Кремний, подобно марганцу, является раскислителем,
но
действует более
эффективно.
В
кипящей стали содержание кремния
не
должно превышать
0,07%.
Если кремния будет больше,
то
раскисление кремнием произойдет настолько
полно,
что не
получится «кипения» жидкого металла
за
счет раскисления
углеродом.
В
спокойной углеродистой'стали содержится
от 0,12 до 0,37%
крем-
ния,
что
заметно повышает прочность
и
твердость стали.
Сера—вредная примесь.
В
стали обыкновенного качества содержание
серы допускается
до 0,055%.
Присутствие серы
в
большом количестве приводит
к
образованию трещин
при ковке, штамповке
и
прокатке
в
горячем состоянии.
Это
явление называется
красноломкостью.
В углеродистой стали сера взаимодействует
с
железом,
в
результате чего
получается сернистое железо. Сернистое железо образует
с
железом относительно
легкоплавкую эвтектику, которая располагается
по
границам зерен.
При
темпе-
ратурах ковки, горячей штамповки
и
прокатки эвтектика находится
в
жидком
состоянии.
В
процессе горячей пластической деформации
по
границам зерен
образуются трещины.
Если
в
сталь ввести достаточное количество марганца,
то
вредное влияние
серы уменьшается,
так как она
связывается
в
тугоплавкий сульфид марганца,
включения которого располагаются
в
середине зерен^
а не по их
границам.
При горячей обработке давлением включения сернистого марганца легко дефор-
мируются
без
образования трещин.
Фосфор также является вредной примесью; растворяясь
в
феррите,
резко снижает пластичность, повышает температуру перехода
в
хрупкое состоя-
ние
или,
иначе, вызывает хладноломкость стали.
Это
явление наблюдается
при
содержании фосфора свыше
0,1%.
Однако допустить содержание даже
0,05% Р
для стали ответственного назначения рискованно.
При
затвердевании слитка
фосфор распределяется
в
металле
не
совсем равномерно. Области слитка
с
повышенным содержанием фосфора становятся хладноломкими.
В
мартеновской
стали обыкновенного качества допускается содержание фосфора
не
более
0,045%.
В процессе выплавки углеродистой стали
из
металлического лома
в
качестве
примесей
в нее
могут попасть никель, хром, медь
и
другие элементы.
Эти
примеси
ухудшают технологические свойства углеродистой стали
(в
частности, сваривае-
мость), поэтому
их
содержание стараются свести
к
минимуму.
Кислород—вредная примесь
и
может растворяться
в
феррите
в
очень
небольших количествах.
В
плохо раскисленной стали кислород образует включе-
ния гемиоксида железа. Взаимодействуя
с
марганцем
или
кремнием,
он
образует
гемиоксид марганца
МпО,
оксид кремния
Si0
2
или
силикат марганца (МпО)гХ
XSi0
23
.
Оксиды имеют меньшую плотность,
чем
железо, всплывают
при
застыва-
нии слитка
и
переходят
в
шлак. Если
они не
успели всплыть
до
перехода металла
в твердое состояние,
то в
металле наблюдаются оксидные неметаллические
включения, которые вызывают подобно сере красноломкость стали. Очень твер-
дые частицы оксидов марганца, кремния
и
алюминия ухудшают обрабатывае-
мость резанием, вызывая быстрое затупление режущего инструмента. Крупные
неметаллические включения могут привести
к
снижению прочности детали,
особенно
при
наличии концентраторов напряжений.