Page 148 - ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

148

Щоб оцінити міру деградації трьох тривало експлуатованих сталей їх

механічні характеристики порівняли із сучасною вуглецевою сталлю Ст3 у

вихідному стані. Зрозуміло, що відмінності за хімічним складом аналізованих

сталей вплинули на їх механічні властивості (особливо за впливу корозивного

середовища). Адже із збільшенням вмісту вуглецю в сталі її міцність зростає,

але ударна в'язкість і характеристики пластичності при цьому знижуються.

Технологічні домішки, такі як марганець, кремній, сірка та фосфор – постійні

елементи сталі, які важко видаляти і під час плавлення (P, S), і під час

розкислювання (Si, Mn) сталей. Кремній з вмістом до 0,3 мас. % повністю

розчиняється у фериті, що зміцнює його, практично не знижуючи його

пластичність. І чим менші зерна фериту, тим вища міцність сталей. Але при

збільшенні вмісту кремнію у вуглецевих сталях загального призначення понад

0,4 мас. % (такий надлишок вмісту кремнію зафіксували у всіх трьох

проаналізованих сталях), їх пластичність знижується. Марганець нейтралізує

шкідливу дію сірки шляхом зв’язування її в сульфідах. Крім того, Mn може

розчинятися в цементиті, частково замінюючи атоми заліза в його

кристалічній ґратці. У цьому випадку утворюється легований цементит

(Fe, Mn) C, який за властивостями практично не відрізняється від Fe C.
3
3
Вміст сірки в сталях звикло становить 0,035–0,06, а фосфору 0,025–0,045
мас. %. Обидва ці елементи є шкідливими домішками в сталях. Навіть

незначне збільшення їх вмісту в сталях знижує їх пластичність, ударну
в'язкість і корозійну стійкість. Вміст фосфору негативно впливає на

властивості сталі, причому сильніше за підвищеного вмісту вуглецю в сталі.
Негативний вплив фосфору на властивості сталей пов’язаний з його

необмеженою розчинністю у рідкому залізі, але низькою розчинністю у

твердому. Під час кристалізації та охолодження сталі із пересиченого розчину

виділяється надмірна кількість фосфору у вигляді фосфідів. Температура їх

плавлення нижча за температуру кристалізації металу. В результаті розплав

фосфідів розташовується в основному вздовж меж зерна і може знизити

пластичність і ударну в'язкість сталей (особливо при низькій температурі).