top of page

ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДА И ПРИМЕСЕЙ НА МИКРОСТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАЛИ

Углерод является важнейшим элементом, определяющим как структуру, так и все свойства стали, ее прочность и поведение при эксплуатации и в производстве. Микроструктура медленно охлажденной (отожженной) стали с содержанием углерода до 0,8% состоит из феррита и перлита, причем с увеличением содержания углерода площади, занимаемые перлитом, увеличиваются, а занимаемые ферритом уменьшаются. При содержании углерода до 0,006% микроструктура стали состоит только из зерен феррита; в микроструктуре стали с 0,1% С, кроме большого количества светлых зерен феррита, содержится незначительное количество перлита. С дальнейшим увеличением содержания углерода (до 0,8%), светлые площади феррита уменьшаются, а темные площади перлита соответственно возрастают. Сталь, содержащая 0,8% С, состоит из одного перлита. Имея ввиду, что феррит практически почти не содержит углерода, а в перлите примерно 0,8% С, можно по соотношению площадей, занимаемых в микроструктуре ферритом и перлитом, определить содержание углерода в стали. Но так как на содержание углерода в перлите влияют скорость охлаждения стали и присутствие в ней кремния и марганца, то результаты этих подсчетов становятся неточными, а потому возникает необходимость определять углерод путем химического анализа. 

При содержании углерода больше 0,8% (например, у стали с 1,2% С) микроструктура состоит из перлита и вторичного цементита. По мере увеличения количества углерода в стали предел прочности и предел текучести при растяжении возрастают, а удлинение и сужение снижаются. Термическая обработка деталей машин и инструмента, а также их прочность и долговечность в большой степени зависят от содержания углерода в стали, из которой они изготовлены. Во всех технических условиях на качественную и высококачественную сталь количество углерода регламентируется в пределах от 0 до 0,10%, а за последнее время даже в пределах от 0 до 0,05%. Марганец является полезной примесью в стали. В углеродистой стали содержится примерно от 0,25 до 1 % Мп. Марганец, растворяясь в феррите, упрочняет его; кроме того, он частично образует карбид, не отличимый от цементита. Марганец повышает механические свойства стали, особенно упругие свойства, и сильно увеличивает ее прокаливаемость, устраняет вредное действие серы, образуя сернистый марганец, значительное количество которого всплывает и удаляется вместе со шлаком. Сам по себе сернистый марганец менее вреден, чем сернистое железо. Одновременно марганец является эффективным раскислителем стали; имея большое сродство с кислородом, отнимает его от железа. Учитывая это, перед окончанием плавки в сталь добавляют или ферромарганец, или зеркальный чугун.

Дополнительная информация: металлы и сплавы наиболее часто используются для изготовления прочных конструкций в строительстве и промышленном производстве. Одним из самых востребованных видов металлопроката по праву считается металлический профиль уголок, который используется и для укрепления конструкций, и в качестве декоративных элементов в интерьере помещения.

bottom of page