до 1000–1200˚С эвтектика, располагающая по границам зёрен, расплавляется и при деформации (ОМД) в стали возникают надрывы и трещины.