Железоуглеродистые сплавы

Реферат .

Дисциплина: Материаловедение.

Тема: " Влияние вредных примесей на

железоуглеродистые стали".

Выполнила: Кошман Маргарита

Студенка группы 115(к)

Проверирила: Чумичева Е.А.

Содержание:

1. Введение.......................................................................................................... 3

2. Постоянные примеси......................................................................................4

3. Скрытые примеси............................................................................................5

4. Специальные примеси....................................................................................6

5. Назначение легирующих элементов.............................................................6

6. Заключение.....................................................................................................7

7. Список литератуы..........................................................................................8

Введение

Железоуглеродистые сплавы

Железоуглеродистые сплавы - сплавы железа (Fe) с углеродом (C) на основе железа. Варьируя состав и структуру, получают железоуглеродистые сплавы с разнообразными свойствами, что делает их универсальными материалами. Различают чистые железоуглеродистые сплавы для исследовательских целей (со следами примесей) и технические железоуглеродистые сплавы -стали и чугуны .

Различают: чистые железоуглеродистые сплавы (со следами примесей), получаемые в небольших количествах для исследовательских целей и технические железоуглеродистые сплавы — стали (до 2%С) и чугуны (св. 2% С), мировое производство которых измеряется сотнями млн. т..

Технические железоуглеродистые сплавы содержат примеси, которые подразделяют: на обычные (P, S, Mn, Si, H, N, O), легирующие (Cr, Ni, Mo, W, V, Ti, Co, Cu и другие) и модифицирующие (Mg, Ce, Ca и другие). Начало научного изучения системы Fe-C (железо-углерод) положили русские металлурги П.П. Аносов и Д.К. Чернов.

Железоуглеродистые сплавы также условно называют черными сплавами Основное представление о строении железоуглеродистых сплавов даёт широко известная диаграмма состояния железо - углерод.

Принято называть чугунами технические железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2%C (2,14%), а сталями, соответственно - менее 2%C.

На свойства железоуглеродистых сплавов влияет наличие в них постоянных примесей (вредных - серы, фосфора, кислорода, азота, водорода; полезных -кремния, марганца и др.). Эти примеси могут попадать в сплав из природных соединений (руд), например, сера и фосфор; из металлического лома - хром, никель и др.; в процессе выплавки и раскисления - углерод, кремний и марганец.

В сталях всегда присутствуют примеси, которые делятся на четырегруппы:

2.Постоянные примеси : кремний, марганец, сера, фосфор.

Марганец и кремний вводятся в процессе выплавки стали для раскисления, они являются технологическими примесями.

Содержание марганца не превышает 0,5…0,8 %. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности, и резко снижает красноломкость стали, вызванную влиянием серы. Он способствует уменьшению содержания сульфида железа FeS , так как образует с серой соединение сульфид марганца MnS . Частицы сульфида марганца располагаются в виде отдельных включений, которые деформируются и оказываются вытянутыми вдоль направления прокатки.

Содержание кремния не превышает 0,35…0,4 %. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка. Кремний растворяется в феррите и повышает прочность стали, особенно повышается предел текучести, . Но наблюдается некоторое снижение пластичности, что снижает способность стали к вытяжке

Содержание фосфора в стали 0,025…0,045 %. Фосфор, растворяясь в феррите, искажает кристаллическую решетку и увеличивает предел прочности и предел текучести , но снижает пластичность и вязкость. Фосфор искажает кристаллическую решетку. Располагаясь вблизи зерен, увеличивает температуру перехода в хрупкое состояние, вызывает хладноломкость, уменьшает работу распространения трещин, Повышение содержания фосфора на каждую 0,01 %повышает порог хладноломкости на 20…25o С. Фосфор обладает склонностью к ликвации, поэтому в центре слитка отдельные участки имеют резко пониженную вязкость. Для некоторых сталей возможно увеличение содержания фосфора до 0,10…0,15 %, для улучшения обрабатываемости резанием.

Содержание серы в сталях составляет 0,025…0,06 %. Сера – вредная примесь, попадает в сталь из чугуна. При взаимодействии с железом образует химическое соединение – сульфид серы FeS , которое, в свою очередь, образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988o С. При нагреве под прокатку или ковку эвтектика плавится, нарушаются связи между зернами. При деформации в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины, заготовка разрушается – явление красноломкости . Сера – уменьшает пластичность, свариваемость и коррозионную стойкость. Сера снижает механические свойства, особенно ударную вязкость а и пластичность ( и ), а так же предел выносливости. Она ухудшают свариваемость и коррозионную стойкость.