Влияние азота на свойства стали.
При заметном повышении концентрации азота увеличиваются прочностные характеристики и одновременно снижаются пластические свойства стали. Азот увеличивает хрупкость и твердость стали, способствует уменьшению магнитной проницаемости. Установлено также, что в стали, раскисленной и легированной нитридообразующимися элементами, например титаном или цирконием, повышается содержание нитридов.
Азот совместно с углеродом сообщают стали склонность к старению. Наибольшее снижение ударной вязкости после искусственного старения наблюдается у кипящей стали; сталь, успокоенная кремнием, обнаруживает небольшую склонность к старению, а эта же сталь, но дополнительно раскисленная алюминием, практически не стареет. Известно также, что углеродистая сталь с концентрацией 0,003% азота при остаточном алюминии 0,02% не стареет, но при содержании в подобной стали 0,007% азота для сохранения нестареющих свойств требуется иметь остаточного алюминия в стали 0,035%. Небольшими концентрациями остаточного ванадия в стали (0,02—0,04%) также обеспечивается нестареющие ее свойства.
Способы выплавки низкоазотистой стали.
Факторы, влияющие на степень удаления азота.
Неметаллические включения
Что такое чистые стали?
Чем определяется влияние неметаллических включений?
Неметаллические включения в стали, являясь в большинстве своем весьма хрупкими и непрочными, могут понизить механические свойства стали. Крупные включения иногда служат началом образования трещин, в особенности при работе деталей в условиях повторных напряжений или в случае больших термич. и структурных напряжений. Неметаллические включения в стали способствуют также неравномерному обособлению струк турных составляющих. Работами последних лет доказано, что и шиферное строение в изломе стали, приводящее к сильной анизотропии св-в, связано со значит, загрязнением металла неметаллич. включениями. Эти включения нарушают сплошность и действуют как концентраторы напряжений. Вредное влияние особенно сказывается при повторных нагревах и охлаждениях, когда они становятся очагами зарождения трещин. По условиям возникновения и попадания в сталь неметаллич. включения разделяются на 4 группы: 1) продукты раскисления жидкого металла (закись марганца, глинозем, окись титана, а при плохом раскислении — закись железа, окислы хрома и др.). Эти окислы могут находиться в комплексных соединениях как между собой, так и со шлакообразующими материалами; 2) частицы огнеупорных материалов как следствие разъедания жидким металлом футеровки печи, желоба, ковша, прибыльных надставок и т. п.; 3) частицы шлака (Fe0-AiSi02 или FeO-CaO и др.) и сернистых соединений (FeS, MnS), захваченные жидким металлом при выпуске из печи; 4) продукты реакций, протекающих при диффузии различных газов в металле (нитриды алюминия или титана).
Влияние неметаллических включений в стали на изменение механич. и иных св-в зависит гл. обр. от темп-ры плавления и способности к смачиванию зерен осн. металла, а также от общего количества неметаллич. включений и их св-в. Если неметаллические включения в сталях не смачивают зерна осн. металла или являются по своей природе тугоплавкими, то они имеют округлую форму и располагаются чаще всего внутри зерен; они ухудшают механич. св-ва стали незначительно. Если же неметаллические включения в стали являются легкоплавкими и вместе с тем обладают способностью к смачиванию зерен осн. металла, то перед затвердеванием они растекаются по границам зерен и образуют хрупкие разобщающие зерна пленки; в этом случае происходит значит, ухудшение механических св-в стали.