Влияние серы на свойства. Красноломкость

Ликвация- это неоднородность химического состава по сечению образца.

1. Ликвация по плотности: При кристаллизации сплавов по диаграмме состояния, образующих ограниченные твердые растворы, нередко можно наблюдать явление, называемое ликвацией по плотности. Например, в сплавах Sb-Pb выделяющиеся в процессе кристаллизации кристаллы a (твердого раствора Sb в Pb) или b (твердого раствора Pb в Sb) различаются по плотности от оставшейся жидкой части сплава и вследствие этого либо всплывают кристаллы b и соответственно оседают на дно кристаллы a, либо наоборот. Поэтому в медленно охлажденном доэвтектическом сплаве указанной системы в результате ликвации верхняя часть слитка обогащается сурьмой и состоит только из эвтектики, а нижняя содержит избыточных кристаллов a и небольшое количество эвтектики.

Чтобы предупредить ликвацию по плотности, сплав быстро охлаждают, а иногда добавляют третий компонент, кристаллизующийся первым в виде разветвленных дендритов, препятствующих расслоению сплава.

Сера <0,035 - 0,06 Она является вредной примесью в стали, образуя FeS, что является причиной появления легкоплавкой эвтектики, что является причиной красноломкости, но марганец образуя с серой MnS исключает ее. Сернистые включения снижают ударную вязкость пластичность, снижает порог хладноломкости "сульфидный парадокс". Сера ухудшает свариваемость и коррозийную стойкость.

2. Ликвация вредных примесей – (S и P) – делит на 3 группы:

1) обыкновенного качества S и P не более 0,05,

2) качественные S и P не более 0,04

3) повышенного качества менее 0,03.

Сера: Осн. источником серы является исходное сырье — чугун. Сера снижает пластичность и вязкость стали, особенно при низких температурах, а также сообщает стали красноломкость при прокатке и ковке. Сера нерастворима в стали.

Обр. с Fe: FeS — сульфид железа, хорошо раств. в металле. При малом содержании Mn из-за выс. ликвации серы может обр. легкоплавкая эвтектика Fe—FeS (T_пл = 988 °С) (расп. по границам зерен, при нагреве ст. заг. до темп. горячей деф. включения сообщ. ст. хрупкость, а при некоторых условиях могут даже плавиться и при деф. обр. надрывы и трещины).

Марганец устраняет красноломкость, так как сульфиды марганца не образуют сетки по границам зерен и имеют темп. плавл. около 1 620°С, что выше темп. гор. деф.. сульфиды

Ликвация – это неоднородность свойств и строения в сечении материалов. Причиной ликвации является образование разного состава кристалла. Разное количество примесей – серы, фосфора, углерода. Сера вызывает красноломкость, в процессе прокатки сталь расслаивается, разъезжается. Обычно S в стали 0,02-0,05%. Сера склонна к ликвации. В процессе прокатки жидкость растекается. Борьба с красноломкостью: поднимается температура за счёт добавления в сталь марганца (FeMn). FeS + FeMn → 2Fe + MnS. Красноломкость уменьшается.марганца, снижают вязкость и пластичность, уменьш усталостную прочность ст. Поэтому содержание серы в стали должно быть как можно меньше.

Повышенное (до 0,2 %) сод. серы допускается лишь в автоматных сталях для изг. крепежных деталей неответственного назначения. Сера улучшает обраб.стали.

Автоматные стали.

(ГОСТ 1414-75)

Содержат:

1. 0,08...0,45% углерода;

2. Повышенное содержание серы (0,05...0,3%);

3. Фосфора (0,05...0,16%);

4. Часто марганца (0,6...1,55%).

Обогащение границ зерен феррита растворенным в нем фосфором и образование хрупких включений (MnS и др.) на границах зерен стали облегчают резание, способствуют дроблению и лег­кому отделению стружки, обеспечивая чистоту обрабатываемой поверхности.

Срок службы режущего инструмента при обработке автоматных сталей увеличивается. Улучшение обрабатываемости стали достигается также микролегированием свинцом, селеном, кальцием. Однако введение этих элементов понижает прочностные характеристики стали, поэтому их применяют для изготовления малоответственных деталей, от которых не требуется высоких механических свойств.

Автоматные стали получили свое наименование в связи с их обработкой на станках-автоматах с повышенной скоростью резания (ЧПУ) для изготовления деталей массового спроса (шайбы, болты, гайки, шпильки и некоторые другие детали автомобилестроения).

В обозначении марки первая буква А указывает, что сталь автоматная; цифры в ней показывают содержание углерода в сотых долях процента (например, All, А40Г). Индекс "АС" в начале марки указывает, что сталь автоматная микролегирована свинцом (например, АС35Г2), а индекс "АЦ" - кальцием (АЦ45Х, АЦ40Г2 и др.).

25. Стали марок: Сталь 4, 40, 40Х, 40НМА.

Ст 4: сталь общего назначения, обыкновенного качества, σ_В (410-530) МПа или (42-54) кгс/мм², σ_Т не менее 245 МПа или 25 кгс/мм², больше прочность, чем у Ст.1, меньше пластичность, C 0,18-0,27%, Mn 0,4-0,7, не подвергаются термической обработке, дешёвая. Для производства машин, станков, строительных металлоконструкций, предметов широкого потребления.

Ст 40: сталь качественная, конструкционная, содержание C в стали 0,4%, более дорогая, качество выше, подвергается упрочняющей термической обработке. Машиностроительное производство.