Конструкционные подразделяются

Металлургия

К металлургии относятся: производство металлов из природного сырья и других металлсодержащих продуктов, получение сплавов, обработка металлов в горячем и холодном состоянии, сварка, нанесение покрытий из металлов, область материаловедения, изучающая физическое и химическое поведение металлов,интерметаллидов и сплавов.

Металлургия подразделяется на чёрную и цветную

· Чёрная металлургия включает добычу и обогащение руд чёрных металлов (к чёрным металлам относят железо, все остальные — цветные), производство чугуна, стали и ферросплавов. К чёрной металлургии относят также производство проката чёрных металлов, стальных, чугунных и других изделий из чёрных металлов.

· К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов.

По основному технологическому процессу подразделяется на пирометаллургию(плавка) и гидрометаллургию (извлечение металлов в химических растворах). Разновидностью пирометаллургии является плазменная металлургия. Самыми распространенными металлами являются: Алюминий, Железо, Медь, Цинк, Магний

По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний).

Металлы в целом обладают следующими физическими свойствами: Твердость, Звукопроводность. Высокая температура плавления. Высокая температура кипения. При комнатной температуре металлы находятся в твёрдом состоянии (за исключением ртути, единственного металла, находящегося в жидком состоянии при комнатной температуре). Отполированная поверхность металла блестит. Металлы — хорошие проводники тепла и электричества. Обладают высокой плотностью.

Применения металлов

· Медь обладает пластичностью и высокой электропроводностью. Именно поэтому она нашла свое широкое применение в электрических кабелях.

· Золото и серебро очень тягучи, вязки и инертны, поэтому используются в ювелирном деле. Золото также используется для изготовления неокисляемых электрических соединений.

· Железо и сталь обладают твердостью и прочностью. Благодаря этим их свойствам они широко используются в строительстве.

· Алюминий ковок и хорошо проводит тепло. Он используется для изготовления кастрюль и фольги. Благодаря своей низкой плотности — при изготовлении частей самолётов.

Схема получения изделий из металла

Руда (Fe30) \

Кокс (кам.уголь) - агломерат (металл. Губка) – Доменная печь-

Флюс (СаСО3) / Окатыши

 

-миксер(смеситель)-Мартеновская печь(много места, качество похое. 1000т – 12ч)

-Кислородный конвертер – Электропечь-Слиток-

 

-Прокатный станок (Блюминг, Слябинг)

Получают блюмы(сорты, трубы) и слябы(листопрокатный стан.)

Шихта – исходная смесь материала

 

Ока́тыши — комочки измельчённой руды. Полуфабрикат металлургического производства железа. Является продуктом обогащения железосодержащих руд специальными концентрирующими способами. Используется в доменном производстве для получения чугуна.^[2]Как правило, для производства окатышей используются небогатые железом руды, различные железосодержащие отходы. Для удаления минеральных примесей исходную (сырую) руду мелко измельчают и обогащают различными способами. Процесс изготовления окатышей часто называют окатывание руды. Шихта, то есть смесь тонко измельчённых концентратов железосодержащих минералов, флюса (добавок, регулирующих состав продукта), и упрочняющих добавок (обычно это бентонитовая глина), увлажняется и подвергается окатыванию во вращающихся чашах (грануляторах) или барабанах-окомкователях.

Агломерат — окускованный рудный концентрат, полученный в процессе агломерации.^[ Спекшаяся в куски мелкая (часто пылевидная) руда размерами 5—100 мм с незначительным содержанием мелочи. Агломерат получают при обжиге железных и свинцовых руд, цинковых концентратов и других. В чёрной металлургии является основным железорудным сырьём для получения чугуна в доменной печи.

 

Способ

……Смеситель – кислородный конвертер – машина непрерывной разливки стали.

 

Производство стали

Сталь – сплав железа с углеродом, в котором углерода содержится менее 2, 14 %. Получение стали основано на окислении избыточных компонентов углерода, кремния, серы и фосфора с последующим удалением со шлаками и газами. Производство осуществляется в конверторных печах.

Кисло конвейерный процесс

Разработан в Советском Союзе.

Основан на производстве чугуна(жидкого) кислородом под давлением 10-14 атмосфер. Емкость от 100 до 350 тонн( до 60 мин.) Футеровка основная. Процесс конвертирования идет в 4 стадии: 1. Окисляется кремний и марганец; 2. Окисление углерода; 3. удаление фосфора и серы; 4. раскисление или удаление кислорода из металла (легирование если нужно)

Мартеновский процесс. Основан на использовании тепла из (входящих) газов

Для производства стали и чугуна. Емкость 100-1000 тонн. Произ-ость 12 ч.

Электросталеплавительный

Электродуговой ( выс. t получение известняковых шлаков)

Индукционный ( до 30 т ) малые t

Продолжительность 3-7 ч

Емкость 0,5-400т

 

В конце сталь освобождают от кислорода. По характеру раскисления: спокойная, полуспокойная, кипящая.

Выпущенная из печи сталь удерживается в ковше 20-30 мин. (удаление газов) и разливается в формы.

Маркировка

Углеродистая сталь обыкновенного качества изготавливают следующих марок.

Пример: Ст 0, СтКП, СтПС, СтСП.

Ст – сталь

Цифра – условный номер в зависимости от химического состава стали

КП –кипящая по способу раскисления

ПС - полуспокойная

СП – спокойная

Маркировка углеродистой качественной конструкционной стали

Марка стали пишется полностью (Сталь), далее идут две цифры, указывающие среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Пример: Сталь 30 – сталь с 0,3% углерода

Маркировка легируемой стали

Первые две цифры обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Затем ставится наименование элемента определяющие свойства стали, далее содержание этого элемента в целых процентах. Если же после наименования элемента нет цифры, то содержание этого элемента до 1,5%.

Обозначения

Х- хром, Т – титан, Г – марганец, К – кобальт, Н – никель, Б – ниобий, М – молибден, С – кремний, Ю – алюминий, А (в середине марки) – азот, Ц – цирконий, В – вольфрам, Р – бор, Ф – ванадий, Д –медь, Буква А в конце марки указывает, что сталь относится к категории высококачественных. Если в конце стоит Ш, то сталь особого качества.

Пример: 30КГСА – высококачественная легируемая сталь с процентным содержанием углерода 0,3% с добавлением кобальта, марганца и кремния менее 1,5%.

Нестандартные маркировки стали

ЭИ и ЭП показывает, что сталь выплавлена на заводе «Электросталь». И - исследовательская, П – пробная

Маркировка инструментальных углеродистых сталей

Маркируются буквой У (У7, У8…13). У-углеродистая

Маркировка инструментальных легированных сталей

Такая же как и у конструкционных, только содержание углерода в десятых долях %.

 

Маркировка чугунов

Серые чугуны (СЧ), ковкие (КЧ), высокопрочные (ВЧ). Первые цифры показывают предел прочности, вторые – относительное удлинения.

Пример: ВЧ65-12

Цветные сплавы

Латунь – сплав меди с цинком. Маркируется Л.

Пример: Л96 – 96% меди, остальное цинк.

Бронза – сплав меди со всеми элементами периодической системы.

Обозначения: О – олово, Ж – железо, Мц – марганец, Ф – фосфор, А – алюминий, Б – бериллий, С - свинец , X – хром, Н – никель, К – кремний.

Цифры – содержание меди.

Пример: БрОЦС663

Диаграмма состояния железоуглерода

Структуры: кубическая, гранецентрированная, обьёмоцентрированная, гексональная

Кристаллизация Me

 

НеМе

 

 

Сплав - вещество полученное преимущественно сплавлением 2х или более элементов(компонентов). Ими могут быть легирующие или не легирующие металлы или неметаллы.

Чистые металлы имеют низкую прочность. Свойства сплавов в тв состоянии зависят от образовании структуры.

Железо – основной элемент системы железоуглерод. Тплавл=1530 . Железо при нагревании и охлаждении меняет свою структуру. Критическая точка затвердевания железа 1539. Образуется обьёмоцентрированный куб. называется альфа железо(до 1392) - далее перестройка.1392 – аллотропические превращения - гамма железою. Критич (.) 911 . Выше 706 железо неметалично. Углерод – типичный неметалл. Имеют сложную решётку(гексональную) В железном состоянии углерод и железо неограниченно раствор. Друг в друге. Твердый раствор углерода в альфа железе – фирит. Растворимость углерда в альфа железе 0,0006% Аустенит-тв. Раствор внедрения углерода в гамма железо. Максимальная растворимость при 1147 углерода в железе сост. 2,14% при понижении t углерод в железе уже имеется. При 727 сост. 2,14 % - стали максимальная растворимость С в Fe сост. 0,8 . Цементит – хим. Соединение Fe с C. Имеет сложн. Кристалл. Решётку.

Тплавл не установлена примерно 1250.(1600) . Перлит –мех. Смесь углерода и цемента содержит 0,8 углерода. Она образуется при 727. Ледебурит — структурная составляющая железоуглеродистых сплавов, главным образом чугунов, представляющая собой эвтектическую смесь аустенита и цементита в интервале температур 727—1147 °C, или феррита и цементита ниже 727 °C. Назван в честь немецкого металлурга Карла Генриха Адольфа Ледебура, который открыл «железо-карбидные зёрна» в чугунах в 1882 г.при содержании углерода 1147

 

Классификация сталей

по назначению:

-конструкцион

-инструментал

-стали и сплавы с особыми свойствами

конструкционные подразделяются

-углеродистые (строительные, машиностроительные)

-лигированные (строит. машиностроит. пружинно-рессорыне)

Инструментальные

-углеродистые

-лигированные