Продукты доменного производства. Классификация чугуна по структуре.

Осн виды чуг, передельный чугун, используемый для производства стали в сталеплавильных агрегатах; литейный, идущий для чугунных отливок; специальный. Чугун: белый(передельный) (углерод нах-ся в связанном сост в виде цемента.тверд и хрупок); серый (ф-ма графита в виде пластин,низк мех св-ва, хоршо литейн св-ва, обр-ся резанием. Мар-ка:СЧ и 2цифра, с мин знач проч-ти при растяжении); высокопрочный (графит шаровидной ф-мы,в нем добавлены щелочно и щелочно-земельн мет; высок мех св-ва+св-ва серого чуг. Мар-ка:ВЧ и 2 циф=велич времен сопротивл при растяжении); ковкий (получ из белого чуг, графит в ф-ме хлопьев, св-ва мд СЧ и ВЧ, обозн-ся КЧ 30-6(30передл прч-ти при раст,6относит удлинения)

19. Сталь, её состав и свойства. Классификационные признаки стали. Влияние углерода и постоянных примесей на качество углеродистых сталей.Достоинства С.: 1.ей можно придавать любые св-ва, вводя легирующие эл-ты 2.можно получать изделия любым способом формообразования3.сырьевые мат-лы позволяют получить С. требуемого кол-ваВлияние углерода СС – важнейший элемент, определяющий свойства и структуру углеродистой стали. Даже малейшие изменение содержания С значительно изменяет св-ва стали. До 0,8% сталь состоит из перлита и феррита, а более 0,8% С в структуре стали кроме перлита появляется структурно свободный вторичный цементит.Феррит имеет низкую прочность, но сравнительно пластичен. Цементит характеризуется твердостью, но хрупок. Поэтому с ростом содерж С увеличивается твердость и уменьшается пластичность и вязкость. Рост прочности происходит до увелич содерж С до 0,8% . При увелич содерж С более 0,8% уменьшает пластичность, но и прочность- это связано с образованием сетки хрупкого цементита вокруг перлитных зёрен, легко разрушающихся при нагрузках.   С оказывает существенное влияние на технологические св-ва стали: свариваемость, обрабатываемость резанием и давлением. С увелич содерж С ухудшается свариваемость и способность деформироваться в горячем и холодном состоянии.Лучше всего обрабат резанием среднеуглеродистые стали(0,3-0,4% С ). Низкоуглеродистые стали при механической обработке дают плохую поверхность и трудно удаляемую стружку. Высокоуглеродистая сталь имеет повышенную тв-ть, что сниж стоикость режущего инструмента..Влияние Mn и SiПопадают в сталь в процессе выплавки для раскисления стали. Mn повышает прочность практически не снижая пластичности, но резко уменьшает хрупкость стали при выс температурах. вызванную содержанием S.Si эффективно раскисляет сталь и полностью растворяется в феррите, способствует его упрочнению.Влияние фосфораP – вредная примесь. растворяется в феррите, повышает его прочность, но снижает хладостойкость-снижение вязкости и прочности с понижением t. хрупкость стали вызываемая Р тем выше, чем больше в ней углерода..Влияние SS - вредная примись вызывает красноломкость тали, - повышение хрупкости при повышении t. От красноломкости предохраняет Mn, к-ый связывает S в сульфиды.S ухудшает свариваемость и красностойкость сталиВлияние азота N₂ , кислорода О₂ и водорода Н₂.N₂ и  О₂ присутствуют в стали в виде хрупких неметалл. включений или в свобод виде располагаясь в трещинах и др. дефектных участках м-ла. Очень вреден Н₂ , который охрупчает сталь. Повышенное содерж Н₂ приводит к обр в крупных заготовках и паковках внутр трещин.Даже небольшое кол-во оказывает резко отриц влияние на св-ва стали, ухудшая ее пластические х-ки. Вакуумирование – важнейшая операция для улучшения кач-ва стали.Контроль кач-ва С. Контроль кач-ва-проверка соответствия показателей кач-ва С. требованиям нормативно-технической документации. Потребит. хар-ки: физич., химич., механич., технологич. св-ва,ф-ма и раз-ры, требования к маркировке, упаковке, внешнему виду прод-ции. Методы к-ля: 1.Опр-е химич. состава 2. Механич. св-в 3.Макро- и микроструктурные анализы 4.Внешний осмотр и т.д. 1. Отбор-в 3.Макро- и микроструктурные анализы 4.Внешний осмотр и т.д. 1. Отбор средней пробы при разливке Ме в слитки и ее хим. анализ, вносимый в сертификат на сталь данной плавки, также экспресс-методы 2. Опр-ют уровень твердости, прочность, относительное удлинение и т.д. Изготавливают и испытывают образцы. 3. Макроструктурный анализ-исследование сталей невооруженным глазом или при увеличении в 30 р. с помощью лупы.3 основных метода: изломов, макрошлифов и просмотр отшлифованной и потравленной пов-ти готового изделия. Метод изломов-изд-е разрушают, для анализов отбирают спец. образцы и просматривают визуально ч-з лупу (позволяет опр-ть наличие дефектов во внутреннем стр-ии) Метод макрошлифов-исл-е продольных или поперечных плоских образцов готового изделия (опр-ют волокнистость мат-ла, неоднородность химического состава) Просмотр отшлифованной и протравленной поверхности-контроль кач-ва различной металлопродукции (выявляет направ-е кристаллизации, опр-ет размеры, форму и месторасположение усадоч. раковин) Микроструктурный анализ-стр-ру С. исследуют с пом. микроскопа Рентген и электронагревательный анализы-изуч-е ф-мы и раз-ров кристалл. решеток, величина зерна, сод-е С и немет. включений. Спец. физич. методы к-ля скрытых дефектов без разрушение изд-я-дефектоскопия (ультразвук, рентген, магнитная) Классификац. признаки С. по хим. сост.:углеродистые, легированные, спец. назначения; по концентрации С: низкоуглеродистые(<0,3%C), среднеуглеродистые (0,3-0,7%C), высокоуглерод.(>0,7%) Легированные С. в зависимости от вводимых эл-тов: хромистые, марганцовистые, хромоникилиевые и т.д.По кол-ву вводимых эл-ов:низколегированные (легированных эл-тов<=5%),среднелегированные (5-10%),высоколегиров. (>10%).По степени раскисления и хар-ру затвердевания

спокойные(сп), полуспокойные(псп), кипящие (кп).ПО сп-бу пр-ва: конверторные, мартеновские, в электропечах. По стр-ре:эвтектоидные (0,8%С),доэвтектоидные (<0,8%C) ,заэвтектоидные (>0,8%C)/По назначению: конструкционные, инструментальные. По кач-ву: обыкновенного кач-ва (S,P<=0,045%) ,качественные (S,P<0,035%) ,высококач. (S,p<0,025%), особовысококач. (S<=0,015%,P<=0,025%)

20.Характеристика конструкционных углеродистых сталей. Состав, свойства, виды, области применения, маркировка. Требования к качеству согласно техническо- нормативной документации..Из общего объема пр-ва С. 90%. Угл. С.-сплавы железа с С, не содержащие никаких спецальновведенных эл-тов.Постоянно присутствующие примеси: Si, P, Mn, S, С в различных марках 0,1-1,35%. В зав-ти от сод-я С углерод. С. делятся на конструкционные и инструментальные. Конструкционные С.-исп. для изготовления различных деталей машин и конструкций. Должна обладать высокими мех. св-вами (прочность, пластичность), высокие технологич. св-ва (хорошо отливаться, обрабатываться давлением, свариваться, т.к. из не изготоа. изд-я сложной ф-мы), должна быть дешевой, т.к. употребляется в больших кол-вах. Этим требованиям удовлетворяет доэвтектоидная и эвтектои. С. (0,1-0,8%С).по кач-ву:1. С. обыкновенного кач-ва; 2.качественная С.1. Выпускается горячее- и холоднокатаная, в виде труб, поковок, штамповок, проволоки, метизов. Изготоав-ся кислородно-конвертор. и мартенов. сп-бами.В зав-ти от назначения: группа А (поставляемая по мех. св-вам), гр. Б (по хим. св-вам), гр. В (А+Б) Маркировка: буквы Ст, впереди-индекс группы стали (Б и В, если гр. А-букву не ставят); затем цифры (условный номер марки); затем степень раскисления индексами (сп, кп, псп).С. всех групп с ном 1-4 изг-ют кп, псп и сп, 5 и 6-псп и сп.2.Отличается более узким пределом сод-я С и меньшим сод-ем вредных примесей.Изготав. в мартен. и электропечах, выпускается горячекатаная и кованная., изготав. ответственные детали машин и мех-мов. Маркировка:двузнач. цифры, указывающие среднее сод-е С в сотых долях % и степень раскисления.В отдельную группу выделяют Автоматную сталь. Исп. для массового изготавления неотвнтственных деталей машин. Хаар-ся повышенным сод-ем S(0,08-0,3%) и P(0,08-0,15%), что резко улучшает обрабатываемость С. резанием (хорошее кач-во поверхности, ломкая стружка), но повышает склонность к коррозии.Маркировка: буква А и сод-е С в сотых долях %.Выплавляют в март. печах.Инструментальная С.Исп-ся для изготав-я инструментов. Глав. требования: теплостойкость, прокаливаемость, высокая твердость, износостойкость, прочность и пластичность (для избежания поломки инстр-та).Этим требованиям удовлетворяет эвтектоидная и заэвтектоидная С. (0,8-1,35%С).Выпускается горячекатаная, кованная, калиброванная, серебрянка, в виде прутков, полос, слитков. Маркировка: буква У и цифра, указывающая сод-е С в десятых долях %. Если после цифр букв нет, то С. качественная, если А-высококачественная, Г-с повышенным сод-ем марганца.

21. Легированые, инструментальные стали. Быстрорежущие стали. Твердые сплавы. Эльбор. Требования к качеству согласно ГОСТ.

Лег. С.- сплавы жел. с С, в состав к-рых введены 1 или неск-ко спец. добавок (легирующих эл-тов), в кол-ве, заметно изменяющем стр-ру, св-ва и усл-я термич. обработки стали. Обознач-е легир. Эл-тов: Х-хром., Н-никель, Г-марганец, С-кремний, В-вольфрам, М-молибден, Ф-ванадий, К-кобальт, Т-титан, Ю-алюминий. Маркировка: контрукционная легированная С. : первые 2 цифры-сод-е С в сотых долях % (если С меньше 0,1%-первая цифра марки 0), буквенные обозначения соответ. легир. эт-тов, а цмфры за буквами-цифры, обознач. сод-е этих вещ-в в десятых долях % (если 1,5%-цифра отсутствует) инструментальная легированная С.порядок маркировки тот же, но сод-е С-в десятых долях %(если цифры нет-1%С); спец. обозначения; А-автоматная, Ш-шарико-подшипниковая, Р-быстрорежущая, Э-электротехническая. Конструкционная легир. С. Исп. в строительстве, в отраслях машиностроения, приборостроения. В зав-ти от степени легирования: низколегированная, легированная. Низколегированная конструкционная С.-переходная м-ду углерод. и легир. С. (0,1-0,2%С), легируют хромом, никелем, медью и т.д., общее сод-е легир. эл-тов-2-3%. Изготавляют листовой, широкополосный прокат, слябы, блюмы, поковки и штамповки. Исп-ся в кач-ве арматуры. Поставляют термическиобработанной или без термич. обработки.2 группы: А- для армирования метал. конструкций; Б-для армир-я железобетонных конструкций. Легированная конструкц. С. Меньшее кол-во вредных примесей, большое кол-во легир. эл-тов-10%..В зав-ти от хим. состава и св-в: качественная (без услов. обозначений), высококач. (на конце А, изготав. в мартеновских и электропечах) , особовысококач-ная (-Ш, получ. электрошлаковым переплавом). Поставляют термическиобработанной или без термич. обработки. По кач-ву делятся на цементуемые (мягкие, пластичные, С до 0,3%, если необходимо получить пов-ть высокой твердости, ее насыщают С, а потом термическиобрабатывают-цементуют) и улучшаемые среднеуглеродистые, хорошо принимают закалку, термич. обработку наз-ют улучшением).Изг-ют ответственные детали, узлы машин и мех-мов.Инструментальная легир. С.2-13% легир. эл-тов, пониженная прокаливаемость, темп. режим 200-250, при повыш темп. выше 250 происходит снижение твердости за счет распада мартенсита.Но при легировании вольфрамом, молибденом и ванадием не происходит распада мартенсита, т.к. в сочетании с ними С образует стойкие карбиды, а сл-но С. преобретает красностойкость.Такие стали наз-ся  быстрорежущими и исп-ся для скоростного резания(темп. режим выше 700). Их маркируют буквой Р и цифрой (среднее сод-е вольфрама в %, сод-е с 1%, хрома 4%). Но они не всегда удовлетворяют требованиям, необходимым для режущего инстр-та. В этих случаях исп-ют твердые сплавы, получаемые методом спекания порошков при темп. 1500-2000, основой явл. не жел, а карбиды вольфрама, титана, молибдена, хрома… Из них изготовляют не весь инстр-т целиком, а только рабочую часть. Темп. режим- 1000-1100. Если же и они не удовлетв. требованиям реж.инстр-та, то исп-ют сверхтвердые инструментальные мат-лы-алмаз и эльбор. Алмаз: высокая твердость и износостойкость, но и высокая хрупкость, поэтому его исп-ют для тонкого точения заготовок из цв. металлов., теплостойкость до 600. Эльбор-кристаллич. нитрид бора, теплостойкость выше 1200, химически инертен к С.Легированные стали спец. назначения. Соднржат более 10% легир. эл-тов, сод-е вред. примесей минимально. К ним относятся:коррозионостойкие-высокая коррозионост-ть не только на воздухе, но и агрессив. средах, сод-е хрома 25-30%, С 0,1-0,2% (выдерживают до 1100 град.), жаростойкие-легируют хромом, никелем, кремнием, алюм, (выдерживают до 800 град.), жаропрочные-выдерживают не ниже 1000 град. в течении длит. времени, легируют тугоплавкими эл-тами: молибден, вольфрам.

22)Инструментальная – ст., к-ая по своим св-ам пригодна для изгот-ия любых инструм-ов. Главная характеристика – теплостойкость – устойчивость при нагреве инструмента в процессе работы. Др.важная хар-ка – прокаливаемость – уст-ть к образованию окалины, должна обладать выс.твёрдостью и износост-тью для сохр-ия при резании размеров и формы режущей кромки; должна быть прочной и пластичной – чтобы избежать поломки. Близкая к эвтектоидной (0,65-1,35%). Выпускается в виде полос, прутков, слитков и др. Маркировка: У7,У8..У13,У7А(высококач) и др. Цифра – угл.в десятых долях %

23) Алюминий.Св-ва: низкая плотность; выс.электро- и теплопроводность; хорошая корроз-ая стойкость; очень пластичен и малопрочен. Применение: электротехника (проводник); хим.промышленность; исп-ся при раскислении стали и для защиты от коррозии; основное кол-во идёт на алюминиевые сплавы > машиностроение. Производство: сначала производят чистый глинозём, т.к. в руде много железа, кремния и титана, потом уже получают алюминий. Способы: щелочные, кислотные и электротермические. Наиболее распростр-ны щелочные. Чистота – решающий показатель, влияющий на св-ва Al. Маркировка: А999(99,999% алюминия); А0(99,00%) и др.Сплавы.При лег-ии повышается прочность, твердость, жаропрочность, но ухудшается корроз.стойкость, увел.относительная плотность. По способу изг-ия: деформируемые и литейные. 1) Деформируемые: в Al вводят в основном растворимые в нем лег. эл-ты в кол-ве, не превышающем предел их раствор-ти по выс.темп-ах (медь, магний, марганец, цинк, никель). Трубы, плиты, проволока и др. Деформируемые: А) упрочняемые(АК6, АК-8) термообработкой. Дюралюминий – сплав Al+Mg+Cu (Cu до 7%). Марки Д1, Д16, где цифра – условный номер. Б) неупрочняемые – сплавы на основе Al-Mg и Al-Cu. Cu и Mg повышают прочность и коррозионную ст-ть, эти сплавы более легкие, чем чистый Al. Для получения литейных сплавов вводят лег.эл-ты в нужном кол-ве для обеспечения жидкотекучести: сплавы на основе al-кремний, al-кремний-медь, al-медь, al-магний. Наибольшее значение имеют силумины (6-13% кремния), малая усадка, выс.корроз.ст-ть.

24) Повышение качества стали.1) Легирование > образование карбидов введенных лег. эл-ов. 2) Вакуумирование > разливка стали под вакуумом – отсутствуют газовые включения. 3) Металлургические способы: выплавка в электропечах, электрошлаковый переплав, вакуумно-дуговой. 4) Непрерывная разлива. 5) Термическая обработка > Улучшение стр-ры образовавшегося при затв-ии слитка, т.к стальной слиток охл-ся неравномерно и поэтому обр-ся крист. разл. формы, к-ые делают сталь непрочной.6) Химико-термическая > предъявл-ся требования к твердости поверхности – изделия насыщают или азотом, или бором, или алюминием, а затем подвергают термообработке.