Многие из тех, кто интересовался черной металлургией, слышали о легировании стали. Так называют процесс добавления в металл определенных компонентов, способствующих улучшению его физических и химических свойств. А если рассматривать легирующие элементы подробнее, то стоит отметить, что их достаточно много, и самыми распространенными становятся: марганец, углерод, хром, кремний и т.д. Каждый компонент по-своему воздействует на металл. И в данном материале мы рассмотрим внимательнее влияние на сталь марганца.
Как марганец влияет на сталь
Содержание марганца в металле небольшое. При этом компонент вступает в реакцию с железом, образуя твердое соединение. Кроме того, марганец связывает серу. Образование соединения MnS препятствует вступлению серы в реакцию с железом, которая негативно отразилась бы на свойствах сплава. Плюс ко всему, марганец запускает реакцию раскисления, удаляет кислород. Так металл, в котором содержится Mn и большое количество углерода, наделяется следующими свойствами:
- улучшенная ковкость и свариваемость;
- уменьшенный риск красноломкости;
- повышенные прочность и твердость;
- устойчивость к износу.
Также важно знать, что содержание марганца в малоуглеродистой стали обычно колеблется в пределах 0,35-0,8%. Если указанный компонент содержится в более высокой концентрации (больше 2%), то он начинает оказывать на металл негативное влияние. Например, повышается вероятность растрескивания и коробления стали при закалке.
Если имеют место низкие температуры плавления, созданы окислительные условия, марганец проходит процедуру окисления, переходя в шлак. В это время выделяется достаточно большое количество теплоты. Так образуется оксид марганца в стали, происходит ряд других реакций.
Теперь мы знаем, как марганец влияет на свойства сплава, в какой массовой доле должен содержаться. Но важно понимать, что не только указанное вещество может менять характеристики металла. Выше мы упоминали о не менее важной роли и других элементов.
Влияние других элементов на сталь
Достаточно важное значение для металла имеет углерод. Его содержание в стали способствует повышению ее прочности. Но если массовая доля углерода будет достаточно большой, то это приведет к ухудшению свариваемости, пластичности. Именно поэтому данный показатель тщательно контролируется, чтобы в ходе плавки удавалось получать качественное сырье.
Следующий элемент – кремний. Он является одним из важных раскислителей, используемых при выплавке металла. Содержание этого компонента варьируется в пределах 0,10-0,60%. Если кремний соединяется с марганцем или молибденом, он обеспечивает стали высокую закаливаемость. Также элемент может окисляться, вступая в реакцию с кислородом, растворенным в металле. Тогда образуется соединение SiO2.
Важно понимать, что от состава металла зависят и характеристики образующегося шлака, в частности, основность. Шлак будет основным, если в нем преобладают соответствующие оксиды, в частности, марганца, магния, железа, кальция.
