НА СВОЙСТВА СТАЛИ

В технике железнодорожного транспорта среди всех применяемых материалов первое место принадлежит сталям - основному конструкци­онному материалу, из которого изготовляются рельсы, металлические пролетные строения мостов, локомотивы, вагоны, различные машины и устройства, причем 80% сталей, расходуемых на изготовление железно­дорожной техники, приходится на долю углеродистых сталей. Применяе­мые в конструкциях и для изготовления инструмента углеродистые ста­ли содержат не более 1,4% С. Стали с содержанием углерода более 1,4% не применяются из=за их хрупкости.

Влияние углерода. В доэвтектических сталях с увеличением со­держания углерода увеличивается и количество перлита, а следова­тельно, и цементитной фазы в структуре. Феррит - мягкая пластичная и вязкая фаза, а цементит - твердая и хрупкая. Поэтому увеличение содержания углерода в доэвтектоидной стали приводит к повышению ее твердости и прочности и одновременно к снижению пластичности и вяз­кости.

В заэвтектоидных сталях с появлением в структуре вторичного цементита прочность заметно снижается; имеют тенден­цию к дальнейшему снижению пластичность и вязкость. Твердость про­должает возрастать.

Влияние постоянных примесей. Чтобы облегчить изучение строения стали и чугуна, мы рассматриваем их как простые двойные сплавы же­леза с углеродом. Вместе с тем любая сталь, как и чугун, имеет в своем составе такие примеси, как кремний, марганец, фосфор и сера. В обычных углеродистых сталях допускается следующее их содержание: кремния - не более 0,4%; марганца - до 0,8; фосфора - до 0,5 и серы до 0,05%.

Кремний и марганец являются раскислителями стали. В приведен­ных выше количествах они полностью растворяются в феррите, несколь­ко упрочняя его.

Фосфор сообщает стали хладноломкость, т.е. повышает ее хруп­кость при низких температурах. Растворяясь в железе, фосфор вызыва­ет значительную внутрикристаллическую ликвацию и способствует росту зерна, чем и охрупчивает сталь.

Сера в железе почти нерастворима. Она образует химические сое­динения - сернистое железо FeS и сернистый марганец MnS.

Сульфиды железа и марганца образуют неметаллические включения. Сера сообщает стали красноломкость, т.е. склонность к образованию трещин при высоких температурах. Явление красноломкости объясняется образованием вокруг зерен аустенита легкоплавкой эвтектики Fe-FeS, плавящейся при температуре 985⁰С.

При достаточно высоком содержании марганца образуется FeS, а MnS - соединение, которое, имея температуру плавления (и кристалли­зации) 1620⁰С, располагается не по границам зерен, а обособленными участками, чем в значительной степени ослабляется вредное влияние серы на свойства стали.

Присутствие в стали кислорода в виде закиси железа существенно уменьшает ее вязкость. При выплавке стали всемерно стремятся умень­шить содержание вредных примесей - фосфора, серы и кислорода. Сталь, содержащая пониженное их количество, называется высокока­чественной.

В целях повышения долговечности и надежности машин и других конструкций стальные детали подвергают термическому упрочнению.

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 229; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!