- •Введение
- •1. Строение и свойства материалов
- •1.1. Классификация материалов
- •1.2. Кристаллическое строение материалов
- •1.3. Кристаллизация металлов
- •1.4. Деформация и разрушение металлов
- •1.5. Свойства материалов и методы их испытаний
- •2. Основы теории двойных сплавов
- •2.1. Строение сплавов
- •2.2. Диаграммы состояния двойных сплавов
- •2.3. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
- •2.4. Углеродистые стали
- •2.5. Чугуны
- •3. Основы термической обработки сталей
- •3.1. Механизмы основных превращений
- •5. Особенности мартенситного превращения.
- •3.2. Отжиг стали
- •3.3. Закалка и отпуск
- •4. Поверхностное упрочнение деталей
- •4.1. Упрочнение методом пластической деформации
- •4.2. Упрочнение методом поверхностной закалки
- •4.3. Химико-термическая обработка
- •5. Легированные стали
- •5.1. Маркировка легированных сталей
- •5.2. Классификация легированных сталей
- •6. Цветные металлы и сплавы
- •6.1. Титан и его сплавы
- •6.2 Алюминий и его сплавы
- •6.3. Магний и его сплавы
- •6.4. Медь и ее сплавы
- •6.5. Другие цветные металлы и сплавы
- •7. Неметаллические и композиционные материалы
- •7.1. Полимеры
- •7.2. Пластмассы
- •7.3. Композиционные материалы
- •7.3. Керамические материалы
- •8. Металлургическое производство
- •8.1. Основные сведения о производстве чугуна
- •8.2. Производство стали
- •8.3. Разливка стали
- •9. Литейное производство
- •9.1. Литейные свойства сплавов
- •9.2. Литье в песчано-глинистые формы
- •9.3. Плавильные печи
- •9.4. Специальные способы литья
- •9.5. Сплавы для изготовления отливок
- •10. Обработка металлов давлением
- •10.1. Прокатка
- •10.2. Волочение и прессование
- •10.3. Ковка
- •10.4. Штамповка
- •11. Обработка металлов резанием
- •11.1. Основы резания металлов
- •11.2. Обработка на токарных станках
- •11.3. Обработка на сверлильных станках
- •11.4. Обработка на фрезерных станках
- •11.5. Обработка на строгальных и долбежных станках
- •11.6. Обработка на шлифовальных и отделочных станках
- •11.7. Точность и качество поверхности при обработке
- •12. Сварка, резка и пайка
- •12.1. Сварка металлов плавлением
- •12.2. Сварка металлов давлением
- •12.3. Термическая резка и пайка металлов
- •Области применения способов термической резки
- •13. Электрофизические и электрохимические способы обработки материалов
- •13.1. Электрофизические способы
- •13.2. Электрохимические способы
- •14. Основы рационального выбора материалов
- •14.1. Выбор материала
- •14.2. Основные направления экономии материалов
- •Литература
- •Оглавление
- •Евгений Петрович Чинков
- •Андрей Геннадьевич Багинский
- •Материаловедение и технология
- •Конструкционных материалов
- •Подписано к печати.
8.3. Разливка стали
Сталь выпускают в разливочный ковш и транспортируют к месту разливки. Из ковша сталь разливается в изложницы (чугунные формы) разного поперечного сечения. Из слитков квадратного сечения получают сортовой прокат (двутавровые балки, швеллеры, уголки, рельсы). Слитки прямоугольного сечения прокатывают в листы, слитки круглого сечения идут для производства труб, многогранные – для поковок.
Д ля разливки спокойных сталей применяются изложницы, расширяющиеся кверху (рис. 8.6,а), с прибыльными надставками, футерованными огнеупором. Жидкая сталь в прибыли питает затвердевающий слиток, что уменьшает глубину усадочной раковины и отходы при ее обрезке. Размеры изложниц зависят от назначения слитка. Для разливки кипящих сталей применяют изложницы, расширяющиеся книзу. Если сталь заливается в изложницу из ковша сверху, то образуется много брызг, которые в виде капель застывают на стенках и снижают качество поверхности слитка. Для разливки легированных и высококачественных сталей применяется сифонная схема, когда заполняется одновременно несколько изложниц (рис. 8.6,б). Изложницы устанавливают на поддоне, в центре которого находится футерованный литник. Жидкая сталь из ковша по каналу поступает в нижнюю часть изложниц, заполнение происходит снизу без разбрызгивания металла.
П ри непрерывной разливке (рис. 8.7) жидкая сталь через промежуточный ковш подается в изложницу без дна – кристаллизатор. В его нижнюю часть вводят стальную штангу – затравку, на которой затвердевает металл. Затравка при помощи валков движется вниз и вытягивает твердеющий слиток. Полное затвердевание происходит в зоне вторичного охлаждения – в спрейере. Далее слиток перемещается в зону газовой резки на мерные заготовки. Слитки не имеют усадочных раковин и поступают на станы сортовой прокатки, минуя блюминги и слябинги.
Способы повышения качества стали. Выплавленная любым способом сталь содержит газы, вредные примеси и неметаллические включения, снижающие качество стали. Для дополнительной очистки стали, чаще всего, используют следующие технологические приемы:
1. Продувка стали в ковше инертными газами. Пузырьки газа поглощают, а затем выводят из стали неметаллические включения и растворенные в ней и водород, азот и кислород.
2. Обработка стали синтетическим шлаком. Способ позволяет удалять газы, неметаллические включения, серу. Шлак содержит окислы кальция (55 %), алюминия (40 %), кремния и магния. Его предварительно расплавляют и заливают в пустой ковш. Затем, с определенной высоты в ковш выливают сталь. Интенсивное перемешивание стали и шлака способствует полному завершению всех химических реакций.
Такой же эффект достигается при продувке стали шлакообразующей смесью, состоящей из порошков извести и плавикового шпата.
3. Очистка стали вакуумированием. При уменьшении атмосферного давления растворимость газов уменьшается. Сталь «закипает» и пузырьки выделяющихся газов (водород, азот и кислород) увлекают за собой неметаллические включения.
4. Повторный переплав стали. К таким способам относятся: электрошлаковый переплав, переплав в вакуумно-дуговой печи, переплав в электронно-лучевой печи и др. Дополнительная очистка достигается жидким шлаком или вакуумированием.