В настоящее время явление красноломкости устраняется введением в сталь марганца. При соотношении [%Mn]/[%S] = 20 22 и более сера выделяется из пересыщенного раствора в виде сульфидов марганца MnS, имеющих высокую температуру плавления.
При температурах более 1000оС (температура красного каления) эти включения находятся в жидком или пластичном состоянии, что ослабляет связь между зернами металла и его способность к горячей пластической деформации. Это явление называют красноломкостью стали. Красноломкость вызывает: образование горячих трещин на поверхности слитков, литых заготовок и изделий; появление рванин, трещин и других поверхностных дефектов при прокатке; плохое сваривание внутренних пустот металла при прокатке, в результате чего головная обрезь от слитков увеличивается при повышении концентрации серы и др.
Из диаграммы состояния системы Fe-S следует, что температура плавления чистого сульфида железа равна 1190оС, а оксисульфидный расплав имеет эвтектику с температурой затвердевания ~ 985оС, что значительно ниже температуры плавления металла. Поэтому при кристаллизации стали включения сульфида железа и оксисульфидов выделяются в жидком виде. Хорошо смачивая металл, неметаллические включения в виде тонких пленок располагаются на границах зерен литого металла, занимая большую площадь.
Сера обладает неограниченной растворимость в жидком железе. Имеются данные, согласно которым в железе может растворяться до 38% серы при содержании ее в чистом сульфиде FeS равном 36,5%. При переходе металла из жидкого состояния в твердое растворимость серы в нем резко уменьшается и продолжает уменьшаться при охлаждении твердого металла от температуры кристаллизации до комнатных температур. Так, например, в -Fe при 1365оС сера растворяется в количестве ~ 0,055%, в -Fe при 910оС ~ 0,015%, а при комнатной температуре 0,001 0,002%. Таким образом, при затвердевании и охлаждении металла практически все количество содержащейся в расплаве серы выделяется из пересыщенного раствора в виде сульфида железа FeS или оксисульфидной эвтектики.
Сера является одной из наиболее вредных примесей стали, снижающих механическую прочность, пластичность и свариваемость металла, его эксплуатационные свойства и др. Ниже будут рассмотрены лишь отдельные примеры негативного влияния серы на качество металла.
14.1 Роль серы в сталеплавильных процессах
Теоретические основы металлургического производства
Роль серы в сталеплавильных процессах
Комментариев нет:
Отправить комментарий