|
Химические добавки
Различают конструкционные, инструментальные и стали специального назначения.
В конструкционных сталях содержание углерода не превышает 0,5—0,6%. Конструкционные стали могут быть углеродистые и легированные.
Углеродистые конструкционные стали содержат повышенный процент серы (мартеновская до 0,055 % и бессемеровская до 0,060%) и фосфора (мартеновская до 0,045 % и бессемеровская до 0,080 %).
Группа А—стали обыкновенного качества, поставляемые по механическим свойствам без уточнения химического состава.
Группа Б — стали, поставляемые с гарантируемым химическим составом.
Группа В—стали, поставляемые с гарантированным химическим составом и механическими свойствами.
В качественных сталях сужены пределы по содержанию углерода, снижено содержание серы до 0,04 % и фосфора до 0,04 %.
Стали с малым содержанием углерода имеют относительно низкую прочность и высокую пластичность.
Штампуемость стали сильно зависит от химического состава: чем больше углерода в стали, тем хуже штампуемость. Увеличение содержания кремния снижает штампуемость, особенно при вытяжке. Поэтому стали, применяемые для холодной штамповки, особенно для глубокой вытяжки, имеют пониженное содержание углерода и кремния (не более 0,08 %).
Инструментальные углеродистые стали содержат 0,7—1,5 % углерода.
Термическая обработка
Первичная кристаллизация сплавов системы железо — углерод начинается по достижении температур, соответствующих линии ABCD (линии ликвидус), и заканчивается при температурах, образующих линию AHJECF (линию солидус).
При кристаллизации сплавов по линии АВ из жидкого раствора выделяются кристаллы твердого раствора углерода в a-железе (d-раствор). Процесс кристаллизации сплавов с содержанием углерода до 0,1 % заканчивается по линии АН с образованием a(d)-твердого раствора. На линии HJB протекает перитектическое превращение, в результате которого образуется твердый раствор углерода в g-железе, т. е. аустенит. Процесс первичной кристаллизации сталей заканчивается по линии AHJE. .
При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого раствора кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3 % до 6,67% углерода, при температурах, соответствующих линии CD, начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристаллизующийся из жидкой фазы, называется первичным. В точке С при температуре 1147°С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3 % образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Процесс первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECF образованием ледебурита.
Таким образом, структура чугунов ниже 1147°С будет: доэвтектических — аустенит+ледеоурит, эвтектических — ледебурит и заэвтектических — цементит (первичный)+ледебурит.
Превращения, происходящие в твердом состоянии, называются вторичной кристаллизацией. Они связаны с переходом при охлаждении g-железа в a-железо и распадом аустенита.
Линия GS соответствует температурам начала превращения аустенита в феррит. Ниже линии G5 сплавы состоят из феррита и аустенита.
Линия ES показывает температуры начала выделения цементита из аустенита вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените с понижением температуры: Цементит, выделяющийся из аустенита, называется вторичным цементитом.
В точке S при температуре 727 °С и концентрации углерода в аустените 0,8 % образуется эвтектоидная смесь, состоящая из феррита и цементита, которая называется перлитом. Перлит получается в результате одновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита.
Линия PQ показывает на уменьшение растворимости углерода в феррите при охлаждении и выделении цементита, который называется третичным цементитом.
Следовательно, сплавы, содержащие менее 0,008 % углерода (точка Q), являются однофазными и имеют структуру чистого феррита, а сплавы, содержащие углерод от 0,008 до 0,03 % — структуру феррит+цементит третичный и называются техническим железом (рис. 3,а).
Доэвтектоидные стали при температуре ниже 727 °С имеют структуру феррит+перлит (рис. 3, б), эвтектоидные — перлит (рис. 3, е) и заэвтектоидные — перлит +цементит вторичный в виде сетки по границам зерен (рис. 3, г).
| 
