Влияние содержания марганца на механические свойства и микроструктуру полуспокойной стали » Ремонт Строительство Интерьер. Лесное дело и деревообработка.

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Влияние содержания марганца на механические свойства и микроструктуру полуспокойной стали

29.10.2020

В результате исследований мартеновской и кислородно-конвертерной полуспокойной стали производства заводов «Азовсталь» и им. Петровского установлено, что повышение содержания марганца в ней благоприятно влияет на механические свойства: повышаются прочностные характеристики, снижаются критическая температура хрупкости и склонность к механическому старению (рис. 86—88).

Характер изменения критической температуры хрупкости (tк1 и tк2), коэффициента чувствительности к механическому старению (С1 и С2), а также значений ударной вязкости (ан) при +20° С в зависимости от содержания марганца не связан с содержанием углерода в металле и температурой конца прокатки в изученных диапазонах (0,07—0,30% и 800—1100°С), однако уровень указанных свойств в большой степени определяется этими факторами.

Так, полуспокойная сталь с содержанием 0,15—0,21% С и 0,4—0,5% Mn в прокате, имевшем температуру конца прокатки около 800—850° С, по значениям tк1, C1 и ан не уступает, а по и C2 — превосходит сталь, содержащую столько же углерода и около 1% Mn, но прокатанную с конечной температурой 1050—1100°С. Следует отметить, что наиболее чувствительны к изменению температурных условий прокатки полуспокойной стали показатели, оцениваемые по количеству волокна в изломе (tк2 и C2).




Свойства полуспокойной стали улучшаются при повышении показателей С+Мn/4 и Мn/С (рис. 89, 90). Однако уровень (а для tк1 — и характер изменения свойств) зависит от содержания углерода в стали. Поэтому применение указанных показателей для характеристики прочности и хладостойкости полуспокойной стали целесообразно только в тех случаях, когда содержание углерода изменяется в узких пределах.

Структура полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца (как и с обычным) —феррито-перлитная (рис. 91). Количество перлита в структуре исследованного металлопроката из полуспокойной стали значительно увеличивается при повышении содержаний углерода и марганца (табл. 86) (в скобках указаны наиболее характерные значения).

При одинаковом содержании углерода микроструктура полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца характеризуется несколько более высоким (примерно на 10%) содержанием перлита, чем спокойная сталь Ст.3сп (рис. 91). Исследования под электронным микроскопом показали, что в полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца перлит имеет большую дисперсность, чем в спокойной стали Ст.3сп (рис. 92) и полуспокойной с обычным содержанием марганца.

С увеличением содержания марганца в стали существенно измельчается действительное зерно (табл. 87). Полуспокойная сталь с повышенным содержанием марганца имеет такое же (или даже более мелкое) действительное зерно, как и спокойная углеродистая, и приближается по этой характеристике к низколегированной спокойной стали 09Г2. Увеличение содержания марганца с 0,5 до 1,4% приводит к уменьшению размеров действительного зерна полуспокойной стали на 1—2 балла. Обращает на себя внимание значительное измельчение зерна при снижении температуры конца прокатки (уменьшении толщины прокатных профилей) полуспокойной стали. Повышение содержания марганца и снижение температуры конца прокатки приводит к некоторому увеличению микрополосчатости полуспокойной стали.

Влияние содержания марганца на механические свойства и микроструктуру полуспокойной стали

С повышением содержания марганца в полуспокойной стали наблюдается тенденция к некоторому увеличению размера природного зерна (табл. 88).

Из приведенных выше данных видно, что при обычной практике раскисления (марганцем, кремнием и алюминием в количестве 0,4—0,6 кг/т) спокойная сталь марок Ст.3сп и Ст.5сп по размеру природного зерна мало отличается от полуспокойной.

По данным, при кратковременном непрерывном нагреве увеличение размера природного зерна с повышением содержания марганца не наблюдается и полуспокойная сталь с повышенным содержанием марганца имеет такие же характеристики роста аустенитного зерна, как и мелкозернистая спокойная сталь.

При повышении содержания углерода и марганца в полуспокойной стали значительно увеличивается микротвердость феррита (табл. 89).


Загрязненность стали неметаллическими включениями при металлографической оценке по максимальному баллу практически не зависит от содержаний углерода и марганца, а также вида стали (табл. 90). В полуспокойной стали в основном наблюдаются точечные оксиды и пластичные (деформированные) силикаты, а также сульфиды. Загрязненность металла сульфидами увеличивается при повышении в нем содержания серы. В спокойной стали, кроме характерных для полуспокойной стали неметаллических включений, наблюдаются в значительном количестве строчечные оксиды. Общее количество оксидных включений в полуспокойной стали несколько выше, чем в спокойной.

В табл. 91 представлены обобщенные данные, характеризующие изменение свойств полуспокойной стали при повышении содержания марганца на 0,1%. Такое повышение содержания марганца приводит к измельчению действительного зерна па 0,1—0,4 балла, а также увеличению количества перлита на 2,0—2,5% и повышению микротвердости феррита на 3—4 HV.



Повышение хладостойкости и снижение чувствительности к механическому старению при увеличении содержания марганца, видимо, обусловливается в основном измельчением действительного зерна и нейтрализацией азота, а увеличение прочностных свойств и снижение пластичности — упрочнением обеих структурных составляющих стали — перлита (вследствие увеличения дисперсности и объема в структуре) и феррита (в результате искажения решетки железа).


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: