4. Легирование. Легирующие эл-ты. Вредные примеси

Легирование- добавление в состав материалов примесей для изменения ( улучшения) физических и химич. св-в основного материала.

ЛЭ: 1. углерод С=0.09…0.22%, повышает прочность, но снижает пластичность и ухудшает свариваемость; 2. Кремний Si=0.07…0.3%, повышает прочность, но снижает пластичность и ухудшает свариваемость и стойкость против коррозии; 3. Марганец Mn=0.3…0.65%, повышает прочность и вязкость стали и нейтрализует вредное влияние суры; 4. алюминий Al=0.2%, повышает вязкость и пластичность, нейтрализует вредное влияние фосфора; 5. медь Cu=0.2…0.4%, повышает прочность и коррозионную стойкость, но при содержании более 0,7% способствует старению стали и повышает ее хрупкость; 6. хром Cr и никель Ni повышают прочность и коррозионную стойкость стали; азот N способствует старению стали, делает её хрупкой в соединении с Al, титаном и др. элементами становится легирующими элементами.

Вредные примеси:1. сера S≤0.05%, снижает прочность, пластичность и делает сталь красноломкой, т.е. склонной к образованию трещин при t=800…1000⁰С; 2. фосфор Р≤0.04%, придает хрупкость и хладоломкость, т.е. св-во разрушаться при низких температурах; 3. кислород О≤0.05%, действует как сера, но в большей степени; 4. Азот N≤0.0 9% действует как фосфор.

5. Способы получения стали. Способы раскисления стали. Классификация сталей по степени раскисления.

Способ получения стали: 1. мартеновский; 2. кислородно-конвертный; 3. в электропечах; 4. в электродуговых печах; 5. электрошлаковый. Формула получения стали: FeO+C=>Fe+CO(CO2)/

Раскисление стали: при выплавке стали из чугуна происходит выделение газообразных продуктов, которые вызывают кипение стали. Это приводит к резкой неоднородности слитка по содержанию углерода, серы, фосфора, кислорода и азота. Для уменьшения кипения стали вводят раскислители: алюминий, марганец, кремний. По степени раскисления в зависимости от %-ного содержания раскисляющих элементов стали делят на: 1) кипящие стали (кп) РЭ≤0.05%, 2) полуспокойные стали (пс) РЭ=0.05…0.15%, 3) спокойные стали (сп) РЭ=0.15…0.3%.

6. Термообработка стали. Виды. Термообработка направлена на повышение прочности и пластичности стали за счет улучшения структуры стали при том же химическом составе.

Виды ТО: 1. Нормализация. Заключается в повторном нагреве проката до t=910⁰C. Затем медленно охлаждают на воздухе. 2. Отжиг. То же самое, но охлаждение в печи. 3. Термическое улучшение. Закалка+отпуск. Закалка – нагрев стали до t=890-950⁰C. Затем резкое охлаждение в воде или водяным душем. После закалки сталь имеет высокую прочность, но низкую пластичность и склонность к хрупкому разрушению. Поэтому после закалки проводят отпуск.

Отпуск – нагрев стали до t=550-700⁰C. выдерживают при данной температуре. Затем медленно охлаждают.

Недостаток ТО: при наложении сварных швов в результате повторного неравномерного нагрева и охлаждения сталь теряет свои св-ва, т.е. происходит разупрочнение. Снижение св-в на 5-30%. Эффект разупрочнения можно снизить введением ванадия или молибдена.