 |
4) Влияние азота на свойства стали.
|
|
|
|
4) Влияние азота на свойства стали.
При заметном повышении концентрации азота увеличиваются прочностные характеристики и одновременно снижаются пластические свойства стали. Азот увеличивает хрупкость и твердость стали, способствует уменьшению магнитной проницаемости. Установлено также, что в стали, раскисленной и легированной нитридообразующимися элементами, например титаном или цирконием, повышается содержание нитридов.
Азот совместно с углеродом сообщают стали склонность к старению. Наибольшее снижение ударной вязкости после искусственного старения наблюдается у кипящей стали; сталь, успокоенная кремнием, обнаруживает небольшую склонность к старению, а эта же сталь, но дополнительно раскисленная алюминием, практически не стареет. Известно также, что углеродистая сталь с концентрацией 0, 003% азота при остаточном алюминии 0, 02% не стареет, но при содержании в подобной стали 0, 007% азота для сохранения нестареющих свойств требуется иметь остаточного алюминия в стали 0, 035%. Небольшими концентрациями остаточного ванадия в стали (0, 02—0, 04%) также обеспечивается нестареющие ее свойства.
5) Способы выплавки низкоазотистой стали.
6) Факторы, влияющие на степень удаления азота.
Неметаллические включения
1) Что такое чистые стали?
2) Чем определяется влияние неметаллических включений?
Неметаллические включения в стали, являясь в большинстве своем весьма хрупкими и непрочными, могут понизить механические свойства стали. Крупные включения иногда служат началом образования трещин, в особенности при работе деталей в условиях повторных напряжений или в случае больших термич. и структурных напряжений. Неметаллические включения в стали способствуют также неравномерному обособлению струк турных составляющих. Работами последних лет доказано, что и шиферное строение в изломе стали, приводящее к сильной анизотропии св-в, связано со значит, загрязнением металла неметаллич. включениями. Эти включения нарушают сплошность и действуют как концентраторы напряжений. Вредное влияние особенно сказывается при повторных нагревах и охлаждениях, когда они становятся очагами зарождения трещин. По условиям возникновения и попадания в сталь неметаллич. включения разделяются на 4 группы: 1) продукты раскисления жидкого металла (закись марганца, глинозем, окись титана, а при плохом раскислении — закись железа, окислы хрома и др. ). Эти окислы могут находиться в комплексных соединениях как между собой, так и со шлакообразующими материалами; 2) частицы огнеупорных материалов как следствие разъедания жидким металлом футеровки печи, желоба, ковша, прибыльных надставок и т. п.; 3) частицы шлака (Fe0-AiSi02 или FeO-CaO и др. ) и сернистых соединений (FeS, MnS), захваченные жидким металлом при выпуске из печи; 4) продукты реакций, протекающих при диффузии различных газов в металле (нитриды алюминия или титана).
|
|
|
Влияние неметаллических включений в стали на изменение механич. и иных св-в зависит гл. обр. от темп-ры плавления и способности к смачиванию зерен осн. металла, а также от общего количества неметаллич. включений и их св-в. Если неметаллические включения в сталях не смачивают зерна осн. металла или являются по своей природе тугоплавкими, то они имеют округлую форму и располагаются чаще всего внутри зерен; они ухудшают механич. св-ва стали незначительно. Если же неметаллические включения в стали являются легкоплавкими и вместе с тем обладают способностью к смачиванию зерен осн. металла, то перед затвердеванием они растекаются по границам зерен и образуют хрупкие разобщающие зерна пленки; в этом случае происходит значит, ухудшение механических св-в стали.
|
|
|
3) Виды неметаллических включений. Классификация.
Все неметаллические включения делят на 2 группы:
1) Эндогенные - соединения, образующиеся в результате химических
реакций, в процессе выплавки, раскисления, разливки и кристаллизации
слитка;
2) Экзогенные - частицы соединений, попавшие в жидкую сталь извне, из
шихты, футеровки и т. д.
Оба вида включений могут взаимодействовать друг с другом, образуя
комплексные соединения.
Неметаллические включения разделяют по химическому и минералогическому составу, стойкости и происхождению. По своему химическому составу неметаллические включения делятся на следующие группы:
1) оксиды (простые — FeO, MnO, Cr2O3, SiO2, Al2O3, TiO2 и др.; сложные — FeO·Fe2O3, FeO·Al2O3, FeO·Cr2O3, MgO·Al2O3, 2FeO·SiO2 и др. );
2) сульфиды (простые — FeS, MnS, Al2S3, CaS, MgS, Zr2S3 и др.; сложные — FeS·FeO, MnS·MnO и др. );
3) нитриды (простые — ZrN, TiN, AlN, CeN и др.; сложные — Nb(C, N), V(c, N) и др. ), встречающиеся в легированных сталях, имеющих в своем составе сильные нитридообразующие элементы: титан, алюминий, ванадий, церий и др.;
4) фосфиды (Fe3P, Fe2P и др. )
Наибольшее количество включений в металлах составляют оксиды и сульфиды, так как содержание фосфора низкое. Нитриды обычно присутствуют в специальных сталях, имеющих в своем составе элементы с высоким сродством к азоту.
По минералогическому составу кислородные включения делятся на следующие основные группы:
1) свободные оксиды — FeO, MnO, Cr2O3, SiO2 (кварц), Al2O3 (корунд) и др.;
2) шпинели — сложные оксиды, образованные двух и трехвалентными металлами. К этой группе принадлежат ферриты, хромиты и алюминаты.
3) силикаты, присутствующие в стали в виде стекол, образованных чистым SiO2 или SiO2 с примесями в нём оксидов железа, марганца, хрома, алюминия, вольфрама, а также кристаллических силикатов. Силикаты составляют самую большую группу неметаллических включений. В жидкой стали неметаллические включений находятся в твердом или жидком состоянии в зависимости от их температуры плавления.
По стойкости неметаллические включения разделяют на устойчивые и неустойчивые. К неустойчивым относят включения, которые растворяются в разбавленных кислотах не более 10%-ной концентрации. Неустойчивыми являются сульфиды железа и марганца, а также некоторые свободные оксиды.
|
|
|
