Углеродистая сталь. Сталь с содержанием углерода менее 2,11% и без добавления специальных легирующих элементов называется углеродистой сталью или сокращенно углеродистой сталью.
Влияние общих элементов на свойства стали
Помимо двух основных элементов - железа и углерода, содержащихся в углеродистой стали, в сталеплавильном сырье всегда присутствуют определенные примеси. Некоторые примеси также вводятся в процессе плавки, такие как Si, Mn, P, S, неметаллические включения. и кислород, азот, водород и другие газы. Они оказывают определенное влияние на эксплуатационные характеристики и качество стали.
(1) Марганец (Mn). Марганец в основном поступает из раскислителей сталеплавильного производства. Марганец, оставшийся в стали после раскисления, может растворяться в феррите и цементите, повышая прочность и твердость стали. Кроме того, марганец также образует MnS с серой, тем самым снижая вредное воздействие серы на сталь. Таким образом, марганец является полезным элементом в стали, и его содержание обычно составляет от 0,25% до 0,80%.
(2) Кремний (Si). Кремний — это элемент, который остается в стали после реакции раскисления с ферросилициевым раскислителем на более поздних стадиях выплавки стали. Кремний растворяется в феррите и оказывает определенное упрочняющее действие на сталь. Поэтому кремний является полезным элементом стали. Однако из-за его небольшого содержания его усиливающий эффект невелик, и его обычно следует контролировать в пределах от 0,17% до 0,37%.
(3) Сера (S). Сера – вредный элемент, привносимый в сталь чугуном и топливом. Он образует комплекс FeS с железом в стали. FeS и железо образуют эвтектику с низкой температурой плавления (985°C) (Fe+FeS). При нагреве стали до 1000-1200°С для прокатки или ковки эвтектика, распределенная по границам зерен, плавится, а связи между границами зерен разрушаются, что приводит к растрескиванию стали. Это явление называется термическим охрупчиванием. Следовательно, сера является вредным элементом в стали, и ее содержание не должно превышать 0,05%.
(4) Фосфор (П). Фосфор – вредный элемент, привносимый в сталь чугуном. Часть фосфора растворяется в феррите с образованием твердого раствора, а часть фосфора в процессе кристаллизации образует очень хрупкое соединение Fe3P, вызывающее резкое падение пластичности и вязкости стали при низких температурах (обычно ниже 100°С). . Это явление называется хладноломкостью. Когда содержание фосфора в стали достигает 0,10%, хладноломкость становится серьезной. Следовательно, фосфор является вредным элементом в стали. Вообще говоря, содержание фосфора в стали ограничивается значением менее 0,04%.
(5) Неметаллические включения. К неметаллическим включениям в стали относятся оксиды, сульфиды и силикаты. Эти включения образуются в результате реакций выплавки стали и не могут быть полностью устранены, либо они поступают из огнеупорных материалов, таких как шлак, корпус печи и оборудование для разливки слитков. Неметаллические включения снижают прочность и пластичность стали, поэтому чем меньше включений, тем лучше качество стали.
