IMG39

Mangan wpływa na kruchość eksploatacyjną, oddziałując na hartowność stali. W wypadku małych prędkości chłodzenia zawartość Mn < 0,5% nie wpływa znacznie na zwiększenie kruchości. Przy większej prędkości chłodzenia zawartość Mn > 0,3% zwiększa skłonność do kruchości, co jest związane z powstawaniem mikrostruktury bainitycznej. Jest ona bardziej skłonna do utraty plastyczności niż mikrostruktura ferrytyczno-bainityczna powstająca przy mniejszej zawartości manganu i mniejszych prędkościach chłodzenia.

Molibden do zawartości 0,7% nie tworzy odrębnych węglików. Oddziałując z atomami fosforu, przeciwdziała jego segregacji do granic ziaren, a tym samym zwiększa odporność na kruchość eksploatacyjną. W ilości powyżej 0,7% tworzy odrębne węgliki na granicach ziaren i obniża potencjał chemiczny fosforu w tych miejscach, a zatem nie hamuje dyfuzji wstępującej fosforu do granic ziaren. Sprzyja zatem utracie plastyczności podczas eksploatacji.

Krzem silnie uwrażliwia stal na kruchość eksploatacyjną. Zawartość w stali Si > 0,2% zwiększa skłonność do kruchości nawet przy bardzo małej zawartości fosforu. Obniżenie zawartości krzemu w stali zmniejsza jej skłonność do utraty plastyczności, lecz jednocześnie obniża wytrzymałość na rozciąganie. Można to jednak skompensować mikrododatkami wanadu i niobu. Niob nie tylko zwiększa wytrzymałość stali, ale również przez związanie węgla w trwałe węglikoazotki znacznie podnosi odporność na wysokotemperaturową korozję wodorową.

Powyższe zależności wykorzystano w modyfikowanych stalach i spoiwach Cr-Mo-V(Nb) o obniżonej zawartości krzemu i manganu. Na rysunku 10.30 przedstawiono liniową zależność między zmianą temperatury przejścia w stan kruchy wskutek symulacyjnej obróbki cieplnej step cooling stali 2,25% Cr-1% Mo a wskaźnikiem P + 0,03Si + 0,02 Mn, ukazującym 50-krotnie silniejsze oddziaływanie fosforu i 1,5-krotnie silniejsze krzemu niż manganu.

Rys. 10.30. Zmiana temperatuiy przejścia w stan kruchy A7% ,, dla kryterium 50% przełomu kruchego, stali 2,25% Cr-1% Mo wskutek zabiegu step cooling w funkcji zawartości P. Si i Mn [184]

549