Алюминий

Благодаря комплексу ценных свойств, таких как легкость, коррозионная стойкость, высокая пластичность, электропроводность в сочетании с широкой распространенностью,  алюминий применяется сегодня практически во всех отраслях.

Далее

Примеси и добавки в сталях.

Примеси и добавки в сталях.

Черные металлы обычно содержат сплавы железа с углеродом и с примесью других элементов. Важнейшим из этих сплавов являются стали, в которых содержание углерода доходит до 2%.

Кроме углерода и железа, в стали содержится и ряд иных элементов, присутствие которых связано с процессом выплавки, они же могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие.

Кремний и марганец остаются в стали в результате использования их в качестве раскислителей. Хром, никель и медь попадают в сталь из исходной шихты. Сера и фосфор попадают в сталь из чугуна, а в чугун из руды и кокса. А также присутствуют газы, удаление которых при выплавке и разливке стали весьма затруднено. Рассмотрим свойства основных компонентов стали.

Железо является металлом серебристо-белого цвета, может быть чистым и техническим. Железо имеет два устойчивых типа кристаллической решетки, каждый из которых существует при определенных температурах.

Углерод - это неметаллический элемент, который имеет две устойчивые аллотропические формы – графит и алмаз. В углеродистых сталях углерод образует карбид железа, поэтому в обычных условиях стали свободного углерода не имеют. Углерод же является важнейшим элементом, оказывающим основное влияние на формирование всех свойств и структуры стали.

Кремний и марганец оказывают положительное влияние на свойства стали. Марганец считается активным раскислителем для стали. Он связывает кислород в железе, то есть удаляет из жидкой стали вредную закись железа. Кремний добавляют в виде ферросилиция в жидкую сталь для удаления окислов железа. Благодаря этому элементу, с ферритом образуется твердый раствор, который повышает твердость, упругость стали и особенно предел текучести.

Наличие серы в стали вредно сказывается на качестве исходной заготовки, из-за этого возникает красноломкость. При малом содержании марганца в стали, сера с железом начинает образовывать сульфид железа, что неблагоприятно для металла. Чтобы предотвратить эту реакцию, вводят в сплав марганец, который более активен, чем сера. Марганец с серой образует тугоплавкий сернистый марганец и практически устраняет явление красноломкости. Но и присутствие сернистого марганца в стали нежелательно, так как его включения значительно ухудшают пластические свойства и снижают ударную вязкость, особенно в поперечном направлении. Также из-за его наличия появляется сопротивление усталости, ухудшаются коррозионная стойкость и свариваемость.

Фосфор, как и сера, является довольно вредной примесью в составе металла. Из-за его наличия сталь становится хрупкой и твердой, с резко пониженной ударной вязкостью. Это явление называют хладноломкостью.

Медь и никель имеют одинаковые кристаллические решетки и примерно одинаковую плотность. В процессе нагрева слитков под ковку образуется окалина, под слоем которой накапливается медь. При горячей деформации медь внедряется в границы зерен приповерхностного металла, ослабляя связи между ними. Под действием напряжений растяжения, неизбежных при ковке, по ослабленным границам зерен возможно образование поверхностных трещин.

Присутствие никеля значительно понижает склонность к образованию горячих поверхностных трещин при ковке в стандартной области температур. В этом случае под слоем окалины поверхность нагретого металла обогащается медью и никелем одновременно.

Содержание газов в стали является вредным явлением. К примеру, кислород образует оксиды, которые являются хрупкими включениями. При ковке металла они не деформируются, а крошатся, разрыхляя металл в участках их расположения.

Азот, в свою очередь, вызывает образование в сталях газовых раковин, трещин и пористостей. Вступая в соединения с железом, алюминием, он образует нитриды – твердые и хрупкие включения, снижающие, как и раковины, предел выносливости и ударную вязкость стали.

А водород способствует образованию флокенов в поковках. Флокены – опасный порок металла. В изломе они наблюдаются как светлые и округлые пятна в виде хлопьев, в поперечном сечении они имеют вид очень мелких трещин, расположенных без определенной ориентации.