12. Чугун: производство, свойства, классификация, применение, маркировка.

Железоуглеродистые сплавы делятся на стали(с содержанием углерода менее 2,14%) и чугуны(более 2,14% углерода).

Чугуны отличаются большей твердостью, хрупкостью, хорошо льются, плохо обрабатываются резанием, не поддаются обработке давлением. Чугуны выплавляются из железных руд(оксидов железа) в доменных печах - домнах. С этой целью руду после магнитного обогащения, агломерации(спекания) и окатывания(окускования), смешивают с флюсом(известняком, служащим для вывода примесей при плавке) и коксом и подают в домну.

Сущность доменного процесса состоит в восстановлении железа из оксидов руды, науглероживании железа, соединения пустой породы с флюсом и слива её в виде шлака, получения слива чугуна.

Чугуны подразделяются на: передельные(около 80% выхода) - идут на переплавку в сталь; литейные(20%) - используются для производства отливок; и специальные.

По назначению:

1). Серые - с высокими механическими свойствами, применяются для производства станин станков и другого оборудования, зубчатых колёс, корпусов и т.п. Маркируются СЧ - число, показывающее предел прочности на разрыв.

2). Ковкие - с лучшими механическими свойствами; для изготовления деталей сельскохозяйственных машин, тракторов; обозначаются: КЧ - число, показывающее предел прочности на разрыв, второе число - относительное удлинение, например КЧ 30-5(чугун ковать нельзя).

3). Высокопрочные - с добавлением различных присадок - модификаторов – марганец, что повышает их прочность и качество; маркируются ВЧ 20-5.

4). Спец чугуны, легированные другими металлами.

Чугуны широко экспортируются в среднем 166230 т в месяц.

Продуктом доменного производства являются и ферросплавы - сплавы железа с кремнием, хромом и другими металлами, используемые в дальнейшем для легирования сталей в процессе их выплавки.

13. Сталь, ее свойства, общая схема производства и применение. Раскисление стали.

Сталь по сравнению с чугуном имеет более высокие механические и технологические свойства, обрабатывается давлением, резанием, льётся, является основным видом конструкционных материалов.

В последние годы производство стали снизилось примерно на 50%. В 1995 г. - несколько возросло, что связано с ростом экспорта.

Исходные материалы для производства стали: металлолом, передельный чугун, скрап - отходы металлургического производства. В промышленно развитых странах скрап(металлолом) пользуется большим спросом, чем чугун, так как при переплавке он экологически менее вреден.

Задача плавки при получении стали состоит в удалении углерода и примесей(фосфора, серы, кремния и др.).

3 этапа выплавки стали:

1). Расплавляется шихта, под воздействием вдуваемого кислорода и содержащей кислород руды окисляются и всплывают примеси в виде шлака.

2). Углерод окисляется кислородом и удаляется с поверхности расплава - сталь как бы кипит.

3). Так как при продувке часть кислорода соединилась с железом, производится раскисление стали(удаление кислорода) путём ввода ферромарганца, ферросилиция, ферроалюминия. Раскисленная сталь при разливке не кипит и обозначается маркировкой СП, что означает(спокойная); нераскисленная сталь называется кипящей и обозначается КП; сталь, раскисленная в процессе выплавки одним раскислителем обозначается ПС -(полуспокойная).

Если сталь КП, то внутри остаются пузырьки, следовательно, сталь мягкая, но более дешёвая.