Меню

Метод борьбы с красноломкостью стали

Cера в стали — красноломкость

Сера в жидкой стали обладает неограниченной растворимостью и очень малой растворимостью в твердом состоянии . Как видно из рисунка, где приведен «железный» угол диаграммы состояния Fe—S для малых концентраций серы, предельная растворимость S в железе при 1365° С составляет 0,05%, а при 1000° С 0,013%. В альфа-железе растворимость серы ничтожна.

Вследствие понижения растворимости во время кристаллизации стали и ее охлаждения сера выделяется из раствора в виде включений сульфидов FeS или оксисульфидов FeS-FeO . Выделение включений в конце затвердевания, когда имеются уже сформировавшиеся кристаллы, приводит к тому, что они располагаются по границам зерен, ослабляя их связь и ухудшая свойства металла.

При комнатной и близких к ней температурах включения сульфидов понижают механические свойства стали, характеризующие пластичность (относительные сужение и удлинение) и ударную вязкость . В литом металле это влияние может проявляться во всех направлениях. В катаных или кованых стальных изделиях, где сульфидные включения вытянуты в виде строчек в направлении горячей пластической деформации, отрицательное влияние серы в стали проявляется лишь в направлении,поперечном к линии вытяжки в процессе этой деформации.

Рисунок 1. Железный угол диаграммы Fe-S

При температуре горячей обработки металла давлением (850—1200° С) сера в стали вызывает понижение технологической пластичности стали, называемое «красноломкостью» (потеря пластичности при температуре красного каления). Красноломкость проявляется в образовании рванин и трещин во время обработки давлением.

Причиной возникновения красноломкости является оплавление оксисульфидов и сульфидов по границам зерен, вызывающее разрушение металла в процессе обработки давлением . Как видно из диаграммы, приведенной на рисунке, это может происходить при содержании серы в стали более 0,01%, т. е. тогда, когда оно выше предела растворимости в гама-железе.

Степень влияния серы на свойства стали зависит от характера сульфидных включений и их расположения в металле, что определяется воздействием некоторых сульфидообразующих элементов, вводимых в сталь для раскисления.

Раскисление будет подробно рассмотрено в следующем подразделе. Здесь же следует отметить лишь, что применяется оно для понижения содержания кислорода в металле.

Рисунок 2. Типы сульфидов в литой стали, X 400

а — глобули окиси сульфидов, б — цепочки FeS и MnS, в — Al2S3

При раскислении стали марганцем и кремнием без алюминия или с небольшим количеством алюминия (до 0,006—0,02%) образуются сульфиды и преимущественно оксисульфиды в виде обособленных, беспорядочно разбросанных обычно крупных глобулей — I тип включений .

При более полном раскислении (удалении кислорода) алюминием сульфидные включения выпадают в виде цепочек мелких глобулей или пленок — II тип включений. Критическое содержание алюминия, при котором образуются включения второго типа, составляет примерно 0,01—0,10% в малоуглеродистой стали и 0,005—0,020% в средне- и высокоуглеродистой.

Дальнейшее увеличение количества вводимого в сталь алюминия приводит к образованию включений III типа, относительно крупных, обычно неправильной формы, беспорядочно расположенных в металле. Эти включения состоят из сульфидов алюминия, марганца и железа.

Наиболее вредное влияние на механические свойства стали и склонность к красноломкости сера оказывает при образовании включений II типа . Влияние это меньше при образовании включений III типа и еще меньше при образовании
включений I типа.

Особое влияние на склонность к возникновению красноломкости оказывает марганец. В стали, не содержащей марганца, красноломкость возникает при очень малой концентрации S, критическая величина которой зависит от состава металла и условий деформации. Практикой металлургического производства установлено, что отношение концентраций марганца и серы, необходимое для получения высокой технологической пластичности металла, обеспечивающей горячую обработку давлением без возникновения красноломкости, равно 10—20 для стали с содержанием серы до 0,05%.

Читайте также:  Чтобы тарталетки стали мягче

Однако радикальным средством уменьшения вредного влияния серы на свойства стали является понижение ее содержания.

Источник статьи: http://emchezgia.ru/fizhim/13_sera_v_stali.php

Красноломкость и хладноломкость стали

Красноломкость-хрупкость стали, проявляющаяся при относительно высокой темп-ре в процессе ковки, горячей прокатки и при др. видах пластич. деформации. Хрупкие разрушения, связанные с красноломкостью стали, объясняются либо ослаблением границ зерен при повышенной темп-ре, либо наличием в стали довольно большого количества второй фазы, заметно отличающейся по сопротивлению пластич. деформации от основной структуры. В углеродистой и легированной конструкционной стали красноломкость обусловливается б. ч. высоким содержанием серы или др. легкоплавких примесей (напр., меди и свинца). В легированной нержавеющей стали с высоким содержанием хрома красноломкость фиксируется появлением при темп-ре деформации структуры дельта-феррита. Уменьшения красноломкости стали наряду с устранением вызывающих ее причин, в ряде случаев можно достигнуть понижением темп-ры горячей деформации.

Для технически чистого железа темп-ра красноломкости находится в пределах 850— 1150°, поэтому горячую деформацию следует начинать при 850° либо производить при 1250—1300°, прерывая ее при охлаждении железа в интервале 850—1150°. Вредное действие серы на красноломкость стали объясняется образованием легкоплавких эвтектик. Для уменьшения влияния серы в состав перлитной стали вводят марганец, а в состав аустенитной — молибден. Также влияют алюминий, титан, цирконий, кальций, магний и редкие элементы, способствующие образованию тугоплавких сульфидов, располагающихся в структуре стали в виде цепочек или отдельных включений. Следует иметь в виду, что низкоплавкие сульфиды располагаются, как правило, по границам зерен, вызывая красноломкость стали.

склонность металлов к появлению (или значительному возрастанию) хрупкости (См. Хрупкость) при понижении температуры. Х. связана с происходящим при этом из-за затруднённости движения дислокаций (См. Дислокации) значительным повышением предела текучести; начиная с некоторой температуры (т. н. критическая температура хрупкости, или порог хладноломкости) хрупкое разрушение наступает раньше, чем состояние пластической текучести. Х. присуща низколегированным сталям, танталу, вольфраму, хрому, молибдену и некоторым др. металлам с объёмноцентрированной кубической решёткой и сплавам на их основе. Х. способствует наличие примесей внедрения в металлах, что в сочетании со сжатием кристаллической решётки при понижении температуры приводит к увеличению внутренних напряжений. Температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому зависит от режима термической обработки, величины зерна, скорости нагружения, величины концентрации напряжений. Чаще всего Х. оценивают путём испытаний на ударный изгиб призматических образцов с надрезом, определяя при этом работу деформации и разрушения. Склонность к Х. можно также оценить по температуре резкого снижения пластичности или по доле волокнистого излома на поверхности разрушения. Х. имеет особое значение при эксплуатации конструкций в температурных условиях северных районов, для космических аппаратов, луноходов, водородных двигателей. Снижение Х. достигается очисткой металлов от вредных примесей, термообработкой, легированием.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

Источник статьи: http://studopedia.org/9-133120.html

Красноломкость металлов

Красноломкость — это свойство некоторых металлов проявлять хрупкость при обработке давлением на повышенных температурах. Красноломкость обусловливается главным образом распределением некоторых примесей (меди, серы) по границам зёрен металла.

Читайте также:  Толщина стали бочки 200 литров

В качестве примера можно рассмотреть стали. Содержание серы в сталях промышленных марок составляет обычно 0.015-0.050 %. Сера образует с железом легкоплавкое соединение FеS, обычно располагающееся вокруг зерен, закристаллизовавшихся ранее. При горячей механической обработке (ковка, прокатка) FeS плавится, что вызывает потерю связи между зернами стали, и изделие разваливается на части. Всему виной красноломкость.

Таким образом, одним из основных механизмов красноломкости является образование на границах зерен фаз, плавящихся при температурах обработки давлением (850- 1200° С). Температура плавления меди составляет всего 1084° С, ее сульфида – 1100° С, образование других легкоплавких медесодержащих фаз в стали маловероятно.

При комнатной и близких к ней температурах включения сульфидов понижают механические свойства стали, характеризующие пластичность (относительные сужение и удлинение) и ударную вязкость. В литом металле это влияние может проявляться во всех направлениях. В катаных или кованых стальных изделиях, где сульфидные включения вытянуты в виде строчек в направлении горячей пластической деформации, отрицательное влияние серы в стали проявляется лишь в направлении, поперечном к линии вытяжки в процессе этой деформации.

О противоположном явлении вы можете узнать по ссылке – хладноломкость.

Для предотвращения красноломкости в перлитные стали добавляют марганец. Он заметно повышает прочность металла, практически не снижает пластичность, резко уменьшает красноломкость и негативное влияние серы. Сера при этом находится в материале в виде тугоплавкого сернистого марганца MnS (температура плавления 1620° С).

Для этих же целей в состав аустенитной стали добавляют молибден.

Для технически чистого железа температура красноломкости находится в пределах 850— 1150°, поэтому горячую деформацию следует начинать при 850° либо производить при 1250—1300°, прерывая ее при охлаждении железа в интервале 850—1150°.

На красноломкость также влияют алюминий, титан, цирконий, кальций, магний и редкие элементы, способствующие образованию тугоплавких сульфидов, располагающихся в структуре стали в виде цепочек или отдельных включений. Следует иметь в виду, что низкоплавкие сульфиды располагаются, как правило, по границам зерен, вызывая красноломкость стали.

Практикой металлургического производства установлено, что отношение концентраций марганца и серы, необходимое для получения высокой технологической пластичности металла, обеспечивающей горячую обработку давлением без возникновения красноломкости, равно 10—20 для стали с содержанием серы до 0,05%.

Источник статьи: http://xn--80affkvlgiu5a.xn--p1ai/slovar/krasnolomkost-metallov/

ⓘ Красноломкость — свойство металлов давать трещины при горячей обработке давлением в области температур красного или жёлтого каления. ..

ⓘ Красноломкость

Красноломкость — свойство металлов давать трещины при горячей обработке давлением в области температур красного или жёлтого каления.

1. Причины

Красноломкость обусловливается главным образом распределением некоторых примесей меди, серы по границам зёрен металла. В поверхностном слое стали, содержащей более 0.4-0.5 % меди, при высоких температурах иногда образуются местные скопления структурно-свободной меди, в результате чего при деформации металла могут возникнуть поверхностные надрывы и трещины.

Красноломкость наблюдается также в стали с повышенным содержанием серы и пониженным содержанием марганца. В этом случае сера находится в стали не в виде сравнительно тугоплавкого сульфида марганца MnS, а в виде сульфида железа FeS, которое образует с железом эвтектику, располагающуюся по границам кристаллов. При 988 °C эта эвтектика плавится, что ослабляет связь между кристаллами и при деформации вызывает появление трещин по границам кристаллов.

Читайте также:  Термообработка электротехнической стали 10880

2. Устранение красноломкости

Для ослабления вредного влияния и устранения красноломкости в сталь вводят легирующие элементы, образующие тугоплавкие сульфиды. Концентрация меди на границах зёрен может быть в некоторой мере предотвращена легированием.

Источник статьи: http://ww.google-info.org/1803960/1/krasnolomkost.html

КРАСНОЛОМКОСТЬ СТАЛИ

— хрупкость стали, проявляющаяся при относительно высокой темп-ре в процессе ковки, горячей прокатки и при др. видах пластич. деформации. Хрупкие разрушения, связанные с красноломкостью стали, объясняются либо ослаблением границ зерен при повышенной темп-ре, либо наличием в стали довольно большого количества второй фазы, заметно отличающейся по сопротивлению пластич. деформации от основной структуры. В углеродистой и легированной конструкционной стали красноломкость обусловливается б. ч. высоким содержанием серы или др. легкоплавких примесей (напр., меди и свинца). В легированной нержавеющей стали с высоким содержанием хрома красноломкость фиксируется появлением при темп-ре деформации структуры дельта-феррита. Уменьшения красноломкости стали наряду с устранением вызывающих ее причин, в ряде случаев можно достигнуть понижением темп-ры горячей деформации.

Для технически чистого железа темп-ра красноломкости находится в пределах 850— 1150°, поэтому горячую деформацию следует начинать при 850° либо производить при 1250—1300°, прерывая ее при охлаждении железа в интервале 850—1150°. Вредное действие серы на красноломкость стали объясняется образованием легкоплавких эвтектик. Для уменьшения влияния серы в состав перлитной стали вводят марганец, а в состав аустенитной — молибден. Также влияют алюминий, титан, цирконий, кальций, магний и редкие элементы, способствующие образованию тугоплавких сульфидов, располагающихся в структуре стали в виде цепочек или отдельных включений. Следует иметь в виду, что низкоплавкие сульфиды располагаются, как правило, по границам зерен, вызывая красноломкость стали.

Лит.: Меськин В. С., Основы легирования стали, М., 1959.

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. … В стали, предназначенной для сварных конструкций, содержание кремния не должно превышать 0,12. 0,25 %.

Сталь получают переплавкой металлолома или из передельного чугуна. Процесс получения стали из чугуна сводится к удалению излишнего углерода и понижению количества входящих в чугун примесей.

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04. 0,09 % .

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04. 0,09 % .

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04. 0,09 % .

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04. 0,09 % .

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04. 0,09 % .

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04. 0,09 % .

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04. 0,09 % .

Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы — красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04. 0,09 % .

Источник статьи: http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-181-2/159.htm

Adblock
detector