Влияние элементов на свойства судостроительной стали

Кислород, азот и водород содержатся в стали в очень небольших количествах. Ниже приведено примерное процентное содержание этих газов в стали различных способов производства:

	O2	N2	H2
Электрическая печь	0,002—0,004	0,007—0,010	0,0004—0,0006
Мартеновская печь	0,005—0,008	0,004—0,006	0,0003—0,0007
Кислородный конвертер	0,005—0,008	0,002—0,005	0,0001—0,0003

Однако и при этих концентрациях они могут оказывать заметное влияние на механические и технологические свойства стали. Это связано с тем, что даже низкое содержание данных элементов значительно превышает их равновесную растворимость в а-железе при комнатной температуре. Поэтому после прокатки обычно образуется перенасыщенный феррит. Соответственно понижается сопротивление стали хрупкому разрушению, повышается порог хладноломкости. Кроме того, как отмечалось ранее, азот и в меньшей степени кислород вызывают деформационное старение стали.

Водород может привести к образованию в катаных заготовках флокенов. Металл, имеющий флокены, непригоден для промышленного использования. При сварке водород вызывает образование холодных трещин в основном и наплавленном металлах.

Кислород и азот кроме твердого раствора в а-железе могут образовывать с присутствующими в стали элементами химические соединения — оксиды FeO, SiO₂, Al₂O₃ и нитриды Fe4N. Эти  неметаллические включения  ухудшают деформируемость стали в холодном состоянии, увеличивают склонность к хрупкому разрушению.

В последние годы с целью уменьшения концентрации вредных примесей в корпусных сталях усовершенствована металлургическая технология их производства. Сталь, выплавляемую в конвертерах, подвергают обработке в ковше синтетическими шлаками и редкоземельными металлами; применяют продувку расплава аргоном, вакуумирование, регулируемую кристаллизацию при непрерывной разливке; стали наивысшего качества получают с дополнительным рафинирующим (обычно электрошлаковым) переплавом.