1. Углерод (C). Углерод – важнейший химический элемент, влияющий на холодную пластическую деформацию стали. Чем выше содержание углерода, тем выше прочность стали и ниже её пластичность в холодном состоянии. Доказано, что при увеличении содержания углерода на каждые 0,1% предел текучести увеличивается примерно на 27,4 МПа; предел прочности на растяжение – примерно на 58,8 МПа; а относительное удлинение уменьшается примерно на 4,3%. Таким образом, содержание углерода в стали оказывает большое влияние на её способность к холодной пластической деформации.
2. Марганец (Mn). Марганец реагирует с оксидом железа при выплавке стали, в основном для раскисления стали. Марганец реагирует с сульфидом железа в стали, что может снизить вредное воздействие серы на сталь. Образующийся сульфид марганца может улучшить режущие свойства стали. Марганец может повысить прочность на растяжение и предел текучести стали, снизить холодную пластичность, что неблагоприятно для холодной пластической деформации стали. Однако марганец оказывает отрицательное влияние на усилие деформации. 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% предел прочности на растяжение увеличивается примерно на 13,7 МПа. Когда содержание кремния превышает 0,17% и содержание углерода высокое, это оказывает большое влияние на снижение холодной пластичности стали. Правильное увеличение содержания кремния в стали благоприятно влияет на комплексные механические свойства стали, особенно на предел упругости, а также может повысить стойкость стали к эрозии. Однако, когда содержание кремния в стали превышает 0,15%, быстро образуются неметаллические включения. Даже если сталь с высоким содержанием кремния отжигается, она не размягчается и не снижает свойства холодной пластической деформации стали. Поэтому, в дополнение к высоким требованиям к прочностным характеристикам продукта, содержание кремния должно быть максимально снижено.
4. Сера (S). Сера – вредная примесь. Сера в стали вызывает разделение кристаллических частиц металла и образование трещин. Присутствие серы также вызывает горячую хрупкость и ржавление стали. Поэтому содержание серы должно быть менее 0,055%. В высококачественной стали содержание серы должно быть менее 0,04%.
5. Фосфор (P). Фосфор оказывает сильное упрочняющее действие и вызывает выраженную ликвацию в стали, что повышает её хладноломкость и делает сталь уязвимой к кислотной эрозии. Фосфор в стали также ухудшает способность к холодной пластической деформации и приводит к растрескиванию изделий при волочении. Содержание фосфора в стали должно быть ниже 0,045%.
6. Другие легирующие элементы. Другие легирующие элементы в углеродистой стали, такие как хром, молибден и никель, присутствуют в виде примесей, которые оказывают гораздо меньшее влияние на сталь, чем углерод, и их содержание также крайне мало.
Время публикации: 13 июля 2022 г.