Методи підвищення якості сталі

Кольорові метали та сплави на їх основі.

Кольорові метали і сплави широко застосовуються в різних галузях завдяки своїм властивостям, таким як:

• низька щільність при задовільній міцності;

• висока тепло- і електропровідність;

• корозійна стійкість і таке інше.

Однак використання кольорових металів залежить не тільки від їх властивостей, а й від наявності в земній корі, доступності і рентабельності процесу добування, обробки і виробництва.

За фізичними і хімічними властивостями кольорові метали ді­ляться на чотири групи:

1 — легкі: алюміній, магній, титан, цезій, калій, берилій, каль­цій та інші;

2 — важкі: мідь, олово, нікель, свинець, кобальт, ртуть;

3 — благородні: золото, срібло, платина, паладій, осмій;

4— рідкісні: тугоплавкі — вольфрам, молібден, ванадій, титан;

5 —легкі — стронцій, рубідій, цезій;

6—радіоактивні — уран, радій, торій, актиній;

7 —розсіяні і рідкісноземельні — германій, галій, індій тощо.

Значення кольорових металів весь час підвищується, тому що розвиваються такі галузі, як електроніка, ракетобудування, атом­на енергетика, швидкісна авіація, медицина, харчова промисло­вість та ін. Найширшого використання набули такі метали, як мідь, алюміній, цинк, хром, нікель, олово, свинець, магній, титан.

Алюміній — метал білого кольору, щільність дорівнює 2,7 г/см³, температура плавлення 660°С, твердість після прокатки і випалювання 20 - 25 НВ, відносне подовження 30—40 %, межа міцності при розтягуванні 80 - 100 МПа, висока тепло-, електро-

Розроблено ряд нових і ефективних способів підвищення якості стали безпосередньо в металургійному виробництві. Ці способи засновані, в-перших, на більше повнім видаленні зі сталей газів і шкідливих неметалічних включень і, по-друге на зміні хімічного складу сталей за рахунок уведення у них спеціальних легуючих елементів, що поліпшують різні властивості сталей. У виплавленій сталі завжди втримується певна кількість газів і неметалічних включень. Зміст газів навіть у сотих і тисячних частках відсотка істотно знижує механічні й інші властивості стали. Неметалічними включеннями, що втримуються в сталі, є сполуки заліза, кремнію, марганцю й ін. Основними металургійними способами зниження змісту газів і неметалічних включень у сталі є: електрошлаковий її переплав, рафінування синтетичними шлаками, вакуумна дегазація, вакуумно-дуговой переплав, переплав в электроннолучевых печах і др. Зниження в сталі неметалічних включень досягається також зміною сполучення й послідовності введення раскислителей. При электрошлаковом переплаву з металу, що підлягає обробці, спочатку виготовляють електроди, які потім опускають у сой робітника флюсу, обладающего високим опором.

Сутність обробки металу синтетичними шлаками полягає в тім, що рідку сталь із плавильної печі виливають у ківш зі спеціальним синтетичним шлаками з великої висоти. При бурхливому перемішуванні шлаки спливає, сталь виходить чистої. Рафінування рідкими синтетичними шлаками в ковші поліпшує макроструктуру стали, видаляє до 70% сірки. Цей спосіб знайшов широке застосування при обробці конвертерної, мартенівської сталі, а також электрометалла. Вакуумна дегазація - один з найпоширеніших способів підвищення якості стали- полягає у видаленні зі сталі водню, кисню й азоту. При вакуумировании різко підвищуються механічні властивості сталей. Основними способами вакуумної обробки є вакуумирование в ковші, вакуумирование струменя металу при переливі з ковша в ківш або при заливанні в изложницу й ін. Установлено, що при вакуумировании струменя зміст водню в металі знижується на 60-70%, а зміст азоту- до 40%. У результаті взаємодії з вуглецем метал очищається від кисневих оксидних включень. Одним з найпоширеніших способів вакуумирования є вакуумно-дуговой переплав у печах з витрачає электродом, що. При цьому виплавлену сталь переплавляють повторно у вакуумному просторі за допомогою електричної дуги. У результаті оплавлення металу у вакуумі відбувається дегазація й сталь здобуває нові, більше високі механічні властивості. Сутність вакуумирования в электроннолучевых печах полягає в тім, що на переплавляє металл, що, що перебуває у вакуумній камері, направляють електронні промені з катодів. У процесі впливу високої температури метал розплавляється й рафинируется у вакуумі. Істотний вплив на властивості сталей робить легування-навмисне введення до складу сплаву відповідних компонентів.

Марганець- найважливіший компонент стали. Застосування його як легуючого елемента сприяє підвищенню прокаливаемости стали характеризующей глибину загартованої зони при термічній обробці. При введенні в сталь 10-12% марганцю вона розмагнічується. Нікель підвищує міцність і ударну в'язкість стали, збільшує її прокаливаемость і опір корозії. Хром підвищує твердість і міцність, зберігає ударну в'язкість сталей, сприяє опору на стирання, різко збільшує стійкість до корозії. При введенні в сталь більше 10% хрому вона стає нержавіючою. Вольфрам підвищує твердість легованих сталей і поліпшує ріжучі властивості інструментальної сталі. Алюміній підвищує жаростійкість і корозійну стійкість стали, а молібден- міцність, пружність, зносостійкість і ряд спеціальних властивостей стали. Ванадій підвищує твердість, міцність і щільність стали. На властивості стали впливає вуглець, що входить до складу стали.

Питання для перевірки якості засвоєння знань.

1. Механічні властивості металів.

2. Критерії оцінки механіч­них властивостей.

3. Що таке чавун? Який склад чавуну?

4. На які групи класифікуються чавуни, їхнє призначення і відмінності?

5. Визначте, що таке сталь? Які структурні складові сталі?

6. Назвіть включення сталі, що викликають низькотемпера­турну крихкість. Що це за властивість?

7. Як впливає на властивості сталі сірка?

Питання для самостійної роботи із зазначенням літератури.

1. Металокераміка та галузі її застосування.

Дата добавления: 2013-12-14