Технология металлов

Наиболее важными технико-экономическими показателями производства стали в мартеновских печах являются производительность печи, измеряемая в тоннах с одного квадратного метра подачи в сутки, и расход топлива.

Борьба за сокращение времени плавки, проведение скоростных плавок за счет лучшей организации рабочего процесса, уменьшение простоев, ускорение завалки и повышение тепловой мощности печи — все это способствует быстрому росту производительности плавки стали.

При наиболее успешном проведении скоростных плавок съем стали доходит до 18—19 т/м² в сутки.

В настоящее время выплавку стали производят в дуговых и индукционных электропечах, причем преимущественное распространение имеют дуговые электропечи.

В электропечах можно получать более высокие температуры по сравнению с другими печами (до 2000°).

В процессе плавки отсутствует непосредственное соприкосновение, жидкого металла с печными газами. Эти особенности электроплавки дают возможность:

• получать более высококачественный металл, содержащий меньше вредных примесей — кислорода, серы и фосфора, а также неметаллических включений;

Индукционная электрическая печь для выплавки стали представляет собой тигель из огнеупорного материала, помещенный внутри индуктора — медной трубчатой спирали, по которой проходит ток высокой частоты.

При загрузке тигля шихтой в металле индуктируется ток большой мощности, приводящий к быстрому расплавлению стали.

Разливка стали в изложницы, (формы) является заключительной операцией производства стали. Качества и свойства стали в значительной степени зависят от условий ее разливки.

Жидкая сталь, выплавленная тем или иным способом, сливается из печи в разливочный ковш, который представляет собой железный кожух, выложенный внутри огнеупорным материалом (шамотом).

В днище ковша имеется отверстие, закрываемое специальным приспособлением — стопором.

Стопор

Стопор представляет собой железную штангу, футерованную огнеупорными кольцами, заканчивающимися огнеупорной пробкой, которая и закрывает отверстие в днище ковша.

В зависимости от химического состава сталь разделяется на углеродистую, представляющую в основном сплав железа с углеродом, и легированную.

Легированная сталь

Легированная сталь, кроме железа и углерода, содержит один или несколько химических элементов (хром, марганец, никель, молибден, ванадий, вольфрам и др.), которые специально вводят в состав стали в таком количестве, что их присутствие существенно изменяет свойства стали. Такие элементы называются легирующими.

Углеродистая конструкционная сталь. В соответствии с имеющимися стандартами углеродистая конструкционная сталь делится на:

• сталь обыкновенного качества (ГОСТ 380—50)
• сталь качественную (ГОСТ 1050—52).

Сталь обыкновенного качества

Сталь обыкновенного качества согласно ГОСТ 380—50 делится на две группы (А и В).

Стали группы А

Группа А объединяет марки по механическим свойствам, гарантируемым заводом-поставщиком; химический состав стали в этой группе ГОСТ не оговаривается, и завод-поставщик не несет за него ответственности.

ГОСТ 1050—52 на конструкционную качественную углеродистую сталь устанавливает следующие марки:

• 05;

• 05 кп;

• 08 кп;

• 10; 15; 20;

• и т.д. до 70,

а также стали с повышенным содержанием марганца:

• 15Г,

• 20Г,

• 10Г2,

• 30Г2

• и т.д. до 50Г2.

Цифры, обозначающие марки стали, в этом случае указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Углеродистая инструментальная сталь согласно ГОСТ 1435—54 обозначается следующими марками:

• У7,

• У8,

• У8Г,

• У9,

• У10Г,

• У11,

• У12,

• У13,

• а также У7А, У8А, У13А и др.

Буква У обозначает, что сталь углеродистая.

Стоящая за ней цифра — приблизительное содержание углерода в десятых долях процента.

Буква Г указывает на повышенное содержание марганца. Содержание марганца в этих сталях колеблется от 0,15 до 0,60%, кремния — 0,30—0,35 %.

Большое количество различных деталей на машиностроительных заводах изготовляется из машиностроительного серого и ковкого чугуна.

Серый чугун

Серый чугун получают при переплавке в вагранках литейного доменного чугуна с добавкой чугунного лома. Детали из ковкого чугуна отливаются сначала из белого чугуна, получаемого также в вагранке, а затем отжигаются на ковкий чугун.

Применение серого чугуна

Из серого машиностроительного чугуна отливают:

• станины станков,

Марки легированных сталей имеют цифровые и буквенные обозначения. Приведенные в обозначениях марок стали буквы показывают наличие того или иного легирующего элемента, а стоящие за буквой цифры (2, 3 и т.д.) — среднее содержание этого элемента в процентах.

Если вслед за буквой цифровое обозначение отсутствует, то содержание легирующего элемента в стали составляет около 1 %.

Две цифры, стоящие в наименовании марки перед первой буквой, обозначают содержание углерода в сотых долях процента.