Как называется примесь в металле
Примеси
Примеси [impurities] — 1. Химические элементы, которые не вводятся в сплав специально и присутствут в нем в небольших количествах. В соответствии с предложенной академиком Н. Т. Гудцовым классификацией примеси в стали разделяются на четыре группы: постоянные, скрытые, случайные и легированные. Один и тот же элемент может быть легирующей или случайной примесью, полезной или вредной примесью. Примеси в жидком металле могут находиться в виде атомов, молекул или ионов; образовывать разные соединения, жидкие и твердые растворы. Представление о взаимодействии примесей с основным металлом и между собой основанно на диаграмме состояния соответствующих систем, а также закономерностями внутренней адсорбции. 2. Смотри Примесные атомы.
Смотреть что такое «Примеси» в других словарях:
ПРИМЕСИ — химических элементов, химические элементы, число которых, по Б. Б. Полынову (1968), в процессе эволюции организмов беспрерывно изменялось. Это связано с тем, что у организмов в процессе развития приспособительных реакций роль химических элементов … Экологический словарь
примеси́ть — примесить, мешу, месишь … Русское словесное ударение
примеси — примеси; отрасл. ингредиенты Неорганические и органические вещества, а также микроорганизмы, находящиеся в воде и допускающие распределение их в массе воды путем смещения. Примечание. Неорганические и органические вещества составляют группу… … Политехнический терминологический толковый словарь
примеси — Загрязнение шихты, переходящее в расплавленный металл, чье присутствие, как думают, не оказывает существенного влияния на его качество. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики металлургия в целом EN tramp element … Справочник технического переводчика
примеси — 3.10 примеси: Металлы или неметаллы, присутствующие в металле, но не добавляемые намеренно в него или удержанные им. Источник: ГОСТ 1639 2009: Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Примеси — Impurities Примеси. (1) Элементы или соединения, чье присутствие в материале является нежелательным. (2) В химикате или материале нежелательная незначительная добавка или компонент, не включенные преднамеренно; обычно до некоторой степени или… … Словарь металлургических терминов
Примеси — Tramp element Примеси. Загрязнение шихты, переходящее в расплавленный металл, чье присутствие, как думают, не оказывает существенного влияния на его качество. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО… … Словарь металлургических терминов
примеси́ть — мешу, месишь; прич. страд. прош. п р и м е ш енны й, шен, а, о; сов., перех. (что и чего) (несов. примешивать1). Меся, прибавить. Примесить в тесто муки … Малый академический словарь
Примеси — (англ. trace elements), элементы, встречающиеся в небольших количествах в минеральных соединениях. По П. можно установить происхождение материала, в т.ч. меди, обсидиана и фаянса … Археологический словарь
Легирующие элементы и примеси в сталях: краткий справочник
Характеристики углеродистых сталей далеко не всегда соответствуют требованиям, которые предъявляют к материалам различные отрасли промышленности. Чтобы откорректировать их свойства, используют легирование.
Чем отличаются легирующие элементы от примесей
В углеродистых сталях, помимо основных элементов – железа и углерода, есть и другие: марганец, сера, фосфор, кремний, водород и прочие. Их считают примесями и делят на несколько групп:
Для каждой из перечисленных примесей характерно определенное процентное содержание. Так, марганца в стали, как правило, не более 0,8 %, кремния – не более 0,4 %, фосфора – не более 0,025 %, серы – не более 0,05 %. Если обычного содержания некоторых элементов недостаточно, для получения сталей с нужными свойствами в них дополнительно вносят в определенных количествах специальные примеси, которые называют легирующими добавками.
Химический состав стали, формируемый в процессе выплавки, напрямую влияет на ее механические свойства
Как примеси влияют на свойства сталей
Примеси оказывают разное влияние на характеристики сталей:
Как легирующие элементы влияют на свойства сталей
Легирующие добавки вводят в стали для изменения их характеристик:
Виды легированных сталей
В зависимости от содержания легирующих элементов, стали делят на три вида:
Заключение
Примеси неизбежно присутствуют в сталях, но ряд из них являются вредными (к ним относятся скрытые примеси), поэтому их содержание стараются минимизировать. Легирующие элементы добавляют в стали целенаправленно для улучшения их свойств или получения специфических характеристик.
Вредные примеси в стали
Вопросы, рассмотренные в материале:
Вредные примеси в стали не только ухудшают ее состав, но и могут привести к последующей деформации изготовленного из нее изделия. Однако нельзя все их рассматривать как нежелательные. Некоторые из них относят к полезным, а от других вообще невозможно избавиться, так как они постоянные. Да и нет необходимости их устранять, поскольку постоянные примеси могут влиять на качественные характеристики стали.
В этой статье мы поговорим о том, какими являются вредные примеси стали и как они влияют на ее состав и характеристики стальных изделий.
Полезные и специальные примеси в стали
В стали встречаются вредные и полезные примеси. Сначала остановимся на полезных, к которым относят марганец и кремний:
Углеродистая сталь содержит примесь кремния не более 0,35–0,4 % и марганец в количестве 0,5–0,8 %. Переход марганца и кремния в сталь происходит во время раскисления в ходе выплавки. Эти химические элементы соединяются с кислородом закиси железа FеO, а затем, превращаясь в окислы, переходят в шлак, то есть, иначе говоря, раскисляют сталь.
Данный процесс оказывает благоприятное воздействие на свойства стали. За счет дегазации металла кремнием увеличивается ее плотность. Часть химического элемента остается в феррите (твердом растворе) уже после раскисления, что приводит к значительному возрастанию предела текучести. При этом способность к холодной высадке и вытяжке у стали снижается.
Рекомендовано к прочтению
По этой причине производители снижают количество кремния в сталях, изготавливаемых для холодной штамповки и высадки. Прочность металла значительно повышается благодаря примеси марганца. Последний сильно уменьшает красноломкость стали, оставляя пластичность практически неизменной. Таким образом, резко падает хрупкость стали при воздействии высокой температуры, которая возникала из-за присутствия серы.
Для получения сталей, имеющих определенные свойства, в металл добавляют специальные примеси. Они носят название легирующих элементов. Стали же именуют легированными.
Остановимся подробно на назначении некоторых элементов:
Вредные примеси в стали, которые ухудшают ее свойства
Давайте разберемся, какие вредные примеси содержатся в стали. Основными являются фосфор и сера.
Сера (S) содержится в сталях высокого качества в количестве не более 0,02–0,03 %. Для металла общего назначения этот показатель повышается до 0,03–0,04 %. С помощью спецобработки количество серы уменьшается до 0,005 %.
Растворения серы в железе не происходит, а образуется FeS (сульфид железа). Он входит в эвтектику, образующуюся при температуре +988 °С.
При высоком содержании серы сталь становится красноломкой. Это происходит из-за появления на границах зерен сульфидных эвтектик, имеющих низкую способность к плавке. Красноломкость появляется при температуре красного каления стали – +800 °С.
Плохое влияние сера оказывает на свариваемость, пластичность, ударную вязкость, а также поверхность металла. Это особенно заметно, если марганец и углерод содержатся лишь в небольших количествах.
VT-metall предлагает услуги:
Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы
Склонность к сегрегации на границах зерен у серы значительна. По этой причине в ходе нагрева пластичность стали падает. Если металл предназначен для дальнейшей обработки автоматическим механическим способом, то в состав обязательно добавляют серу в количестве от 0,08 % до 0,33 %, так как она способствует возрастанию у подшипниковых сталей усталостной прочности.
Марганец же снижает вредное воздействие серы на сталь. При жидком состоянии сплава он вступает в реакцию с образованием сульфида марганца, температура плавления которого составляет +1620 °С. Она значительно превышает температуру горячей обработки металла (от +800 °С до +1200 °С). При таком нагреве сульфиды марганца достаточно пластичны и просто деформируются.
Сегрегация фосфора (Р) в значительно меньшей, чем серы и углерода, степени происходит в ходе затвердевания сталей. Идет его растворение в феррите, из-за чего прочность металла увеличивается. Чем больший процент фосфора содержит сталь, тем выше ее хладноломкость и ниже ударная вязкость, пластичность.
Высокая температура среды позволяет достичь растворимости фосфора в пределах 1,2 %. Чем ниже становится температура, тем меньше растворимость фосфора. Она постепенно опускается до 0,02–0,03 %. Именно такое содержание данного химического элемента наблюдается в сталях. Это может говорить о том, что он, как правило, полностью растворяется в альфа-железе.
Отпускная хрупкость хромистых, хромоникелевых и хромомарганцевых, марганцевых и магниево-кремниевых легированных сталей во многом зависит от сегрегации фосфора по границам зерен. Элемент способствует замедлению распада мартенсита и повышает упрочняемость.
С целью улучшения механической (автоматической) обработки в низколегированные стали добавляют большое содержание фосфора.
При наличии углерода в количестве 0,1 % в конструкционной низколегированной стали фосфор должен увеличивать антикоррозийные свойства, а также прочность металла.
Наличие фосфора в хромоникелевых аустеничных сталях приводит к увеличению предела текучести. При попадании аустеничной нержавеющей стали в среду сильного окислителя присутствие в ее составе фосфора вызывает коррозию на границах зерен. Такое поведение предопределено сегрегацией фосфора на этих границах.
Вредные примеси в стали – это не только сера и фосфор, но и углерод.
Медленно остывая, сталь приобретает структуру, состоящую их двух фаз – цементита и феррита. Цементит связан в стали с углеродом. Его содержание прямо пропорционально количеству последнего. При этом цементит имеет твердость, значительно превышающую жесткость феррита. Цементит, вернее, входящие в его состав частицы (хрупкие, твердые), увеличивают сопротивляемость деформации, повышая противодействие движению дислокации. Помимо того, снижается вязкость и пластичность металла.
Как следствие, при возрастании процента углерода происходит увеличение твердости стали, пределов ее текучести и прочности, снижение относительных сужения и удлинения, а также ударной вязкости. То есть чем больше углерода, тем легче сталь переходит в хладноломкое состояние. Если содержание углерода в стали колеблется в диапазоне 1,0–1,1 %, то растет твердость металла в отожженном состоянии. При этом предел прочности снижается.
Такое явление, как снижение прочности, наблюдается по причине выделения аустенита вторичного цементита на границах бывшего зерна. Этот цементит делает сплошную сетку в сталях с вышеуказанным составом. В ходе растяжения сетка напрягается и цемент, хрупкий по своей природе, начинает разрушаться. Все это является причиной распада и последующего уменьшения предела прочности. Увеличивая количество углерода, можно добиться уменьшения плотности стали, увеличения электросопротивляемости, коэрцитивной силы, снижения остаточной индукции, теплопроводности и магнитной проницаемости.
Рассматривая вопрос о том, какие вредные примеси присутствуют в стали, нельзя забывать о влиянии азота (N). Под его воздействием в металле образуются нитриды, представляющие собой неметаллические хрупкие инородные тела, которые делают свойства стали значительно хуже.
Однако вредные примеси в стали являются в какой-то мере полезными, а иногда и неустранимыми. К положительным сторонам примеси азота стоит отнести его способность увеличить аустеничную область диаграммы состояния металла. Он делает аустеничную структуру стабильнее. Кроме того, он способен заменить собой никель (но только частично) в рассматриваемых сталях.
Для увеличения прочности низколегированной стали прибегают к добавлению титана, ванадия и ниобия (нитридообразующих элементов). В процессе горячей обработки и последующего охлаждения, взаимодействуя, они создают небольшие карбонитриды и нитриды, придающие стали прочность.
Даже небольшое количество олова (Sn) вредно для стали. В легированных сталях этот элемент способен вызвать отпускную хрупкость. Кроме того, олово сегрегируется на границах зерен стали, уменьшает ее горячую пластичность в аустенитно-ферритной области диаграммы состояния. Непрерывнолитые слитки под воздействием олова имеют низкое качество поверхности.
Обсуждая вредные примеси в стали и их влияние на материал, нельзя забывать, пожалуй, о самом опасном из них – водороде. В процессе сварки этот химический элемент во всех случаях является вредной примесью. Причина заключается в излишнем охрупчивании стали. При проведении сварочных работ водород может попасть в расплав из:
Поглощенный из атмосферы водород, пребывающий в ионизированном и атомарном виде, в ходе кристаллизации значительно уменьшает собственную растворимость. В результате его последующего выделения из материала в нем образуются трещины и поры.
Водород, уже находящийся в металле, может быть в виде гидрида (связанном) или в диффузно-подвижном состоянии (в виде твердого раствора). Молекулярный водород содержится в микронесплошностях материала.
Снизить количество водорода в сварочной зоне можно следующими способами:
Вредные примеси в стали включают в себя и кислород, который понижает пластичность металла. Для защиты материала при сварке используют процесс раскисления шва до определенной нормы. В ходе сварки титана, алюминия и прочих высокоактивных металлов мастера делают атмосферу внутри рабочей зоны без кислорода. Используя для этого гелий, аргон, галидные флюсы, они создают вакуум, поскольку для этих металлов достаточно сложно найти раскислители.
Сурьма (Sb) оказывает вредное влияние на поверхность стали (непрерывнолитых слитков). Причина заключается в ее сегрегации в процессе затвердевания металла. Когда сталь переходит в твердое состояние, сурьма сегрегирует на границах зерен, что приводит у легированных сталей к отпускной хрупкости.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Какие бывают примеси в стали
Примеси в стали. Купить оптом
Сопутствующие товары
Сталь и ее примеси
Все добавки или примеси, которые содержатся в стали, можно условно разделить на три вида:
К скрытым добавкам можно отнести азот. Это вещество попадает в структуру стали из воздуха. Постоянными можно назвать, кремний, марганец, фосфор или серу. В раскисленной стали, в небольших количествах находиться алюминий в паре с кремнием и марганцем. Если примесь находится в таком виде, она выступает в качестве раскислителя. Сталь также может содержать флюсы, топливо, и руды железа, обогащены фосфором и серой.
Все вышеперечисленные вещества можно назвать примесями лишь в том случае, если их содержание в стали не превышает следующий процент:
Если процент содержания данных веществ в различных сталях превышает вышеперечисленные показатели, то их уже можно назвать не примесями, а легирующими элементами.
Фосфор и его воздействие на структуру стали
Благодаря присутствию фосфора, значительно повышается прочность стали. Чем больше фосфора находиться в стали, тем более прочным становиться металл, а его вязкость и пластичность, соответственно, снижается. При затвердевании стали, вещество способно сегрегировать. При высокой температуре фосфор хорошо растворяется в металле.
Для того чтобы повысить возможности механической обработки стали, количество фосфора увеличивают. Присутствие фосфора в конструкционной низколегированной стали способствует улучшенному сопротивлению металлу к коррозии. Добавления фосфора в аустенистые стали из хрома и никеля, повышают предел текучести.
Влияние серы
Высококачественные стали не должны содержать более чем 0,04% серы. Серная примесь, которая находиться в железе, создает сульфид железа, поскольку данная примесь не растворяется в металле. Если процент содержания серы в сталях слишком высок, это приводит к красноломкости, снижению ударной вязкости и пластичности металла.
Сера является склонной к сегрегации по зерновым границам. Такие ее свойства способствуют понижения показателя пластичности горячих сталей. Добавляя в сталь до 0,3 % серы, можно облегчить механическую обработку данных металлов.
Если в составе стали находится марганец, он немного нейтрализует негативное влияние серы на свойства металла. Сульфид марганца зачастую может образоваться в жидких сталях. Эта примесь очень пластична, особенно при высоких температурах обработки стали.
Алюминий в сталях
Компонент алюминий незаменим при раскислении стали, которая находиться в жидком состоянии. С его помощью также можно измельчить зерно в слитках стали. Алюминий – это вещество, которое может быть примесью, и одновременно, выполнять легирующую функцию в сталях.
Благодаря наличию алюминиевых примесей, сталь становиться более стойкой к образованию окалин. В качестве легирующего элемента, алюминий часто выступает в составе дисперсионно-упрочняемой стали, которая также является нержавеющей. В данном случае элемент способствует ускорению реакции выделения дисперсий. Низкоуглеродистая сталь, содержащая алюминий, является более устойчивой к коррозии и другим разрушающим воздействиям.
Азот, медь и олово в составе сталей
Влияние азота на сталь в некотором роде негативное. Он образует нитриды (неметаллические вещества), которые понижают свойства сталей. Но, достоинством азота является то, что находясь в составе сталей, он расширяет аустенитность металла. Элементы, которые образуют нитрид, такие как титан или ванадий, часто добавляют в стали с низкой легированностью.
Олово оказывает негативное влияние на сталь, даже если оно его процентное соотношение небольшое. Олово склонно к сегрегации границ зерен, а также в легированных сталях может вызвать хрупкость. Присутствие олова в стальных слитках снижает горячую пластичность стали, а также снижает качество их поверхности таких слитков.
примеси механические
3.12 примеси механические: Твердые, взвешенные частицы различной природы (частицы металлов, продукты коррозии и износа конструкционных материалов, волокна, частицы силикатных и органических эластомеров, пыль и т.п.), ухудшающие эксплуатационные свойства (качество) масла.
Смотреть что такое «примеси механические» в других словарях:
примеси — 3.10 примеси: Металлы или неметаллы, присутствующие в металле, но не добавляемые намеренно в него или удержанные им. Источник: ГОСТ 1639 2009: Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
механические примеси — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN mechanical impurities … Справочник технического переводчика
Механические примеси в отработанных нефтепродуктах — Вещества, образующиеся или попадающие в нефтепродукты в процессе их применения, не растворяющиеся в бензине и имеющие размеры частиц не более 100 микрометров. Источник: ГОСТ 21046 86: Нефтепродукты отработанные. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
механические примеси — мехпримеси … Cловарь химических синонимов I
посторонние механические примеси — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN foreign solids … Справочник технического переводчика
СТО 70238424.27.100.053-2013: Энергетические масла и маслохозяйства электрических станций и сетей. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования — Терминология СТО 70238424.27.100.053 2013: Энергетические масла и маслохозяйства электрических станций и сетей. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования: 3.4 анализ арбитражный: Установление соответствия качества… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
мехпримеси — механические примеси … Cловарь химических синонимов I
Сталь — (Steel) Определение стали, производство и обработка стали, свойства сталей Информация об определении стали, производство и обработка стали, классификация и свойства сталей Содержание Содержание Классификация Характеристики стали Разновидности… … Энциклопедия инвестора
Медь — (Copper) Металл медь, месторождения и добыча меди, получение и применение Информация о металле медь, свойства меди, месторождения и добыча металла, получение и применение меди Содержание — (лат. Cuprum), Cu, химический элемент I группы… … Энциклопедия инвестора
максимальная — максимальная: Максимально возможная длина ЗО, в пределах которой выполняются требования настоящего стандарта и технических условий (ТУ) на извещатели конкретных типов, Источник: ГОСТ Р 52651 2006: И … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации