Часть четвертая. ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ

Глава XIV. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. Классификация примесей

Прежде всего необходимо определить, что называется легированной сталью и легирующим элементом.

В соответствии с классификацией, предложенной Н. Т. Гудцовым, все примеси (химические элементы), содержащиеся в стали, можно разделить на четыре группы:

1. Постоянные или обыкновенные примеси. К этой группе относятся марганец и кремний, а также алюминий и титан, которые как кремний и марганец, применяются в качестве раскислителей, эти элементы присутствуют в любой хорошо раскисленной стали (в кипящей стали содержание кремния, алюминия и титана очень невелико), потому что введение их в металл необходимо при производстве стали; к постоянным (обыкновенным) примесям следует отнести серу и фосфор, потому что полностью освободиться от них при массовом производстве стали невозможно. Содержание этих элементов находится в спокойной стали обычно в пределах:

2. Скрытые примеси. Это кислород, водород и азот, присутствующие в любой стали в очень малых количествах. Методы их химического определения сложны, поэтому содержание этих элементов в обычных технических условиях не указывается.

3. Случайные примеси. К этой группе относятся примеси, попадающие в сталь из шихтовых материалов или вследствие каких-либо случайных причин.

Так, уральские руды содержат небольшое количество меди, и она попадает в сталь, выплавленную из этих руд. Сталь, выплавленная из керченских руд, имеет мышьяк, так как эти руды содержат мышьяк. Переплавка луженого, оцинкованного и другого скрапа приводит к тому, что в металл попадают олово, цинк, сурьма, свинец и т. д.

Стали, выплавленные на так называемой первородной шихте без использования скрапа (лома), основного источника загрязнения, не содержат случайных примесей. Они также очень чистые по сере и фосфору.

4. Легирующие элементы. Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях с целью изменения ее строения и свойств, называются легирующими элементами (от греческого слова «лега» - сложное).

В связи с этим стали, в которые для получения требуемых свойств специально вводят легирующие элементы, называют легированными сталями (легированные стали иногда называют специальными).

Примеси первых трех групп в той или иной степени неизбежное следствие технологического процесса производства стали и естественно, что в указанных концентрациях их нельзя рассматривать как легирующие элементы, а стали, содержащие эти экспримеси, но в больших количествах, следует относить к легированным сталям.

Например, сталь, содержащая всего ванадия (V) или титана считается легированной ванадиевой или титановой сталью, поскольку эти элементы специально вводили в сталь для получения требуемых свойств. При наличии элементов в количестве примерно такое легирование называется микролегированием.

Для получения в стали более последний следует вводить в нее в количествах сверх требуемого по технологии выплавки. Поэтому, например, сталь с является уже легированной марганцовистой сталью, а марганец такой концентрации считается легирующим элементом.