1. Углерод (C). Углерод является наиболее важным химическим элементом, влияющим на холодную пластическую деформацию стали. Чем выше содержание углерода, тем выше прочность стали и ниже ее холодная пластичность. Доказано, что при каждом увеличении содержания углерода на 0,1% предел текучести возрастает примерно на 27,4 МПа; предел прочности увеличивается примерно на 58,8 МПа; а относительное удлинение уменьшается примерно на 4,3%. Таким образом, содержание углерода в стали оказывает большое влияние на характеристики холодной пластической деформации стали.
2. Марганец (Mn). Марганец реагирует с оксидом железа при выплавке стали, главным образом, для раскисления стали. Марганец реагирует с сульфидом железа в стали, что может уменьшить вредное воздействие серы на сталь. Образующийся сульфид марганца может улучшить режущие свойства стали. Марганец может повысить прочность на растяжение и предел текучести стали, снижает холодную пластичность, что неблагоприятно для холодной пластической деформации стали. Однако марганец оказывает отрицательное воздействие на деформационную силу, его влияние составляет лишь около 1/4 от влияния углерода. Поэтому, за исключением особых требований, содержание марганца в углеродистой стали не должно превышать 0,9%.
3. Кремний (Si). Кремний является остатком раскислителя при выплавке стали. При увеличении содержания кремния в стали на 0,1% прочность на растяжение возрастает примерно на 13,7 МПа. При содержании кремния более 0,17% и высоком содержании углерода происходит значительное снижение холодной пластичности стали. Правильное увеличение содержания кремния в стали благоприятно сказывается на комплексных механических свойствах стали, особенно на пределе упругости, а также повышает эрозионную стойкость стали. Однако при содержании кремния в стали более 0,15% быстро образуются неметаллические включения. Даже при отжиге высококремниевой стали она не размягчается и не снижается ее холодная пластическая деформация. Поэтому, помимо высоких требований к прочности изделия, содержание кремния следует максимально снизить.
4. Сера (S). Сера является вредной примесью. Сера в стали вызывает расслоение кристаллических частиц металла и образование трещин. Присутствие серы также приводит к горячему охрупчиванию и ржавчине стали. Поэтому содержание серы должно быть менее 0,055%. В высококачественной стали содержание серы должно быть менее 0,04%.
5. Фосфор (P). Фосфор обладает сильным упрочняющим эффектом и вызывает серьезную сегрегацию в стали, что повышает ее холодохрупкость и делает ее уязвимой к кислотной эрозии. Фосфор в стали также ухудшает способность к холодной пластической деформации и вызывает растрескивание изделий при волочении. Содержание фосфора в стали должно контролироваться на уровне ниже 0,045%.
6. Другие легирующие элементы. Другие легирующие элементы в углеродистой стали, такие как хром, молибден и никель, присутствуют в качестве примесей, которые оказывают гораздо меньшее влияние на сталь, чем углерод, и их содержание также чрезвычайно мало.
Дата публикации: 13 июля 2022 г.