Медицинская сталь или бижутерный сплав, что выбрать? Губительная сталь

Колосс Губительной Стали (Осада Мирродина)

www.magiccards.info

состав, структура и применение этого материала

Сталь Гадфильда может называться одним из самых интересных и полезных материалов, так как используется в тех областях, в которых использование другой стали не подойдёт. Эта сталь характеризуется высокой степенью износа, а также обладает высокой пластичностью.

История

Сталь Гадфильда, как уже можно было догадаться по самому её названию, была получена неким Гадфильдом. Но мало кто знает, кто этот человек, и когда была эта сталь им предложена. Если углубиться в историю, то можно узнать тот факт, что этот материал повышенной прочности был получен английским металлургом Робертом Гадфильдом в 1882 году. Она получила широкое распространение довольно скоро, так как на поверку оказалась весьма интересным материалом.

Вскоре после того, как сталь Гадфильда была выпущена в массовое производство, ей заинтересовались военные. И не случайно. Сталь высокой прочности должна была стать очень важным материалом для создания некоторых элементов защитной военной экипировки.

Внедрение стали Гадфильда в военную отрасль началось с того, что материал был использован для создания высокопрочных пехотных шлемов. Сначала такие шлемы были приняты на вооружение в британской армии, но американские военные не остались в стороне и тоже взялись за производство аналогичных шлемов. Технология создания шлемов из стали Гадфильда была неизменна вплоть до 80-х. Дело в том, что к тому времени уже ставшую знаменитой сталь заменили на органопластик, так как он был более лёгким, но оставался довольно прочным.

Впоследствии применение стали Гадфильда осуществлялось не только в военных областях. В Советском Союзе выплавку такой стоили освоили только к 1936 году.

Состав, структура и обработка

Химический состав стали Гадфильда можно обозначит так: Fe — 82%, Mn — 12%, C — 1%, Si — 1%, другие примеси — 4%. При таком соотношении марганца и углерода в составе этой стали, она имеет аустенитную структуру, которая обеспечивает материалу повышенную устойчивость к износам и склонность к упрочнению при деформации с ударной вязкостью и высокой пластичностью.

Бытует мнение, что именно сталь Гадфильда должна называться первой легированной сталью массового производства.

Из-за того, что аустенит обладает большой вязкостью, сталь просто невозможно обрабатывать посредством резки. Режущие инструменты для обработки стали Гадфильда не подойдут, поэтому для изготовления изделий из этого материала применяют литьё.

Сталь обладает низкой твёрдостью, но в то же время наделен и необычайно высокой износоустойчивостью при трении в условиях высокого давления и ударов. Это можно объяснить тем, что сталь Гадфильда обладает повышенной способностью к наклёпу, которая у этого материала значительно выше, чем у сталей, обладающих аналогичной твёрдостью.

При сварке этой стали следует учитывать следующие её особенности:

1. Сталь Гадфильда обладает теплопроводностью, которая в 4-6 раз меньше, чем у других сталей. Коэффициент теплового расширения в 1,9 раз больше, чем у сталей малоуглеродистых, что влияет на вероятность появления холодных трещин в зоне термического воздействия и в наплавленном металле;
2. Есть вероятность появления и горячих трещин, так как литейная усадка стали Гадфильда в 1,6 раз больше усадки малоуглеродистой стали;
3. Следует помнить, что при нагревании аустенитная структура преобразуется в мартенситную, поэтому существует высокая вероятность появления трещин в зоне термического влияния.

Применение стали Гадфильда

Сталь Гадфильда применяется во многих отраслях производства, так как обладает весьма важными и полезными качествами. При изготовлении изделий из этого материала можно быть уверенным, что он не подведёт, так как прочность и другие положительные качества стали Гадфильда неоспоримы.

Высокая износоустойчивость и прочность напрямую повлияли на популярность этого материала. Различные предприятия, занимавшиеся изготовлением разными видами изделий, применяли этот материал, так как именно эта сталь могла обеспечить необходимую прочность продукции.

Поэтому совершенно неудивительно, что сталь Гадфильда применяется в изготовлении огромного количества разнообразной продукции. С её помощью изготавливаются траки гусениц танков (как было уже упомянуто выше), машин, тракторов, рельсовые крестовины, щёки дробилок, стрелочные переводы, которые способны осуществлять работу в тяжёлых условиях истирания и ударных нагрузок. К тому же именно сталь Гадфильда используется для изготовления оконных решёток для тюремных учреждений.

Кстати, насчёт последнего пункта можно сказать интересный факт. Дело в том, что использование стали Гадфильда для изготовления оконных решёток для тюрем, в шутку называют издевательством по отношению к заключённым. Дело в том, что классический побег предполагает использование ножовки, которой перерезают металлическую решётку, после чего можно совершать побег. В истории зафиксировано огромное количество таких побегов по банальному сценарию с использованием ножовки для резки металла. Кстати, интересный факт: по сведениям тюремных надзирателей, именно ножовки занимают первое место в топе предметов, которые тайком пытаются пронести заключённым их друзья и близкие.

И если в случае использования ножовки по отношению к обычным оконным решёткам, у заключённых ещё были кое-какие шансы для спасения, то использование стали Гадфильда их просто не оставляет. Дело в том, что эта сталь, в отличие от других, обладает очень интересным свойством, которое заключается в том, что в процессе резания прутьев решётки происходит сильный наклёп поверхности, на которую оказывается воздействие. Это влияет на упрочнение стали, на увеличение её твёрдости до твёрдости самой ножовки и даже выше. В результате этого даже не стоит надеяться на положительный результат такого тщетного предприятия.

Выводы

• Сталь Гадфильда является очень востребованным материалом. Её популярность обусловлена большим количеством положительных качеств, которыми она обладает. Высокая устойчивость к износам и возможность применения материала в условиях высокого давления и ударов делает сталь Гадфильда очень привлекательной для производителей различных изделий.
• Продукция, изготовленная из такой стали, отличается очень высоким сроком эксплуатации. При обработке такого материала следует помнить о его свойствах, которые не позволяют применять режущие инструменты. Для обработки стали Гадфильда следует прибегнуть к плавлению.
• Сталь Гадфильда применяется в производстве самых различных тяжёлых изделий, использование которых предполагает наличие весьма сложных условий и большого срока эксплуатации.

Медицинская сталь или бижутерный сплав, что выбрать?

28 Июня 2016

Выбор бижутерии в наше время просто безграничен, украшения различаются размерами, материалами, стилями, ценой. Из-за такого обилия предложений очень сложно найти в двух разных магазинах одинаковую модель, это делает выбор большой мукой для нерешительных дам и чудесным развлечением для любительниц шопинга. Стоит также выделить, что как и все изделия, созданные человеком, бижутерия бывает качественная и некачественная. И конечно же, каждая уважающая себя девушка, женщина хочет использовать только качественные украшения. Сегодня мы разберем один из самых важных критериев при выборе украшения - это, собственно, материал, из которого сделано это самое украшение. Самый распространенный материал - бижутерный сплав, в нем используются медь, цинк, латунь, олово, сталь. Также для повышения эстетической составляющей и антикоррозийных свойств наносится гальваническое напыление драгоценных металлов, таких как золото, серебро. Бижутерный сплав обладает своими плюсами и минусами. Разберем их детальнее.

Плюсы: 1. Невысокая стоимость украшения 2. В современных украшениях не используется никель для уменьшения вероятности аллергических реакций. 3. Часто покрывают позолотой, что помогает украшениям выглядеть дороже и улучшает физические свойства 4. Если вдруг украшение повредилось, потерялось или надоело, его не жалко отнести в утиль.

Минусы: 1. Неважные антикоррозийные свойства, со временем при повреждении позолоты, если она имеется, украшение может быстро начать портиться и темнеть 2. Чтобы продлить срок жизни такого изделия нужно следить, чтобы оно не контактировало с агрессивными средами, например, морской водой, спиртным, различными маринадами и т.д. Также стоит проследить, чтобы на украшение как можно меньше попадала вода и прямые солнечные лучи 3. Сильно подвержены царапинам и другим механическим повреждениям, поэтому даже в хранении необходимо относиться внимательно, не ложить изделия вместе 4. Редко уточняется детальный состав металла, что дает возможность недобросовестным продавцам “дурить” людей и подсовывать некачественные, порой даже опасные украшения 5. Для сохранения внешнего вида изделия нужно его периодически чистить

Второй материал, который мы рассмотрим - это хирургическая нержавеющая сталь 316l. Изделия из этого металла не настолько широко распространены, очевидно в силу более высокой цены. Но давайте же разберемся будут ли оправданы большие затраты лучшим качеством, определим плюсы и минусы этого материала.

Плюсы: 1. Украшения обладают хорошими антикоррозийными свойствами 2. Устойчивы к царапинам и другим механическим повреждениям 3. Многие покрываются позолотой, что придает более привлекательный внешний вид изделию и повышает его физические свойства 4. Можно не бояться, что на украшение попадет вода 5. Изделия гипоаллергенные, как и драгоценные металлы не вызывают аллергические реакции 6. Украшения долговечные из-за свойств металла

Минусы: 1. Цена изделий из хирургической стали может быть в несколько раз выше, чем из бижутерного сплава 2. Не такой широкий выбор, как у украшений из бижутерного сплава 3. Как и за любым другим украшением, даже из драгоценных металлов, необходимо за ним ухаживать

В сети ходят разные мнения о хирургической или медицинской нержавеющей стали, по сути, такой стали нет, они все определяются марками, но название такое получила из-за широкого применения в медицине. Из этого металла изготавливаются скальпели и другие инструменты, которые контактируют с кожей человека.

Итак, давайте подведем черту и сделаем окончательный вывод. Мы выяснили, что оба материала обладают своими сильными и слабыми сторонами. Украшения из бижутерного сплава более дешевые, не так бьют по карману, их можно купить большое количество и менять хоть каждый день. Но они более прихотливые, нужно следить, чтобы на них не попадала вода, их нужно снимать во время сна, хранить каждое украшение лучше отдельно друг от друга, не допускать попадания спиртного и других химических раздражителей. Украшения из хирургической стали в свою очередь намного долговечнее, за ними не нужно столь скурпулезно следить, не страшно, если на них попадет вода, меньше подвержены царапинам. Но необходимо будет заплатить за изделие сумму, на которую можно купить 2 или 3 аналогичных украшения из бижутерного сплава, также стоит поискать модель, которая Вам понравится, т.к. выбор не столь широк. Далее выбор за Вами, положиться на большую надежность и долговечность, больше заплатив, или сэкономить, но пожертвовать качеством и сроком службы. Мы сделали выбор в сторону медицинской стали по ряду описанных выше причин - плюсов, и предлагаем Вам только качественные аксессуары. В каждой категории нашего каталога можно посмотреть на выбор украшений из хирургической стали.

raravis.com.ua

1.1.4. Примеси в сталях

Примесями называют химические элементы, перешедшие в состав стали в процеесе ее производства как технологические добавки или как составляющие шихтовых материалов.

Примеси в стали по классификации Н.Т. Гудцова подразделяют на постоянные (обыкновенные), случайные и скрытые (вредные).

Постоянными примесями являются элементы, которые вводятся в сталь по технологическим соображениям (технологические добавки).

Постоянными примесями в стали являются марганец и кремний, которые как примеси имеются практически во всех промышленных сталях. Содержание марганца в конструкционных сталях обычно находится в пределах 0,3-0,8 % (если марганец не является легирующим элементом), в инструментальных сталях его содержание несколько меньше (0,15-0,40 %). Введение марганца как технологической добавки в таких количествах необходимо для перевода серы из сульфида железа в сульфид марганца. Кремний в хорошо раскисленных (спокойных) сталях обычно содержится в пределах 0,17-0,37 %. В неполной мере раскисленных низкоуглеродистых (£0,2% С) сталях его содержится меньше: в полуспокойных 0,05-0,017 %, в кипящих <0,07 %. В нержавеющих и жаропрочных, нелегированных кремнием сталях его может содержаться до 0,8 %.

Случайными примесями в стали могут быть практически любые элементы, случайно попавшие в сталь из скрапа, природно-легированной руды или раскислителей. Чаще всего это Сr, Ni, Сu, Мо, W, А1, Т1 и др. в количествах, ограниченных для примесей.

Скрытыми примесями в стали являются сера, фосфор, мышьяк и газы: водород, азот и кислород. Однако в последнее время азот, серу, фосфор иногда используют в качестве легирующих добавок для обеспечения ряда особых свойств сталей.

По марочному химическому составу стали можно определить, какие элементы являются легирующими добавками, а какие - примесями. Если в марочном химическом составе стали устанавливают нижний (не менее) и верхний (не более) пределы содержания в стали данного элемента, то он будет легирующим. Как правило, для примесей устанавливается только верхний предел содержания. Исключение составляют лишь марганец и кремний, количество которых регламентируется нижним и верхним пределом, как для примесей, так и для легирующих добавок.

Содержание примесей в стали обычно ограничивается следующими пределами: Mn £0,8%, Si£0,4%, Сr£0,3%, Ni£0,3%, Сu£0,3%, Мо£0,1%, W£0,2%, P£0,025%, S£0,015-0,05%.

Вредные примеси сера, фосфор и газы присутствуют практически во всех сталях и в зависимости от типа стали они могут оказывать на свойства различное влияние.

В настоящее время в металлургии широко используют различные технологические процессы и способы производства стали, в результате которых достигается существенное уменьшение загрязненности металла неметаллическими включениями, и становится возможным регулирование их состава, размера и характера распределения. К таким процессам и способам относятся: рафинирующие переплавы (электрошлаковый, вакуумно-дуговой), вакуумная индукционная плавка, внепечная обработка стали синтетическими шлаками, вакуумирование в ковше и др.

Сера

При комнатной температуре растворимость серы в α-железе практически отсутствует. Поэтому вся сера в стали связана в сульфиды железа и марганца и частично в сульфиды легирующих элементов. С повышением температуры сера растворяется в α- и γ-железе, хотя и незначительно, но до вполне определенных концентраций (0,02 % в α-железе при 913 °С и 0,05 % S в γ-железе при 1365 °С). Поэтому сернистые включения могут видоизменяться при термической обработке стали.

Если сера связана в сульфид железа FeS, то при относительно низких температурах горячей деформации стали вследствие расплавления эвтектики сульфида железа (896°С), с температурой плавления 988С, наблюдается красноломкость стали. При более высоких температурах горячей пластической деформации возможна горячеломкость стали, обусловленная расплавлением находящегося по границам первичных зерен аустенита, собственно сульфида железа (1188°С). Введение в сталь марганца в отношении Mn: S>8-10 приводит практически к полному связыванию серы в тугоплавкий сульфид марганца MnS (Тпл=1620 °С) и исключает образование легкоплавкой сульфидной эвтектики. Это позволяет избежать красноломкости и горячеломкости сталей при их горячей обработке давлением.

Увеличение содержания серы в стали мало влияет на прочностные свойства, но существенно изменяет вязкость стали и ее анизотропию в направлениях поперек и вдоль прокатки. Особенно сильно анизотропия выражена при высоких содержаниях серы.

В жаропрочных аустенитных сталях повышение содержания серы заметно уменьшает пределы ползучести и длительной прочности, т.е. сера снижает жаропрочные свойства.

Фосфор

Растворимость фосфора в α- и γ-железе значительно выше, чем содержание фосфора в стали как примеси. Поэтому фосфор в стали целиком находится в твердом растворе, и его влияние на свойства сказывается через изменения свойств феррита и аустенита. Вредное действие фосфора на свойства может усугубляться из-за сильной склонности его к ликвации (степень ликвации достигает 2-3).

Действие фосфора на свойства феррита проявляется в его упрочняющем влиянии и особенно в усилении хладноломкости стали, т.е. повышении температуры перехода из вязкого в хрупкое состояние.

Фосфор относится к сильным упрочнителям. Несмотря на то, что содержание его в стали обычно не превышает 0,030-0,040 %, он увеличивает предел текучести феррита на 20...30 МПа. В то же время увеличение содержания фосфора в пределах сотых долей процента может вызывать повышение порога хладноломкости на несколько десятков градусов (~20-25°С на 0,01 % Р) благодаря сильному уменьшению работы распространения трещины (рис.1).

Рисунок 1 – Влияние фосфора на σви σти ударную вязкость KCU низкоуглеродистой феррито-перлитной стали (0,2 % С, 1 % Мn).

В конструкционных улучшаемых сталях содержание фосфора оказывает основное влияние на явление обратимой отпускной хрупкости. В этом случае влияние его на порог хладноломкости особенно сильно (0,010 % Р повышает температуру перехода на ~ 40 °С).

В сталях, выплавленных на базе керченских руд, содержится мышьяк. Его влияние на свойства стали аналогично фосфору, но вредное действие мышьяка значительно слабее, чем фосфора. Поэтому в качественной стали такого производства допускается до 0,08 % As.

studfiles.net

Вредные примеси и их влияние на технологические и механические свойства чугуна и стали

К вредным примесям в стали относятся сера, фосфор и кислород. "Сера и фосфор являются теми главными врагами, с которыми металлургам черных металлов приходится иметь дело" (А.А. Байков).

Вред, приносимый серой, зависит не только от количества ее в стали, которое не должно превышать 0,03—0,05%, но и от того, в каком виде она там находится и насколько равномерно она расположена в объеме стали. В соединении с железом сера образует сульфид железа FeS (36,4% S), практически нерастворимый в твердом железе при обыкновенной температуре. Эвтектика, состоящая из железа и FeS, отвечает концентрации 31,5% S (85% FeS и 15% Fe) и плавится при температуре 985° C.

Низкая температура плавления этой эвтектики и легкая окисляемость ее при нагреве, в результате чего образуется сложная эвтектика с закисью железа FeO, имеющая температуру плавления 940°, вызывает в стали красноломкость. Во время ковки, прокатки и прессования такой стали при температурах красного каления в ней образуются трещины, так как сульфидная сетка располагается по границам зерен. Если эту сетку разрушить в мелкие зерна осторожной ковкой при очень высоких температурах, облегчающих деформацию и сваривание зерен металла, то такую сталь можно ковать даже при температуре краснолома. При одновременном присутствии в стали серы и марганца, имеющего большее химическое сродство с серой, чем железо, сера вступает в соединение с марганцем, образуя сернистый марганец MnS, который имеет высокую температуру плавления (1620°) и не вызывает красноломкости.

Сера может присутствовать в стали также в виде твердого раствора MnS и FeS с содержанием до 60% FeS, что соответствует температуре плавления 1365°. FeS может образовать эвтектику с 7% MnS и 93% FeS с температурой плавления 1181°.

Таким образом, марганец ослабляет вредное влияние серы при горячей обработке стали. В то же время MnS, являясь неметаллическим включением, вытягивается в прослойки или нити в направлении вытягивания металла при горячей обработке прокаткой. Вытянутые включения MnS ослабляют прочность изделия в отношении напряжений, направленных перпендикулярно к волокнам.

Чем мельче распылены включения MnS, тем они меньше снижают механические качества стали.Кроме хрупкости, сера увеличивает истираемость и разрушение железа и стали от коррозии. Известна высокая стойкость железа, полученного из древесноугольного чугуна, свободного от сернистых включений.

Высокосортные стали должны содержать не более 0,02% S низкосортные – не свыше 0,08%.Фосфор в стали находится в виде твердого раствора в феррите или выделений фосфида железа FeaP и благодаря этому увеличивает твердость железа, прочность и упругость, но одновременно снижает вязкость и особенно ударную вязкость. Влияние фосфора особенно резко обнаруживается в появлении у стали хладноломкости. Фосфор обусловливает склонность к образованию трещин при ударной деформации, при обыкновенной температуре и крупнозернистый излом. Такая сталь становится особенно хрупкой на морозе.

Рис. 11 Шлаковые включения x200

Влияние фосфора на сталь тем сильнее, чем больше в стали углерода. Входя в твердый раствор, фосфор способствует ликвации вследствие большого интервала затвердевания. Поэтому сталь, содержащая фосфор, дает весьма резко выраженную дендритную ликвацию, которая усиливается под влиянием углерода. Фосфор весьма медленно диффундирует в железе (гораздо медленнее, чем углерод). Во избежание местного скопления фосфора вследствие ликвации содержание фосфора в различных сортах стали в зависимости от ее назначения допускается лишь не более 0,02—0,07%. В виде исключения содержание фосфора умышленно увеличивается до 0,2% в стали, идущей для производства болтов и гаек. Благодаря присутствию фосфора достигается более высокая хрупкость, обеспечивающая хорошую обрабатываемость и получение чистой резьбы без задиров.

Кислород в железоуглеродистые сплавы может проникнуть либо во время плавки и разливки, либо путем диффузии в затвердевшее уже железо. В жидком металле кислород находится в виде раствора и кислородных включений FeO3 Fe3O4 MnO, а при раскислении стали различными элементами - в виде включений SiО2, А12О3, ТiО2 и т. д., которые почему-либо не успели вcплыть и перейти в шлак.

Наличие неметаллических включений, даже в небольших количествах, вредно влияет на качество стали; поэтому необходимо уметь выявлять их с помощью микроскопа. Включения MnS в стали легко заметить на отполированном шлифе без травления. Они, не обладая металлическим блеском, резко выделяются на светлом полированном поле металла и отличаются от него цветом, обычно серым или голубоватым. В прокатанных или кованых образцах стали неметаллические включения бывают вытянуты в направлении прокатки и ковки. Перпендикулярно направлению прокатки они имеют вид округленных зерен.

Рис. 12 Различная величина включений графита в чугуне х75

Включения FeS в сплавах железа встречаются очень редко и отличаются от MnS желтым или коричневым оттенком.Окислы железа в виде FeO в железных сплавах (плохо заметны под микроскопом и лишь при значительном содержании в сплаве обнаруживаются в виде круглых серых или зеленоватых пятнышек, похожих на MnS.Шлаковые включения на неправленом шлифе показаны на рис. 10.  

www.paxildefects.net

Сталь нового поколения в уникальных сооружениях :: Книги по металлургии

4.3. Вредные примеси в стали

Вредные примеси в стали - фосфор, сера, мышьяк, а также газы -водород, азот и кислород. За исключением мышьяка, они присутству­ют во всех сталях.

4.3. 1  Влияние фосфора

Фосфор занимает особое место среди других элементов, присутст­вие которых отрицательно сказывается на качестве стали. С одной сто­роны, фосфор является легирующим элементом, сильно упрочняю­щим феррит [48] и повышающим коррозионную стойкость проката в атмосферных условиях; с другой стороны, повышенное содержание фосфора в стали обусловливает появление хрупкости, снижение удар­ной вязкости и сопротивления хрупкому разрушению, а также увели­чение склонности к образованию кристаллизационных трещин при сварке.

Сильное упрочняющее действие фосфора объясняется тем, что в феррите он замещает атомы железа, а так как его атом больше атомов железа, то это приводит к существенному упрочнению, но также и к охрупчиванию. Кроме того, фосфор препятствует поперечному микро­скольжению, увеличивая тем самым склонность к микроплоскому скольжению. При этом уменьшается количество плоскостей скольже­ния, особенно с понижением температуры, а также увеличивается склонность железа к двойникованию [48]. Все это затрудняет последо­вательную (эстафетную) передачу микропластических деформаций от зерна к зерну и увеличивает склонность стали к хрупкому разруше­нию. Причиной же зернограничной хрупкости металла является сегре­гация фосфора по границам зерен и выделяющиеся легкоплавкие фос-фористосернистые соединения.

Описанные физические явления способствуют развитию в строи­тельных сталях хладноломкости и зернограничной хрупкости. Несмот­ря на относительно низкое содержание фосфора в этих сталях (как пра­вило не более 0,035-0,04 %, в старых строительных сталях, применяв­шихся в клепаных конструкциях, содержалось до 0,1 % при < 0,1 % С), описанные явления способствуют увеличению хладноломкости из-за большой склонности фосфора к ликвации. По данным П.И. Соколовско­го [4], степень ликвации фосфора в слитках массой до 3,5 τ достигала 300 %. Определение хладостойкое™ стали при изменении содержания в ней фосфора от 0,02 % до 0,5 % показало, что хладостойкость особен­но сильно изменяется на начальных стадиях увеличения содержания фосфора [3]. В этой же работе приведены данные о том, что ударная вяз­кость при комнатной температуре стали с 0,15 % С уменьшается почти вдвое при увеличении содержания фосфора до 0,12 %.

Весьма убедительные результаты о влиянии фосфора на ударную вязкость и хладноломкость были получены при исследовании экс­плуатационных свойств хромокремнемедистой строительной стали. Показано, что с повышением содержания фосфора от 0,026 до 0,13% резко снижается ударная вязкость и смещается нижняя граница кри­тического интервала хрупкости в сторону высоких температур (табл. 30) [49].

Хорошо известно, что изменение содержания фосфора от тысяч­ных до сотых долей процента при прочих равных условиях резко по­вышает восприимчивость стали к отпускной хрупкости.

В работе [3] подчеркивается, что сильное отрицательное влияние фосфора на строительные стали проявляется лишь при концентрации его > 0,04 %. При изменении содержания фосфора от 0,02 до 0,12 % температура перехода в хрупкое состояние поднимается более чем на 80 °С.

4.3.2. Влияние серы

Общеизвестно отрицательное влияние серы на качество стали. Снижение вязкости разрушения, образование кристаллизационных трещин в отливках и сварных швах, охрупчивание металла в околошовной зоне при электросварке, растрескивание при горячей дефор­мации зависят от состава, формы, количества и распределения суль­фидных включений, а следовательно, от содержания серы в стали. Как показано выше, сильнейшее влияние оказывает сера на ζ-свойства тол­стых листов.

Несмотря на относительно низкое регламентированное содержа­ние серы в современных сталях обыкновенного качества (как пра­вило не более 0,035-0,055 %), она сильно ухудшает технологиче­ские и эксплуатационные свойства сталей из-за большой склонно­сти к ликвации. Степень ликвации серы зависит от развеса слитков (отливок) и по данным различных исследователей составляет 200-600%.

Отрицательное влияние серы связано с сернистыми соединениями -сульфидами, входящими в строительной стали в фазу неметалличе­ских включений. Вообще к неметаллическим включениям относятся химические соединения, образующиеся в стали в процессе ее произ­водства - выплавки, внепечной обработки, разливки, кристаллизации слитков, дальнейших нагревов при прокатке.

При затвердевании и кристаллизации слитков из современных ста­лей, содержащих достаточное количество марганца, в междендритном пространстве основного расплава выделяются сульфиды марганца в виде разветвленных кораллов (Mn, Fe) S. Это - самый вредный вид не­металлических включений (тип II по классификации Симса). Сульфи­ды типа II имеют пленочное, пластинчатое или веретенообразное строение; при прокатке они сильно деформируются и на микрошли­фах видны как протяженные строчки.

Если при кристаллизации остаточное содержание кислорода мало, образуются многогранные сульфиды (тип III по Симсу), не столь вред­ные.

Химические элементы, часто используемые при производстве ста­ли (марганец, алюминий, титан, цирконий, редкоземельные элементы и др.) изменяют состав сульфидов, их форму и распределение в метал­ле; сильно влияют таким образом кальций и магний. Эти элементы ли­бо играют роль десульфураторов, либо образуют глобулярные туго­плавкие и труднодеформируемые соединения, менее вредные, чем сульфиды железа или марганца.

Изучалось влияние содержания серы на вязкие свойства и хладно­ломкость низколегированной кремнемарганцовистой стали, содержа­щей, %: 0,17 С; 1,4 Μη; 0,5 Siи 0,025 Ρ; содержание серы в стали из­менялось от 0,004 до 0,075 %.

Статистическая обработка экспериментальных данных методом наименьших квадратов позволила найти количественную зависи­мость, связывающую уровень ударной вязкости при вязком разру­шении с содержанием серы для стали в нормализированном состоя­нии и после механического старения. Высокие значения коэффици­ентов корреляций (-0,974 для исходного состояния и -0,986 после механического старения) свидетельствуют о тесной связи между содержанием серы в стали и ударной вязкостью при вязком разру­шении. 

markmet.ru

Примеси в сталях | Материаловедение

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! На нашем сайте Вы можете заказать любые решения по всем разделам материаловедение. Решение предоставляется в печатном виде (в Word) с детальными комментариями.

matved.ru

• 
  Трубы дымовые стальные
• 
  Катанка стальная 8 мм
• 
  Стальной швеллер размеры
• 
  Канатная стальная проволока
• 
  Стальной круглый профиль
• 
  Магнитные свойства нержавеющая сталь
• 
  Содержание углерода в стали у10
• 
  Вид стали
• 
  Футерованная полиэтиленом стальная труба
• 
  Труба стальная дымовая
• 
  Сталь углеродистая и нержавеющая сталь