Повышение качества стали

Для улучшения качества стали необходимо снизить:

1) Содержание S и P

2) Содержание газов O2,H2,N2

3) Концентрацию неметаллических включений

Очистка материала от нежелательных примесей называется рафинированием.

Влияние примесей на свойства стали

Сера S попадает в металл из руды и топлива. Она образует с железом химическое соединение FeS (сернистое железо), которое не растворимо в железе и при кристаллизации располагается по границам зерен. FeS является легкоплавким соединением (имеет низкую температуру плавления). При повторном нагреве FeS расплавляется, что нарушает прочностные связи между зернами и приводит к образованию трещин и надрывов. Это явление называется красноломкостью.

Фосфор P также попадает в металл из руды и топлива, Фосфор, растворяясь в железе, повышает степень напряженности кристаллической решетки в результате ее искажения. Это приводит к снижению пластичности и резко повышает температуру перехода металла в хрупкое состояние. Явление повышения температуры перехода металла в хрупкое состояние называется хладноломкостью.

Газы попадают в металл из атмосферы.

Кислород О2 образует с железом химическое соединение FeO, которое располагается по границам зерен и нарушает связь между ними, что является причиной образования трещин при обработке металла давлением.

Водород H2 обладает минимальным атомарным радиусом и, как следствие, высокой диффузионной подвижностью. Растворяясь в жидком металле, водород скапливается в микропорах. Это приводит к повышению в них давления, что является причиной образования внутренних надрывов и трещин. Кроме того, скапливаясь в несовершенствах кристаллической решки, водород тормозит движение дислокаций (относятся к несовершенствам кристаллической решетки), что снижает пластичность материала (охрупчивает материал).

Азот N2 образует нитриды, которые, как и др. неметаллические включения являются концентраторами напряжений.

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СТАЛИ

Повышение качества стали происходит в результате рафинирования расплавленного металла, только что выплавленного в сталеплавильном агрегате, а также переплавленного из уже затвердевшего слитка

I. Повышение качества металла, только что выпущенного из сталеплавильного агрегата

К способам повышения качества металла, только что выплавленного в сталеплавильном агрегате относятся: вакуумирование стали при разливке; обработка металла в вакууме инертными газами; циркуляционный метод обработки расплавленного металла инертными газами в вакууме; обработка расплавленного металла синтетическим шлаком.