Примеси и легирующие элементы стали существенно влияют на её свойства, такие как прочность, твердость, коррозионная стойкость, обрабатываемость и другие. Различие между примесями и легирующими элементами состоит в том, что примеси чаще всего присутствуют в сплаве в небольших количествах и зачастую являются нежелательными, тогда как легирующие элементы добавляются намеренно для улучшения свойств стали.
Примеси
Примеси — это элементы, которые непреднамеренно присутствуют в стали и могут негативно влиять на её свойства. Основные примеси в стали включают:
- Сера (S): Повышает хрупкость и снижает прочность стали. Обычно её содержание стараются минимизировать.
- Фосфор (P): Подобно сере, фосфор делает сталь хрупкой и снижает её пластичность.
- Кислород (O): Присутствие кислорода может приводить к образованию окислов, что ухудшает механические свойства стали.
- Азот (N): Может образовывать нитриды, что приводит к увеличению твёрдости и хрупкости.
Легирующие элементы
Легирующие элементы добавляются в сталь специально для улучшения её свойств. Основные легирующие элементы и их влияние на свойства стали включают:
- Углерод (C): Основной элемент, определяющий твёрдость и прочность стали. Чем выше содержание углерода, тем твёрже и прочнее сталь, но при этом её пластичность и ударная вязкость снижаются.
- Хром (Cr): Повышает коррозионную стойкость и твёрдость стали. Присутствует в нержавеющих сталях.
- Никель (Ni): Улучшает прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость. Часто используется в комбинации с хромом.
- Марганец (Mn): Улучшает прочность, твёрдость и износостойкость стали. Также помогает удалять серу и кислород из сплава.
- Молибден (Mo): Повышает твёрдость, термостойкость и коррозионную стойкость. Часто используется в легированных сталях для повышения прочности при высоких температурах.
- Ванадий (V): Увеличивает прочность и износостойкость, а также способствует образованию мелкозернистой структуры.
- Титан (Ti): Увеличивает прочность, твёрдость и коррозионную стойкость. Также предотвращает образование крупных зерен.
- Кобальт (Co): Повышает термостойкость и твёрдость стали.
- Медь (Cu): Улучшает коррозионную стойкость.
- Алюминий (Al): Используется для раскисления стали и улучшения её обрабатываемости.
Каждый из этих элементов может влиять на структуру стали и её поведение в процессе обработки и эксплуатации. Правильное сочетание легирующих элементов позволяет получать стали с заданными свойствами, соответствующими требованиям различных областей применения.