Көміртекті болаттар. Болаттың құрамындағы қоспалардың оның қасиеттеріне тигізетін ықпалы.

Көміртекті болаттар деп құрамында 0,02÷2,14% мөлшерде көміртегі бар және кристалдануы аустенитпен шектелетін темір қорытпасын айтамыз. Олардың, әсіресе аустенитті күйде иілгіштігі жоғары болады. Болаттың құрылымы аустениттің қайта кристалдануы кезінде түзіледі. Болаттың микроқұрылымы 3.3 суретте келтірілген.

а - эвтектоидқа дейінгі болат (Ф+П); б - эвтектоидты болат (пластиналы перлит); в - эвтектоидты болат (дәнді перлит); г - эвтектоидтан кейінгі болат (П+Ц_ІІ).

3.3 сурет – Көміртекті болаттың микроқұрылымы

Көміртегінің мөлшеріне және болаттың құрылымына байланысты болаттарды эвтектоидқа дейінгі болат (0,02%<С<0,8%), құрылымы феррит +перлит (Ф+П) (3.4, а суретті қара); эвтектоидты болат (С=0,8%), құрылымы перлит (П), перлит дәнді немесе пластиналы болады перлит (3.4 б және в суретті қара); эвтектоидтан кейінгі болат (0,8%<С<2,14%), құрылымы перлит + екінші реттік цементит (П+Ц_ІІ), цементит торы перлит дәндерінің шетін қоршай орналасады.

Көміртекті болаттар қорыту технологиясына байланысты қайнау (КП) және тыныш (СП) қорыту болаттары болып екіге бөлінеді. Қайнау, тыныш қорыту болаттарының тұрақты қоспалары: кремний, марганец, күкірт, фосфор, оттегі элементтері. Түріне қарай болаттың құрамында қоспа элементтер мынадай мөлшерде кездеседі: кремний 0,16÷0,5%, марганец 0,3÷0,8%, фосфор 0,05%, күкірт 0,05%, оттегі 0,05÷0,05%. Сутегі мен азот проценттің мыңнан бір бөлігіндей мөлшерде кездескендіктен, олардың мөлшері ерекше жағдайларда ғана көрсетіледі. Егер қоспа элементтердің мөлшері болаттың құрамында әдеттегіден жоғары мөлшерде кездессе, онда оларды легірлеуші элементтер немесе легірлеуші құраушылар деп атайды. Қоспа элементтер болаттың қасиетіне түрліше әсер етеді.

Көміртегі – болаттың физика-химиялық қасиеттеріне қатты әсерін тигізетін элемент. Болаттың құрамындағы көміртегінің мөлшері артқан сайын болаттың қаттылығы, беріктігі артып, пластикалық қасиеттері нашарлай түседі. Көміртегі мөлшері 1÷1,2%-дан артқанда, болаттың морттық қасиеті артып, оңай сынатын болады.

Кремний болаттың құрамында ферритпен ерітінді немесе металл емес қоспа түрінде кездеседі. Ферритте еріген кремний болатты нығайтып, оның серпімділік қасиетін арттырады.

Марганец, кремний элементі сияқты, болаттың құрамында ферритте еріген немесе марганец карбиді (Mn₃C) түрінде кездеснді. SiS-ке қарағанда зиянды әсері аз, MnS-тің түзілуіне мүмкіндік туғызады. Марганец элементінің мөлшері мол болған сайын болаттың үйкеліске беріктігі артады.

Күкірт болаттың құрамына руда, шойын, металл, сынықтары, пеш газымен бірге еніп, оның жоғары температурада сынғыштық қасиетін арттырады және темірмен әрекеттесіп, балқу температурасы төмен, металл түйіршіктерінің шекарасы бойымен орналасатын Fe-FeS түзеді.

Фосфор, күкірт сияқты, болатқа руда, шойын, металл сынықтарымен бірге еніп, қалыпты температурада оның сынғыштық қасиетін арттырады. Оттегі жоғары температурада болаттың сынғыштық қасиетін арттырады және ол темірмен өте қатты қосылыс (оксид) түзетіндіктен, болатты жону арқылы өңдеуді қиындатады.