Влияние постоянных примесей на свойства сталей

К постоянным примесям у углеродистых сталях относятся: марганец, кремний, сера и фосфор; также газы: углерод, азот, водород. Верхние пределы для этих примесей ограничиваются:

· Марганец 0,8%

· Кремний 0,5%

· Сера и фосфор 0,05%

В ряде случаев названные элементы специально вводят в стали для повышения каких-либо свойств. В этом случае элементы называются легирующими.

Присутствие кремния и марганца обусловлено технологическими особенностями выплавки стали. Марганец вводят в сталь для раскисления, т.е. для удаления вредного влияния закиси железа на свойства: FeO+Mn→MnO+Fe. Марганец также несколько повышает прочностные свойства стали.

Кремний тоже вводится в качестве раскислителя: 2FeO+Si→SiO₂+2Fe

Фосфор и сера – вредные примеси. Присутствие фосфора снижает порог хладноломкости, т.е. температуру перехода Ме в хрупкое состояние. Сера вызывает такой дефект, как красноломкость. Сера, взаимодействуя с железом образует сульфид железа FeS, который входит в состав легкоплавкой эвтектики, плавящейся при t=988°. Это температура «красного каления». Сталь достигает этих температур и становится хрупкой. Введение марганца устраняет этот дефект, т.к. марганец, обладая большим сродством с серой, чем железо, образует сульфид марганца MnS, плавящийся при t=1620°.

Присутствие газов в углеродистой стали также нежелательно. Кислород и азот попадает в расплав из воздуха и, соответственно, приводит к появлению в расплавах оскидов и микридов железа.

Особо вредное влияние оказывает водород. Попадая в расплав он после изготовления деталей вызывает в Ме внутренние надрывы (Флокены).