WPŁYW DOMIESZEK NA WŁASNOŚCI STALI

• Produkt świeżenia, który jest używany jako odlew nazywamy staliwem, natomiast wszystkie inne postacie przerabiane plastycznie a więc walcowany, ciągniony lub kuty - stalą.

• Ze względu na składniki użyte do produkcji stali będziemy wyróżniali stale niestopowe i stopowe.

• Stale niestopowe - głównym składnikiem decydującym o własnościach jest węgiel, pozostałe zaś składniki znajdują się w znikomych ilościach pochodzących z procesów metalurgicznych.

Ze względu na zawartość węgla stale dzieli się na:

• niskowęglowe o zawartości węgla do 0,25%,

• średniowęglowe o zawartości węgla 0,25-0,6%,

• wysokowęglowe o zawartości węgla powyżej 0,6%.

• Ponieważ do procesu stalowniczego dodaje się również - złom, w skład takiej stali mogą wchodzić również inne pierwiastki.

Stale stopowe - niezależnie od pewnej zawartości węgla zawierają jeszcze inne składniki dodawane w trakcie

trwania procesu po to, aby w zasadniczy sposób polepszyć własności otrzymywanej stali.

Do najczęściej spotykanych składników należą:

• Mangan - dodaje się go w postaci żelazomanganu. Zwiększa wytrzymałość, twardość, nieznacznie obniża udarność stali, zwiększa przy dużych zawartościach odporność na ścieranie, przy czym stosunkowo nieznacznie zmniejsza wydłużenie. Wpływa na zmniejszenie przewodności cieplnej i elektrycznej.

• Krzem - przeważnie jako pozostałość po niezupełnym świeżeniu lub też rozmyślnie wprowadzony w postaci Fe-Si. Nieznaczne ilości krzemu dodane do kąpieli stalowej zmniejszają ilość pęcherzy gazowych w odlewie i dają odlew bardziej ścisły (mniejsza porowatość). Podczas krzepnięcia stali przeciwdziała on likwacji

innych składników, np. siarki i fosforu, utrudnia ich przemieszczanie się. Krzem w większych ilościach powoduje kruchość stali i zmniejsza jej udarność. Blachy do głębokiego tłoczenia nie powinny zawierać

więcej niż 0,2% Si, blachy zwykłe zawierają 0,15-0,35% Si.

• Nikiel - polepsza hartowność, polepsza cechy mechaniczne, zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, zwiększa wydłużenie i udarność, stale austenityczne wykazują dużą odporność na ścieranie.

• Chrom - poprawia cechy wytrzymałościowe stali, zmniejsza wydłużenie, ułatwia hartowanie, podnosi odporność antykorozyjną.

• Molibden - zwiększa wytrzymałość, zmniejsza wydłużenie i udarność, sprzyja procesowi hartowania.

• Wanad - poprawia własności mechaniczne stali przy wysokich temperaturach.

• Wolfram - zwiększa wytrzymałość, obniża wydłużenie i udarność.

• Kobalt - podobnie jak nikiel.

• Glin - wpływa silnie obniżająco na udarność i cechy plastyczne, przeciwdziała korozji.

• Miedź - działa antykorozyjnie.

DOMIESZKI SZKODLIWE

• Siarka - prawie nie rozpuszcza się w żelazie (do 0,025% w 985°C) i dlatego występuje głównie w postaci

siarczków manganu i żelaza (MnS i FeS).

• Domieszka bardzo szkodliwa, gdyż wywołuje kruchość na gorąco spowodowaną niską temperaturą topnienia

eutektyki Fe-FeS (983°C), która przeważnie rozmieszcza się na granicach ziaren, tym samym utrudniając

obróbkę plastyczną, a zwłaszcza kucie.

• Siarka zmniejsza odporność materiałów na zmęczenie i zmniejsza odporność na ścieralność.

• W celu ułatwienia skrawania przez wytworzenie krótkiego i łamliwego wióra dopuszcza się niewielki

dodatek siarki (do 0,3%) - stale automatowe kosztem obniżenia wytrzymałości.

• Fosfor - domieszka szkodliwa, tworzy z żelazem roztwór stały (do 0,8% przy 1050°C), dzięki czemu jest

niewidoczny pod mikroskopem. Dzięki zdolnościom do likwacji (podobnie jak siarka) grupuje się w środkowych

częściach wlewka - można go wtedy wykryć w badaniach makroskopowych już przy stosunkowo

niewielkich zawartościach, bo ok. 0,3%.

• Fosfor znacznie pogarsza własności plastyczne stali, przede wszystkim zmniejsza udarność i staje się

powodem kruchości na zimno. Stal zawierająca niewielkie ilości fosforu może być obrabiana plastycznie

na gorąco i jest spawalna. Czasem dopuszcza się nawet zawartość fosforu do 0,5% w celu polepszenie jej

obrabialności przez skrawanie (stal automatowa).

• Zawartość fosforu w stali nie powinna być większa niż 0,05%, a siarki 0,055%.

• Gazy - zalicza się do zanieczyszczeń, a szczególnie wodór, azot oraz tlen, który występuje w stali pod postacią różnych tlenków.

• Tlenki te wpływają ujemnie na własności stali, a zwłaszcza tlenek żelazawy, żelazowy i krzemu.

• Wodór jest przyczyną powstawania tzw. płatków śnieżnych.