Как влияют легирующие элементы на свойства стали

Для расширения и улучшения технологических характеристик металла человечество научилось выполнять такой процесс, как легирование стали. Он состоит во введении в общий состав примесей, удельный вес которых превышает более 1 %. Вводятся как отдельные элементы, так и их комплексы. Легирование позволяет улучшать почти все свойства стали:

  • Снижается скорость закалки,
  • Улучшается противостояние деформируемости и образованию трещин;
  • Повышается порог текучести, ударная вязкость, сужение и прокалываемость.

 

Группы примесей, используемых при легировании стали

 

Совокупность элементов, которые применяются при легировании, распределена по 3 классификационным характеристикам:

  1. Экономической:
  • Марганец, кремний, хром,
  • Никель, молибден;
  • Таллий, ниобий, .
  1. Механизму воздействию на свойства:
  • Оказывающих влияние на полиморфные превращения;
  • Образовующих с углеродом карбидов;
  • Образовующих интерметаллиды с железом.

3 Характеру влияния на полиморфные превращения:

а) элементы, обеспечивающие присутствие в стали феритного сплава при разных температурах (алюминий, хром, силиций, вольфрам и др.);

б) элементы (никель, магний), обеспечивающие наличие аустенитного сплава.

 

Влияние легирующих элементов на свойства стали

 

            Несомненно большее влияние оказывают на сталь именно постоянные примеси, которые с начала входят в ее состав, поэтому требуют больших усилий для удаления выплавкой (фосфор, сера), процессом раскисления (марганец, кремний) или из лома (никель, хром). Изучим детальнее влияние каждого из них на сталь:

  • Углерод – при добавлении боле 1,2 % способствует улучшению прочности, твердости, порога хладноломкости, предела текучести, электрического сопротивления и снижению плотности, вязкости, пластичности, размеров удлинения и сужения. Но отмечено также ухудшение некоторых свойств – наблюдается деформация при штамповке, снижается свариваемость.
  • Марганец – незаменим при необходимости повышения раскисления стали и снижения негативного влияния серы (более 0,8 % содержания).
  • Кремний – при содержании более 0,37 % также используется для раскисления стали.
  • Сера – предельное допустимое значение 0,035-0,06 %. При его увеличении ухудшается пластичность, сопротивление коррозии, ударная вязкость, свариваемость готового изделия.
  • Фосфор – один из наиболее вредных примесей вместе с серой, имеет предельное значение 0,025-0,045 %. При его даже незначительном увеличении, критично повышается текучесть, сталь становится хрупкой, ломкой, непластичной и менее вязкой.
  • Кислород и азот наполняют сталь неметаллическими загрязняющими включениями. Так, при повышении допустимого значения кислорода более 0,03 % сталь начинает стареть, а при величине более 0,1 % – начинается красноломкость. Аналогично и азот способствует медленно старения при комнатной температуре, при этом снижается пластичность, но увеличивается прочность и твердость стали.
  • Водород при большом количестве делает сталь хрупкой и приводит к ее разрушению.

 

 

 

 

Товар добавлен в корзину
Сумма:
Продолжить покупки
Оформить заказ