Температура на топене на стомана - Характеристики на процеса на производство на стомана, методи за производство на стомана,

Стоманата е един от най-разпространените материали днес. Това е комбинация от желязо и въглерод в определен процент. Има огромен брой разновидности на този материал, тъй като дори лека промяна в химичния състав води до промяна във физичните и механичните свойства. Суровината за производство на стомана днес е представена от отпадъчни стоманени продукти. Създадено е и производство на конструкционна стомана от чугун. Водещите страни в металургичната индустрия извършват производството на заготовки в съответствие със стандартите, установени в GOST. Обмислете характеристиките на производството на стомана, както и използваните методи и как се извършва маркирането на получените продукти.

Характеристики на процеса на производство на стомана

При производството на желязо и стомана се използват различни технологии, въпреки доста сходния химичен състав и някои физични и механични свойства. Разликата се състои в това, че стоманата съдържа по-малко вредни примеси и въглерод, поради което се постига висока производителност. По време на процеса на топене всички примеси и излишък от въглерод, което води до увеличаване на крехкостта на материала, отиват в шлаката. Технологията за производство на стомана предвижда принудително окисляване на основните елементи поради взаимодействието на желязото с кислорода.

Като се има предвид процеса на производство на въглеродна и други видове стомана, трябва да се разграничат няколко основни етапа на процеса:

Топенето на скалата. Суровината, използвана за производството на метал, се нарича заряд. На този етап по време на окисляването на желязото се извършва и дезоксидация на примеси. Обръща се голямо внимание на намаляването на концентрациятавредни примеси, които включват фосфор. За да се осигурят най-подходящите условия за окисляване на вредните примеси, първоначално се поддържа относително ниска температура. Образуването на желязна шлака възниква поради добавянето на желязна руда. След освобождаването на вредните примеси върху повърхността на сплавта, те се отстраняват, добавя се нова порция калциев оксид.
Сварете получената маса. Баните с разтопен метал след предварителния етап на пречистване на състава се нагряват до висока температура, сплавта започва да кипи. Поради кипенето въглеродът в състава започва активно да се окислява. Както беше отбелязано по-рано, чугунът се различава от стоманата с твърде висока концентрация на въглерод, поради което материалът става крехък и придобива други свойства. Този проблем може да бъде решен чрез вдухване на чист кислород, поради което процесът на окисление ще протича с висока скорост. При кипене се образуват мехурчета от въглероден окис, към които се прилепват и други примеси, поради което съставът се почиства. На този етап от производството сярата, която е вреден примес, се отстранява от състава.
Дезоксидация на състава. От една страна, добавянето на кислород към състава осигурява отстраняването на вредните примеси, от друга страна, това води до влошаване на основните характеристики. Ето защо често се извършва дифузионно дезоксидиране за почистване на състава от вредни примеси, което се основава на въвеждането на специален разтопен метал. Този материал съдържа вещества, които имат приблизително същия ефект върху разтопената сплав като кислорода.

Освен това, в зависимост от характеристиките на използваната технология, могат да се получат два вида материали:

Спокойните, които минаха през процесадезоксидация до край.
Полуспокойни, които имат състояние между спокойни и кипящи стомани.

При каква степен се топи стоманата? Температура - топене - стомана

Температурата на топене на стоманите е 1300-1400 C, температурата на топене на медно-никелова сплав (Cu - 90%, Ni - 10%) е 1150 C. Увеличаването на съдържанието на никел в сплавта с повече от 10% затруднява синтероването и импрегнирането на твърдата сплав в стоманена заготовка.

Точката на топене на стоманата и чугуна зависи от съдържанието на въглерод.

Температурата на топене на стоманата, в зависимост от химичния състав, варира от 1420 - 1525 C; температурата на изливане на стомана във форми трябва да бъде 100 градуса по-висока за дебелостенни отливки и 150 градуса по-висока за тънкостенни отливки.

С увеличаване на съдържанието на въглерод, точката на топене на стоманата намалява и тя лесно може да бъде изгорена, като се има предвид високата температура на нагревателната зона по време на газово заваряване.

Не е лесно да се пречисти бързият поток от газове, компресирани и нагряти до температурата на топене на стомана от частици с размери 15-30 микрона.

Неметалните включвания се разделят на огнеупорни; топене при точката на топене на стомана; с ниска точка на топене; освободен от стопилката в последния етап на кристализация.

Флюсът има висока течливост и нисък вискозитет при температурата на топене на стоманата. Поради високото съдържание на манганов оксид, този флюс може да се използва при заваряване на нисковъглеродни стомани със стандартна нисковъглеродна електродна тел; докато шевовете са с високо качество. Flux OSC-45 е по-малко чувствителен от другите стопени флюси към отклонения в химичния състав на основния метал, електродната тел и самия флюс, както и къмръжда, съдържаща се по повърхността на основния метал, която на практика е много ценна.

Reflow възниква в резултат на общо или локално нагряване над точката на топене на стоманата.

Летите сплави са относително топими, температурата им на топене е малко по-ниска от температурата на топене на стоманите и е около 1300 - 1350 С. Те обикновено се произвеждат под формата на лети пръти или пръти с дължина 300 - 400 mm, диаметър 5 - 8 mm. Сплавите имат висока устойчивост на износване, която се поддържа до температури от 600 - 700 С - началото на червена топлина.

По време на довършителния период металът се прегрява с около 100 C над точката на топене на стоманата, за да се осигури нормално изливане. Загряването на метала е трудно поради наличието на шлака; може да се ускори чрез разбъркване на метала. За да направите това, по време на довършителния период в стоманата те се опитват да имат повече въглерод (с 0 6 - 0 7%), отколкото е предвидено за готовия метал. Въглеродът се окислява чрез реакцията С O. CO f и освободените газови мехурчета CO активно смесват банята.

Както е известно от училищната програма, температурата на топене на стоманата за различните видове сплави е различна. Това се определя от структурата на сплавта, нейните съставни компоненти, естеството на технологичното производство на стомана и други фактори.

По-труден от гледна точка на определяне на стойността е процесът на топене в неръждаемите стомани. Причината за това е техният сложен химичен състав. Например стоманите 1X18H9, широко използвани в стоматологията и електротехниката, съдържат освен самото желязо въглерод, никел, хром, манган, титан и силиций. Естествено, неръждаемата стомана от този състав ще се определя от свойствата на всеки компонент, включен в нея. Ляти зъби, коронки, различни видове денталнипротези, електрически компоненти и др. Можете да изброите някои от свойствата, които притежава тази неръждаема стомана, нейната точка на топене е 1460-1500 ° C, следователно, въз основа на този параметър и химичния състав на сплавта, специални

Един от най-високотехнологичните видове сплави в съвременното производство са различни стомани с включването на титанови елементи в техния състав. Това се дължи на факта, че тези стомани имат почти сто процента биологична инертност, а точката на топене на стоманата на базата на титан е една от най-високите.

Повечето стомани съдържат желязо като основен компонент. Това се обяснява не само с факта, че този метал е един от най-разпространените в света, но и с факта, че желязото е почти универсален елемент за производството на стомани от различни степени и сплави, в които е включено. Тази широта на приложение се обяснява с факта, че точката на топене на този метал, равна на 1539 градуса, в комбинация с други уникални химични свойства, прави желязото подходящ компонент за широка гама от стоманени марки за различни цели.

Всяка година във всички части на нашата планета заедно се произвеждат около милион и половина хиляди тона стомана. Използва се в различни индустрии, като се започне от производството на зъбни протези и се стигне до детайлите на космическите совалки. За всяка индустрия има клас стомана, който ще бъде подходящ по отношение на физични и механични свойства, по отношение на структура и химичен състав.

Получават се различни характеристики в зависимост от това какви примеси и в какво количество се съдържат в метала, по какъв начин е изработен и как е обработен. Поради това се променят получените свойства, като плътност, температураточка на топене, топлопроводимост, якост на опън, линейно термично разширение, специфичен топлинен капацитет и т.н.

Стоманата есплав от желязо и въглерод, заедно с различни други елементи. В същото време желязото в него трябва да съдържа най-малко 45%. Тъй като говорим за състава, ще разгледаме класификацията според химическия компонент.

Основното разделение е на въглеродна стомана и легирана стомана (пример е неръждаемата стомана). Първият тип има няколко подвида според процента на въглерода:

нисковъглеродни стомани, съдържащи до 0,25% С;
среден въглерод (до 0,55% C);
високо съдържание на въглерод (от 0,6% до 2% C).

По подобен начин вторият типе разделен на три подвидаспоред съдържанието на легиращи елементи:

нисколегирани (до 4%);
среден (до 11%);
силно легирани (повече от 11%).

Освен това в стоманата могат да се съдържат и неметални включвания. В зависимост от тях има класификация и по друг параметър - според качеството. Колкото по-малък е процентът на неметалните включвания, толкова по-високо е качеството на стоманата. Като цяло има четири вида:

обикновен;
качество;
високо качество;
особено висококачествена стомана.

Съставът му определя и разделянето на видове според предназначението. Има много от тях, напримеркриогенни стомани, конструкционни, топлоустойчиви, неръждаеми стомани, инструментални стомани и др. Разделението на видове също следва структурата:

Структурата може да бъде доминирана от две фази или дори повече. Стоманата в този случай е разделена съответно на двуфазна и многофазна.

Различни видове елементи, които могат да присъстват в стоманата

Въглерод. С увеличаване на процента на този елемент в стоманата, неговата якост и твърдост се увеличават. Но има загуби в пластичността.

Сяра. Този примес е вреден, тъй като заедно с желязото образува железен сулфид. Поради него се появяват пукнатини в материала в резултат на загуба на връзки между зърната при обработка при висока температура и под въздействието на налягане. Наличието на сяра също влияе отрицателно върху здравината на стоманата, нейната пластичност, устойчивост на износване и устойчивост на корозия.

Ферит. Това е желязо, което има плътно центрирана кристална решетка. Характерно е, че сплавите с неговото присъствие са меки и имат пластична микроструктура.

Цементит, известен също като железен карбид. Неговото влияние е противоположно на това на ферита. Стоманата става твърда и крехка.

Конкретен пример за легирана стомана

Неръждаемата стомана е стомана, която може да устои на корозия в агресивна среда или в атмосферата. Съставът му е открит през 1913 г. от Хари Бриърли. По време на експерименти той забеляза, че стоманата, която съдържа голямо количество хром, може активно да устои на киселинна корозия.

Сега неръждаемата стоманае разделена на три групи:

топлоустойчив - има висока механична якост дори при значителни температури;
топлоустойчив - има устойчивост на корозия при условия на високи температури и агресивни среди. Подходящ за използване в химически заводи;
Устойчива на корозия неръждаема стомана - достатъчно устойчива на корозия за домашни и леки промишлени приложения. От него могат да се изработват хирургически инструменти, домакински съдове, части за машиностроенето.промишленост, лека промишленост или например нефт и газ.

За да се получи стомана, която ще бъде по-устойчива на корозивни влияния, е необходимо да се увеличи количеството на хром в нея. Така че за нормална среда е достатъчно от 13 до 17%. Ако хромът е повече от 17%, тогава такава сплав може да се използва в по-агресивни среди. За да не се разруши металът под въздействието на силни киселини, стоманената сплав трябва да съдържа не само хром, но и никел с добавки от молибден, силиций, купрум.

Границите на стойностите на различни характеристики на стоманата сатемпература на топене, топлопроводимост и др..

Въз основа на факта, че съставът на сплавта може да бъде различен, тогава стойността на различните свойства за всеки тип стомана е различна. Ето обобщени показатели, които показват границите на стойностите на имотите.