7. Примеси в сталях и их влияние на свойства.

Полезные (нормальные) примеси:

• Кремний (Si) до 0,5%

• Марганец (Mn) до 0,8%

Вводят в сталь при производстве, для раскисления (удаления кислорода). В этом количестве эти примеси не оказывают существенного влияния на стали. При большем содержании это будут легированные стали.

Вредные примеси:

• Сера (S) допускается до 0,06%

Образуется FeS, который имеет низкую температуру плавления (768 ºС). FeS окружает зёрна стали и при повышенной температуре появляются трещины. При большем содержании серы сталь становится кросноломкой, т.е. хрупкой при повышенных температурах (≈ 800 ºС).

• Фосфор (P) до 0,04%

Растворяется в феррите, искажая его кристаллическую решётку. При большем содержании вызывает хладноломкость стали, т.е. повышенную хрупкость при низких, а особенно, при отрицательных температурах.

• Кислород (O) до 0,03%

Избыточное количество приводит к красно- и хладноломкости.

Также вредными являются примеси азота и водорода.

Кроме этих элементов могут встречаться и другие, но это будут природнолегированные стали.

8. Легированные стали и их свойства (ещё в методичке есть).

Легированная сталь — сталь, которая, кроме обычных примесей, содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.

Легирование повышает коррозионную стойкость в условиях низких и высоких температур и давлений, повышают прочность, твёрдость, износостойкость и др.

Хром – увеличивает прочность и твёрдость, однако несколько снижается пластичность. увеличение стойкости к коррозии. Если добавить более чем 13% хрома в структуру, то материал перейдет в группу нержавеющих сталей.

Никель - увеличение сопротивляемости коррозии. Повышается прочность и пластичность сырья. Увеличивается степень прокаливаемости, изменяется коэффициент теплового расширения.

Вольфрам - сильно влияет на красностойкость и твёрдость. Устраняет процесс роста зёрен во время нагрева, а также убирает хрупкость, возникающую во время отпуска изделия.

Вандий - увеличивает прочность и твёрдость, однако не вызывает ухудшения пластичности. Измельчает зерно. Способствует повышению плотности стали, так как выступает в роли окислителя.

Кремний - если ввести в состав стали более 1% кремния, то это значительно увеличит прочность и сохранит вязкость материала. с ростом процентного содержания будет увеличиваться электрическое сопротивление.

Марганец – если его содержание будет 1% или более. Будет расти твердость, стойкость к износу, повышаться стойкость к ударным нагрузкам. При этом пластичность материала останется прежней.

Молибден - усиливает красностойкость, упругость и предел прочности. Увеличивает сопротивление окислению при повышенных температурах.

Алюминий - способствует измельчению зерна.

Медь - используется для сталей строительного предназначения. Улучшает стойкость к коррозии.

9. Рельсовая сталь.

Качество определяется химическим составом, микроструктурой и макроструктурой. Виды сталей: М76, М74

• М — мартеновская сталь

• М76В (легированная вольфрамом)

• М76ВТ (легированная вольфрамом, титаном)

• М76Ц (цирконием)

Микроструктура рельсовой стали представляет собой пластинчатый перлит с небольшими прожилками феррита на границах зёрен (П+Ф).

После термической обработки достигается однородная сорбитовая структура. Значительная прочность, твёрдость, сопротивление износу.

Макроструктура рельсовой стали должна быть мелкозернистой, однородной, без пустот и посторонних включений.