45. Инструментальные стали. Конструкционные стали. Области применения.

Инструмента́льная углеро́дистая сталь — сталь с содержанием углерода от 0,7 % и выше. Эта сталь отличается высокой твёрдостью и прочностью (после окончательной термообработки) и применяется для изготовления инструмента. Инструментальная углеродистая сталь делится на качественную и высококачественную. Содержание серы и фосфора в качественной инструментальной стали — 0,03 % и 0,035 %, в высококачественной — 0,02 % и 0,03 % соответственно.

Выпускается по ГОСТ 1435-99 следующих марок: У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У13; У7А; У8А; У8ГА; У9А; У10А; У11А; У12А; У13А. Стандарт распространяется на углеродистую инструментальную горячекатаную, кованую, калиброванную сталь, серебрянку.

К группе качественных сталей относятся марки стали без буквы А(в конце маркировки), к группе высококачественных сталей, более чистых по содержанию серы и фосфора, а также примесей других элементов — марки стали с буквой А. Буквы и цифры в обозначении этих марок стали означают: У — углеродистая, следующая за ней цифра — среднее содержание углерода в десятых долях процента, Г — повышенное содержание марганца.

Достоинство углеродистых инструментальных сталей состоит в основном в их малой стоимости и достаточно высокой твёрдости по сравнению с другими инструментальными материалами. К недостаткам следует отнести малую износостойкость и низкую теплостойкость

Конструкцио́нная сталь — это сталь, которая применяется для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладает определёнными механическими, физическими и химическими свойствами. Конструкционные стали подразделяются на несколько подгрупп.

У7, У7А Для обработки дерева: топоров, колунов, стамесок, долот; пневматических инструментов небольших размеров: зубил, обжимок, бойков; кузнечных штампов; игольной проволоки; слесарно-монтажных инструментов: молотков, кувалд, бородок, отвёрток, комбинированных плоскогубцев, острогубцев, боковых кусачек и др.

У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки; обработки дерева: фрез, зенковок, поковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых; накатных роликов, плит и стержней для форм литья под давлением оловянно-свинцовистых сплавов. Для слесарно-монтажных инструментов: обжимок для заклепок, кернеров, бородок, отвёрток, комбинированных плоскогубцев, острогубцев, боковых кусачек. Для калибров простой формы и пониженных классов точности; холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, берд, ламелей двоильных ножей, конструкционных мелких деталей, в том числе для часов и т. д.

46. Производство меди.

Обжиг производится для уменьшения количества серы в руде, для окисления части сульфидов меди, а также для удаления некоторых вредных примесей.

Плавка на штейн может производиться в шахтных, вертикальных печах или в пламенных отражательных печах. При плавке (штейн —сплав, состоящий в основном из сульфидов меди, 80— 90% железа и небольшого количества примесей) образуются два жидких слоя — внизу штейн, а сверху шлак.

Отражательная печь для плавки обогащенной медной руды на штейн показана на рис. 10. Загрузка шихты в данном случае производится сверху, через бункеры 1. Наблюдение за ходом процесса и перемешивания шихты производят через окна 2. Выпуск штейна производится через окна 3. Топливом для этих печей служит газ, мазут, угольная пыль. Максимальная температура в печи 1600° С; производительность до 2000 ттвердой шихты в сутки.

Шахтные печи применяют для плавки на штейн богатой медной руды, когда она находится в больших кусках. Однако применение шахтных печей менее экономично, чем отражательных.

Жидкий штейн перерабатывают в черновую медь в особых конвертерах (рис. 11), имеющих вид вращающихся барабанов. Внутри стального кожуха барабана находится огнеупорная магнезитовая футеровка 2, через которую проходят фурмы 3 для подачи воздуха. Заливка штейна и закладка кварцевого флюса производится через горловину 1. Слив шлака и черновой меди производят при повороте конвертера на роликах 4.

Процесс осуществляется в два этапа: вначале при температуре 1250—1350° С образуется закись железа, переходящая в шлак, а также улетучивается сернистый газ. После слива шлака оставшаяся полусернистая медь окисляется закисью меди и получается чистая медь. Продолжительность цикла 10—12 ч, производительность печи до 85 т черновой меди за один цикл. Рафинирование черновой меди производят, чтобы удалить из ,нее вредные примеси и растворенные газы. Различают огневое и электролитическое рафинирование. При огневом способе рафинирования меди в печь, подобную отражательной, загружают твердую или жидкую черновую медь.

Закись меди окисляет примеси, отходящие в шлак при вдувании воздуха через слой жидкой меди. Восстановление меди из избытка ее закиси, производят древесным углем, засыпаемым в жидкий металл. Цикл длится 10—14 ч (при загрузке жидкой меди). Электролитическое рафинирование производят после огневого для получения особо чистой меди. В этом случае рафинированная огневым способом медь отливается в плиты, которые подвешивают в качестве анодов в электролитических ваннах.

При пропускании тока чистая медь с плит осаждается на катодах, представляющих собой листы из чистой меди толщиной 0,5—0,7 м. При этом золото, серебро, теллур, селен, находящиеся в черновой меди, оседают на дно ванны с электролитом (серной кислотой).