Fier și oțel
Dat fiind faptul că oțelul poate fi adăugat la elementele de aliere, oțelul este numit care conține minimum 45% din aliaj de fier de fier cu carbon și elemente (aliat, oțel înalt aliat) alierea.
În drevnerumynskih surse scrise a început să numim termeni specifici: „mierlă“, „Harolug“ și „Modul“. În unele limbi slave și astăzi a devenit cunoscut sub numele de „mierlă“, de exemplu, în cehă.
Oțel - cel mai important materiale de construcție pentru inginerie, transporturi, construcții și alte sectoare ale economiei.
Oțelurile cu proprietăți elastice ridicate sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică și de luare a instrumentului. In inginerie sunt utilizate pentru fabricarea de arcuri, amortizoare, arcuri electrice pentru diferite scopuri, în instrumente - pentru mai multe elemente elastice, membrane, arcuri, plăci cu relee, burdufuri, vergeturi, suspensii.
Arcuri, arcuri lamelare si elemente elastice ale automobilelor caracterizate printr-o varietate de dispozitive [sursa care nu este specificat 122 zile] forme, dimensiuni, condiții de operare diferite. Particularitatea muncii lor constă în faptul că tulpina reziduală nu este permisă pentru sarcini mari statice, ciclice sau șoc în ele. În acest sens, toate celelalte proprietăți decât arcuri mecanice caracteristice pentru toate materialele structurale (rezistență, ductilitate, tenacitate, rezistența), aliaje, trebuie să aibă o rezistență ridicată la deformări plastice mici. În contextul încărcării statice pe termen scurt o mică rezistență la deformare plastică se caracterizează printr-o limită de elasticitate, încărcare statică și ciclică prelungit - rezistență de relaxare
A devenit împărțit în structurale și instrumentale. O variantă a sculei este din oțel de mare viteză.
Conform compoziției chimice a oțelului este împărțit în carbon și aliaj; inclusiv asupra conținutului de carbon - pe carbon scăzut (0,25% C) de mediu (% C 0.3 la 0.55) și ridicat de carbon (0,6-0,85% C); otel aliat conținutul de elemente de aliere sunt împărțite în slab aliat și srednelegirovannye ridicat.
Densitate - 7700-7900 kg / m³.
Greutate specifica - 75537-77499 N / m (7700 la 7900 kg / m³ sistem metric gravitațional către sistem).
Capacitatea termică specifică la 20 ° C - 462 J / (kg · ° C) (110 cal / (kg · ° C)).
Punct de topire - 1450-1520 ° C
Căldura specifică de topire - 84 kJ / kg (20 kcal / kg).
Coeficientul de conductivitate termică - 39 kcal / (m · h · ° C) (45,5 W / (m · K)) [sursa care nu este specificat 136 zile].
Coeficientul de dilatare termică liniară la o temperatură de aproximativ 20 ° C:
Oțel St3 (grad 20) - (1 / deg);
oțel inoxidabil - (1 / deg).
Rezistența la rupere la tracțiune din oțel:
oțel pentru structuri - 38-42 (kgf / mm²);
Oțel kremnehromomargantsovistaya - 155 (kg / mm);
Oțel Engineering (carbon) - 32-80 (kgf / mm²);
feroviar din oțel - 70-80 (kgf / mm²);
Alb fonta tot carbonul este sub formă de cementită. Structura fierului - perlit, Ledebur și cementita. Acest nume a fost fierul din cauza culorii luminii a fracturii.
Fontă cenușie - un aliaj de fier, siliciu (de la 1,2 la 3,5%) și carbon conținând impurități inevitabile ca Mn, P, S. In structura acestor fonte majoritatea sau toate carbonul este prezent sub formă de plăci de grafit. Fractura fontă datorită prezenței grafitului are o culoare gri.
Ductil de fier a fost preparat prin recoacere de fier prelungita turnat alb, rezultând formarea de mucegai grafit fulg. Baza metalică a fierului: ferită și mai puțin perlitei.
Fonta maleabilă are grafit structură globulară, care se formează în timpul cristalizării. grafit sferoidal reduce substratul metalic nu este atât de mult ca o farfurie, și nu este un concentrator de stres.
Într-o jumătate porțiune din carbon de fier (mai mare de 0,8%) este conținut sub formă de cementită. Componentele structurale ale fierului - perlit, Ledebour și grafit fulg.
În funcție de conținutul de carbon se spune fier hypoeutectic gri (2,14-4,3% carbon), un eutectic (4,3%) sau hipereutectice (4,3-6,67%). Compoziția aliajului afectează structura materialului.
În funcție de starea și conținutul de carbon din fier disting: (fractură de culoare, care este cauzată de carbon din structura de fontă sub formă de carbură de fier liber sau grafit) alb și gri, ridicat grafit nodular fonta, turnată fier cu grafit vermicular. Alb carbon fonta este prezent sub formă de cementită, în gri - în principal sub formă de grafit.
In industria de specii de fier sunt etichetate după cum urmează:
fontă - P1, P2;
piese turnate din fontă de porc - PL1, PL2,
fontă brută fosfor - LP1, LP2, PF3,
De înaltă calitate, fontă - PVK1, PVK2, PVK3;
fonta cu grafit lamelar - MF (numere după literele „MF“ se referă la cantitatea de timp rezistența la fractură kgf / mm);
antifrictiune gri - ASF
De înaltă rezistență anti-frecare - ACHV,
anti-frecare maleabile - APC;
piese turnate din fontă cu grafit nodular - HF (numerele după literele „RF“ înseamnă rezistența la tracțiune în kgf / mm și alungire (%);
aliată din fonta cu proprietati speciale - Ch
furnal - un mare metalurgic localizat vertical cuptor tip ax de fontă brută de topire, feroaliaje din minereu de fier. Primele furnale au apărut în Europa la mijlocul secolului al XIV-lea, în România - despre 1630
Furnalul este o structură în înălțime și 35 m înălțime este puterea de cocs limitată, care deține întreaga coloană de material de încărcare. Încărcarea de încărcare din partea de sus, printr-un dispozitiv de probă de încărcare, care este, de asemenea, o poarta a gazului de furnal. Furnalul este redus minereu bogat de fier (în stadiul actual al minereului bogat de fier au rămas doar în Australia și Brazilia), sinter, sau pelete. Uneori, utilizarea de brichete minereu brut.
Furnalului este format din cinci elemente structurale: o porțiune cilindrică superioară - partea superioară a cuptorului, este necesar pentru încărcarea și distribuirea efectivă a încărcăturii cuptorului; cea mai mare înălțime de expansiune părții conice - arborele, care apar în timpul încălzirii materialelor și reducerea oxizilor de fier; cea mai mare parte cilindrică - pantecului, în care există procese de înmuiere și topirea fierului redus; îngustează porțiune conică - umeri, în care se formează gazul reducător - monoxid de carbon; partea cilindrică - pâlnie care servește pentru depozitarea produselor lichide de furnal - fier și zgură.
În partea superioară a diuze vatra aranjate - deschiderile pentru explozie încălzite la temperaturi ridicate - aer comprimat, îmbogățit cu oxigen și combustibilul hidrocarbonat.
Procedeele care au loc în cuptor
În partea superioară a vetrei, unde alimentarea cu oxigen este suficient de mare, cocs este ars, formând dioxid de carbon și separarea unei cantități mari de căldură.
Bioxidul de carbon care părăsește zona îmbogățită în oxigen reacționează cu cocs pentru a forma monoxid de carbon - principalul reducator de furnal.
Cățărau reacționează monoxid de carbon cu oxizi de fier, lipsindu-i de oxigen si restituind metalului:
Picăturile rezultate din fier reacție care curge pe cocsul fierbinte satureze jos carbon, rezultând într-un aliaj conținând 2.14-6.67% carbon. Acest aliaj se numește fontă. Pe lângă carbon, acesta include o fracțiune mică de siliciu și mangan. Numărul de zecimi de procent din fontă include, de asemenea, contaminanți - sulf și fosfor. In afara de fier în zgura de furnal este produsă și acumulată în care toți contaminanții colectate.
Anterior, zgura este evacuată printr-o lotku zgură separată. În prezent, și fier, iar zgura este evacuată printr-o gură de evacuare, în același timp. Separarea fontei și zgură a fost merge în afara furnalului - un jgheab, folosind placa separatoare. Separat de zgură de fier evacuate în oalelor de fier și transportat la magazinul siderurgiei.
Elemente chimice 4.Vliyanie asupra proprietăților otel si fonta
Odată cu creșterea conținutului de carbon (Figura 1.30) duritate crescută și rezistență, ductilitate este redus, îmbunătățirea prelucrării de tăiere, crește hardenability dar deteriorează sudabilitatea oțelului. Duritatea și rezistența mai mare, cu atât mai mare dispersarea (cristale mai mici) de ferită și cementită.
impurități dăunătoare din oțel sunt S, P, O, H, N. S Sulful se deteriorează duritate și ductilitate; oțel devine casant la temperaturi ridicate () fragilitate, astfel încât sulful să fie în oțelurile Me 0,03%. Atunci când sulful este prezent în cereale din aliaj este creat pe marginile FES eutectice, care la temperaturi de peste 985 „C se topește, astfel încât fisurile și se prăbușește metalul la limitele granulelor.
Prezența fosforului P în oțelul cauzează fragilității rece (apar fisuri chiar și la temperatura camerei și mai ales intens la temperaturi scăzute), ductilitate deteriorează și duritatea aliajului. În calitate înaltă oțeluri trebuie să fie mai mică de 0,03% fosfor.
Mn mangan deoxidizes otel si neutralizeaza efectele nocive ale sulfului S. crește rezistența și durabilitatea oțelului. Silicon Si crește elasticitatea și rezistența oțelului, crește rezistența la curgere, ceea ce reduce posibilitatea formării de metal rece și debarcării.
Microstructura fontelor (Tabelul 14.) Depinde de viteza de răcire din metal. în timpul răcirii rapide este fonta alba (carbon este într-o stare legată chimic sub forma de cementita și ledeburită), iar când răcirea lentă este fonta cenușie (carbonul este sub formă de grafit).
Siliciul Si promoveaza grafitizare din fonta, și îmbunătățește capacității de turnare. Turnată gri fier conține 0,8 ... 4,5% Si.
Sulful S împiedică grafitizării crește fragilității și se deteriorează fluiditatea fierului, deci fiare de sulf trebuie să fie nu mai mult de 0,1%.
fontele gri sunt împărțite în modificate, de mare rezistență și ductil (Tabel. 1.4.).
Gri grafit fier are o formă placă, un vysokoprochnyh- sferic, iar în exemplele fulg kovkih- turnate denumiri de fier: GI25 GOST 1412-1485, GOST 7293-85 50 HF.