ує шкідливий вплив сірки: FeS + Мn? MnS + Fe.
У повністю раскисленной вуглецевої сталі міститься до 0,4% Si. Кремній є корисною домішкою, так як ефективно розкислює сталь і, повністю розчиняючись у фериті, сприяє його зміцненню.
Шкідливими домішками в сталі є сірка і фосфор. Основним джерелом сірки в сталі є вихідна сировина - чавун. Сірка знижує пластичність і в'язкість сталі, особливо при низьких температурах, а також повідомляє стали красноломкость при прокатці і куванні. Сірка нерозчинні в сталі. Вона утворює з залізом з'єднання FeS - сульфід заліза, добре розчинний у металі. При малому вмісті марганцю завдяки високій ліквації сірки в сталі може утворитися легкоплавкіевтектики Fe-FeS ( T пл=988 ° С). Евтектика розташовується по межах зерен. При нагріванні сталевих заготовок до температур гарячої деформації включення евтектики повідомляють стали крихкість, а за деяких умов можуть навіть плавитися і придеформування утворювати надриви і тріщини. Марганець усуває красноломкость, оскільки сульфіди марганцю не утворюють сітки по границях зерен і мають температуру плавлення близько 1 620 ° С, що вище температури гарячої деформації. Разом з тим, сульфіди марганцю, як і інші неметалеві включення, також знижують в'язкість і пластичність, зменшують втомну міцність сталі. Тому вміст сірки в сталі повинно бути якомога менше.
Підвищений (до 0,2%) вміст сірки допускається лише у автоматних сталях для виготовлення кріпильних деталей невідповідального призначення. Сірка покращує оброблюваність сталі.
Основне джерело фосфору - руди, з яких виплавляється вихідний чавун. Фосфор є шкідливою домішкою, здатної в кількості до 1,2% розчинятися в фериті. Розчиняючись у фериті, фосфор зменшує його пластичність. Фосфор різко відрізняється від заліза за типом кристалічної решітки, діаметру атомів і їх будовою. Тому фосфор розташовується поблизу кордонів зерен і сприяє їх охрупчіванію, підвищуючи температурний порігхладноломкості.
Приховані домішки - кисень, азот, водень - знаходяться в стали або у вигляді твердого розчину вферит, або утворюють хімічні сполуки (нітриди, оксиди), або присутні у вільному стані в порах металу. Кисень і азот мало розчиняються в фериті. Вони забруднюють вуглецеву сталь крихкими неметалевими включеннями, сприяючи зниженню в'язкості і пластичності сталі. Водень знаходиться в твердому розчині і особливо сильно охрупчиваются сталь. Підвищений вміст водню, особливо в хромистих і хромо-нікелевих сталях, призводить до утворення внутрішніх тріщин - флокенов.
Навіть невеликі концентрації газів надають різко негативний вплив на властивості, погіршуючи пластичні і в'язкі характеристики сталі. Тому вакуумирование є важливою операцією для поліпшення властивостей сталі.
Крім того, в вуглецевих сталях присутні такі випадкові домішки, як Сr, Ni, Сu, наявність яких зумовлена ??забрудненістю шихти.
Вуглецеві сталі класифікують за структурою, способом виробництва і розкислення, за якістю.
За структурою розрізняють: 1) до евтектоїдних сталь, що містить до 0,8% С, структура якої складається з фериту і перліту; 2) евтектоїдних, що вміщує близько 0,8% С, структура якої складається тільки з перліту; 3) за евтектоїдних, що містить 0,8-2,14% С; її структура складається з зерен перліту, облямованих сіткою цементиту.
За способом виробництва розрізняють сталі, виплавлені в електропечах, мартенівських печах і киснево-конвертерний спосіб.
За способом розкислення розрізняють киплячі, напівспокійну і спокійні сталі.
Кипляча сталь найбільш дешева, так як при її виплавці витрачається мінімальна кількість спеціальних добавок і забезпечується максимальний вихід придатного продукту. Знижений вміст кремнію і марганцю обумовлює меншу міцність і велику пластичність, ніж у спокійної сталі. Недоліками киплячої сталі є розвинена ліквація, в головній частині злитка неоднорідність вмісту вуглецю досягає 400%, сірки - 900% від їх середнього вмісту. У спокійній стали неоднорідність вмісту вуглецю лише на 60%, а по сірці на 110% перевищує їх середній вміст в сталі. Прокат з киплячою стали більш неоднорідний за хімічним складом, ніж прокат зі спокійної сталі. Листи і профілі, виготовлені з різних частин злитка, розрізняються за змістом вуглецю, сірки і фосфору. Тому прокат з киплячої сталі характеризується неоднорідністю структури і механічних властивостей навіть для металу однієї плавки. У середньому кипляча сталь містить близько 0,02% кисню, що в кілька разів більше, ніж у спокійної сталі. Хладостойкость киплячої сталі знижена, в середньому Т 50 у неї на 10-20 ° С вище в порівнянні з Т 50 для спокійної сталі. ...
