- •Введение
- •Раздел1 Физико-химические основы материаловедения.
- •Тема1.1.Строение и кристаллизация металлов.
- •Анизотропия
- •Кристаллическое строение реальных кристаллов.
- •Аллотропия
- •Кристаллизация металлов
- •Модифицирование.
- •Методы металографического и физико-химического анализа металлов. Макроанализ.
- •Микроанализ.
- •Рентгеновский анализ.
- •Дефектоскопия.
- •Тема1.2Пластическая деформация и рекристаллизация.
- •Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •Тема1.3Механические свойства материалов.
- •Испытание на растяжение:
- •. Метод Бринелля:
- •Метод Роквелла
- •Метод Виккерса
- •Испытание на ударную вязкость.
- •Тема1.4Основные понятия о сплавах.
- •Диаграммы состояния двойных сплавов
- •Диаграммы состояния сплавов первого рода
- •Диаграмма состояния сплавов второго рода
- •Тема1.5 Основы металлургического производства. .Производство чугуна
- •Производств стали.
- •Конверторный способ:
- •Мартеновский способ:
- •Производство стали в электрических печах
- •Разливка стали и строение слитка
- •Тема1.6Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма Fe- Fe3c.
- •Кристаллизация чугунов.
- •Кристаллизация сталей.
- •Тема1.6Углеродистые стали , чугуны. Чугуны
- •Серый чугун( гост 1412—79)
- •.Модифицированный чугун
- •Высокопрочный чугун(7293-85)
- •Ковкий чугун(1215-79)
- •Легированные чугуны
- •Углеростые стали. Классификация углеродистых сталей.
- •Влияние углерода и примесей на свойства стали.
- •Конструкционная сталь обыкновенного качества.(гост380-71)
- •Качественные углеродистые стали (гост 1050—74)
- •Рессорно-пружинная сталь(гост14959-79)
- •Автоматная сталь(гост1414-75)
- •Углеродистые инструментальные стали ( гост 1435—74)
- •Тема1.8 Термическая обработка.Стали и чугуна.
- •Превращения в стали при нагреве
- •Превращение переохлажденного аустенита
- •Превращения в закаленной стали при нагреве
- •Термическое и деформационное старение углеродистой стали
- •Нормализация
- •Закалка.
- •Способы закалки
- •. Отпуск
- •Старение
- •Обработка стали холодом
- •Термомеханическая обработка стали
- •Тема1.9 Химико – термическая обработка.
- •Цементация
- •3)Жидкостная цементация.
- •Азотирование
- •Сульфоцианирование
- •Диффузионная металлизация.
- •Алитирование
- •Хромирование
- •Силицирование
- •Борирование
- •Раздел 2Конструкционные и инструментальные материалы.
- •Тема2.1Общие свойства легированных сталей..
- •Классификация легированных сталей по структуре
- •1.Влияние легирующих элементов на аллотропические превращения в железе.
- •Влияние легирующих элементов на карбидную фазу.
- •Влияние легирующих элементов:
- •Тема2.2 Конструкционные стали. Конструкционные (строительные) низколегированные стали (гост 19281—73).
- •Конструкционные цементуемые (нитроцементуемые) стали (гост 4543—71)
- •Конструкционные улучшаемые стали(гост 4543—71).
- •Мартенситно-стареющие высокопрочные стали
- •Рессорно-пружинные стали (гост 14959—79);.
- •Шарикоподшипниковые стали(гост 801—78).
- •Износостойкая (аустенитная) сталь
- •Тема2.3Стали и сплавы с особыми свойствами. Коррозионностойкие.Нержавеющие стали. (гост 5632—72)
- •Жаропрочные и окалиностойкие стали. Жаропрочность.
- •Окалиностойкость (жаростойкость)
- •Жаропрочные и окалиностойкие стали
- •Клапанные стали(гост 5632—72)
- •Котлотурбинные стали
- •Жаропрочные стали и сплавы для газовых турбин
- •Никелевые жаропрочные сплавы
- •Дисперсно упрочненные никелевые жаропрочные сплавы
- •Сплавы с высоким электрическим сопротивлением(гост 12766—67)
- •Сплавы с особыми тепловыми и упругими свойствами
- •Магнитные стали и сплавы
- •Магнитно-твердые стали и сплавы
- •Тема2.4 Инструментальлые стали
- •Стали неглубокой прокаливаемости
- •Стали глубокой прокаливаемости
- •Быстрорежущие стали(гост 19265—73)
- •Штамповые стали
- •Теплостойкие штамповые стали
- •Стали для измерительных инструментов
- •Тема2.5Твердые сплавы (гост 3882—74) и свехтвердые режущие материалы.
- •Тема2.6 Цветные металлы и сплавы. Медь и ее сплавы.
- •Латуни(Гост 17711—80)
- •Алюминий и его сплавы
- •Классификация алюминиевых сплавов
- •Термическая обработка алюминиевых сплавов Отжиг
- •Закалка
- •Старение
- •Деформируемые не упрочняемые термической обработкой.
- •Литейные алюминиевые сплавы.
- •Магний и его сплавы. (гост804-72)
- •.Титан и его сплавы.
- •Термическая обработка титановых сплавов
- •Подшипниковые сплавы.
- •Тема2.7Коррозия металлов. Классификация и виды коррозии.
- •Защита металлов от коррозии.
- •Раздел3 Неметаллические материалы.
- •Тема3.1 Пластические массы.
- •Слоистые пластмассы
- •Термопластические полимерные материалы
- •Переработка пластмасс
- •Пенопласты
- •Тема3.2Резина, резинотехнические изделия. Исходное сырье. Каучук
- •Основные виды резины и их назначение
- •Тема3.3 Клеи,герметики,и лакокрасочные материалы. Виды лакокрасочных материалов
- •Радел 4 Порошковые и композиционные материалы,их получение.
- •Тема 4.1 Порошковая металлургия.
- •Тема4.2Композиционные материалы с полимерной матрицей.
- •Волокнистые композиционные материалы с полимерной матрицей
- •Углепласты.(карбоволокниты)
- •Углерод- углеродный материал.
- •Боропласты(бооволокниты).
- •Органоволокниты.
- •Дисперсно-упрочненные композиционные материалы
- •Тема4.3Композиционные материалы с металлической матрицей
Производств стали.
Сущность передела чугуна в сталь заключается в удаление углерода; меньше 2,14 %; кремния и марганца до нормы (полезная примесь); серы и фосфора до минимума.
Удаление основано на реакции горения (окисления).
Применяются следующие методы, получения стали:
Конверторный способ:
К ислородный конвертер имеет грушевидную форму и может поворачиваться вокруг горизонтальной оси на 360°. Кожух 5 конвертера сварен из листовой стали толщиной 40...110 мм, внутри футерован основными огнеупорными материалами 6 общей толщиной до 1100 мм. Горловина 4 служит для ввода в конвертер фурмы 2 отвода газов, заливки чугуна, загрузки скрапа и извести,слива шлака. Емкость современных конвертеров 250-400тКислород 7 подается в конвертер через медные водоохлаждаемые фурмы под давлением 0,9...1,4МПа, что обеспечивает хорошее
проникновение, кислорода и перемешивание
жидкого металла 1 и шлака.
Температура в реакционной зоне достигает 2200.. .2500 °С, что позволяет перерабатывать металлолом, т. е. снимает наибольший недостаток конвертерного способа производства стали.
В качестве материалов используются чугун,
стальной скрап (25.. .30% от массы чугуна
), шлакообразующие — известь (5... 8% от массы плавки), железная руда (до 25%), раскислители ,и легирующие добавки
1-жидкий чугун;2-кислородная фурма;3-
. 4-горловина;5-стальной кожух;6-футеровка
7-струя кислорода;8-отраженная струя.
После загрузки скрапа и заливки чугуна конвертер поворачивают в вертикальное рабочее положение вводят фурму и включают подачу кислорода. Одновременно с началом продувки производят загрузку первой порции шлакообразующих (извести или плавикового шпата) и железной руды. Оставшееся количество шлакообразующих вводят по ходу плавки.
По окончании продувки из конвертера выводят кислородную фурму, поворачивают его в горизонтальное положение, отбирают пробы металла и шлака на химический анализ. После этого конвертер наклоняют, выпуская сталь в ковш через выпускное отверстие З, и через горловину сливают шлак в шлаковую чашу Полученную сталь раскисляют (освобождают от FeO); по степени расскисления сталь делится
а) кипящая – не раскислённая (наиболее дешевая, менее качественная сталь).
б) полуспокойная – частично раскисленная ферросплавами (ферромарганец и ферросилиций).
в) спокойная - раскисленная ферросплавами и алюминием. Не происходит выделения газа СО2, сталь наиболее качественная, при кристаллизаций образуется усадочная раковина (за счет уменьшение объема). Наиболее дешевый и производительный метод.Раскислитель вводят в кош на струю металла при выпуске плавки. При выплавке легированных сталей легирующие элементы чаще вводятся в ковш, а никель, молибден и др.— в конвертер.Время плавки 25-55мин.
Мартеновский способ:
Мартеновские печи относятся к пламенным отражательным ре
‘генеративным печам. Болшинство. печей имеют основную футеровку пода 11магнезитовый кирпич с набивкой магнезитовым и доломитовым порошками. Свод 1 печи не соприкасается со шлаком, и его выютадывают динасом, магнезитом или хромомагнезитом как в основной, так и в кислой печи. Под кислой печи изготовляется из динаса с набивкой кварцевым песком. Завалку шихты в мартеновскую печь производят через загрузочные окна 2, выпуск готовой стали — через выпускное отверстие в задней стенке печи. Сталь по желобу выпускают в разливочный ковш. С каждой стороны мартеновской печи имеются регенераторы — газовый 7 и воздушный 6. через каждые 15... 20 мин происходит автоматическое переключение клапанов 10, изменяющее направление движения газа, воздуха и дыма. Когда отходящие из печи по каналам 4, 5 газы, имеющие температуру 1500...1600 °С, нагревают насадку регенераторов до 1250...1350 °С, противоположная пара охлаждается, так как поступающие в печь через них и каналы 8, 9 газ и воздух, нагреваясь, отбирают тепло насадок. В рабочем пространстве печи температура достигает 1800...I9ОО °С. Длительность мартеновской плавки составляет от 3 до 18 ч. Основные показатели работы мартеновских печей суточный съем стали (в тоннах с 1 м2 пода печи) и расход топлива. СреднесуточнЫй съем стали составляет около 9 т/м2, в ряде случаев — до 12 т/м, а расход топлива на выплавку 1 т стали — 100..200 кг.
В зависимости от состава шихты различают скрап-рудный, рудный и скрап-процессы.
а) При скрап-рудном процессе в мартеновскую печь вводят 60...75% жидкого чугуна, 40...25% скрапа, до 15% железной руды и повышенное содержание флюса. Окисление примесей чугуна происходит за счет кислорода руды.
б) Рудный. процесс- шихта состоит только из жидкого чугуна и в печь в твердом виде заваливают только железную руду
в) При скрап-процессе шихта состоит из 60...7О% стального лома и З0...40% чушкового передельного чугуна.