ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ (ИНСТРУМЕНТА)

Сталь является многокомпонентным сплавом, в составе которого помимо железа и углерода содержится ряд постоянных примесей. Основными примесями в сталях являются кремний, марганец, сера, фосфор. Постоянные (технологические) примеси являются обязательными компонентами сталей и сплавов, что объясняется трудностью их удаления как при выплавке. Рассмотрим постоянные примеси, присутствующие в данной стали, и их влияние на свойства стали.
Кремний, если он содержится в небольшом количестве, особого влияния на свойства сплава не оказывает. Содержание кремния в стали как технологической примеси обычно не превышает 0,37%. При повышении содержания кремния значительно улучшаются упругие свойства, магнитопроницаемость, сопротивление коррозии и стойкость против окисления при высоких температурах.
Марганец, как и кремний, содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства также не оказывает. Марганец считается технологической примесью, если его содержание, не превышает 0,8%. Однако марганец образует с железом твердый раствор и несколько повышает твердость и прочность стали, незначительно уменьшая ее пластичность. Марганец связывает серу в соединение MnS, препятствуя образованию вредного соединения FeS. Кроме того, марганец раскисляет сталь. При высоком содержании марганца сталь приобретает исключительно большую твердость и сопротивление износу.
Сера является вредной примесью. Она находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение придает стали хрупкость при высоких температурах (красноломкость). Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость. В стали допускается серы не более 0,06…0,07%.
Фосфор также является вредной примесью. Он образует с железом соединение Fe3P, которое растворяется в железе. Кристаллы этого химического соединения очень хрупки. Обычно они располагаются по границам зерен стали, резко ослабляя связь между ними, вследствие чего сталь приобретает очень высокую хрупкость в холодном состоянии (хладноломкость). Особенно сказывается отрицательное влияние фосфора при высоком содержании углерода. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает. Пределы содержания фосфора как технологической примеси составляют 0,025…0,045%.