Материалы для изготовления металлоконструкций

  • Свойства металлов
  • Влияние химических элементов на свойства стали
  • Классификация сталей
  • Маркировка сталей
  • Сварочная проволока
  • Электроды для ручной дуговой сварки
  • Плавящиеся электроды для ручной дуговой резки и строжки металлов
  • Неплавящиеся электроды для сварки и резки
  • Технологические газы
  • Флюсы
  • Приемка сварочных материалов
  • Хранение сварочных материалов
  • Определение потребности в сварочных материалах
  • Подготовка материалов к сварке
  • Сроки хранения сварочных материалов и режимы прокалки электродов и проволоки
  • Стали и их получение

    Стали — это железоуглеродистые сплавы, содержащие до 2 % углерода. Кроме углерода сталь содержит в небольших количествах постоянные примеси: марганец до 0,8 %, кремний до 0,4 %, фосфор до 0,07 %, серу до 0,06 %, что связано с особенностями технологии ее выплавки. В технике широко применяют также легированные стали, в состав которых для получения требуемых свойств дополнительно вводят хром, никель и другие элементы. Существует более 1500 марок сталей — конструкционных, инструментальных, нержавеющих, жаростойких и т. д.

    Для массового производства стали в современной металлургии основным исходным материалом является чугун и стальной лом. Выплавка стали (передел чугуна в сталь) сводится к проведению окислительной плавки для удаления избытка углерода, марганца и других примесей.

    При выплавке легированных сталей в их состав вводят легирующие добавки.

    Более, половины производимой в мире стали выплавляют кислородно-конвертерным и мартеновским способами.

    Выплавка качественной стали производится в дуговых и индукционных электрических печах.

    Сталь особо высокого качества выплавляют в вакуумных электропечах путем электрошлакового или плазменного переплава.

    Сущность кислородно-конвертерного процесса заключается в том, что налитый в плавильный агрегат (конвертер) расплавленный чугун продувают струей кислорода. Углерод, кремний и другие примеси окисляются и тем самым чугун переделывается в сталь.

    Устройство конвертера показано на рис. 10, а. Конвертер устанавливают на опорных станинах при помощи цапф и он может поворачиваться вокруг их оси, что необходимо для заливки чугуна и выпуска стали.


    Рис. 10. Способы получения стали а — плавка в кислородном конвертере: 1 — загрузка конвертера; 2 продувка кислородом; 3 — выпуск готового металла; б — выплавка стали в мартеновской печи: 1 — канал для подачи горючего газа в рабочее пространство печи; 2 — канал для подачи в рабочее пространство подогретого в регенераторе воздуха; 3 — рабочее пространство печи; 4 — завалочное окно; 5 — жидкий шлак; 6 — жидкий металл; 7 — регенератор; 8 — подвод горючего газа в регенератор; 9 — подвод воздуха в регенератор; 10 — выброс отработавшего газа из нагреваемого регенератора; в — электродуговая печь: 1 — желоб для слива готового металла; 2 — жидкий металл; 3 — угольные электроды; 4 — завалочное окно; 5 — футеровка корпуса печи; г — индукционная печь: 1 — штуцер охлаждающей индуктор воды; 2 — индуктор: 3 — тигель; 4 — металл

    Вместимость современных конвертеров достигает 400 т.

    Кислородно-конвертерным способом выплавляют спокойную, полуспокойную и кипящую сталь. Кипящая сталь — наименее раскисленная — может быть получена при раскислении чугуна только одним ферромарганцем. Из такой стали вследствие того, что реакция соединения углерода с кислородом не успевает закончиться за время плавки, вплоть до момента затвердевания выделяется окись углерода — сталь кипит. При затвердевании в стали остаются газовые пузыри, которые во время прокатки частично удаляются, а частично остаются в виде плен и закатов, выявляемых при дальнейшей обработке стали.

    Это наиболее дешевая сталь. При ее производстве получается наибольший выход годного металла. Однако кипящие стали менее однородны и более склонны к хрупким разрушениям.



    Полуспокойная сталь получается при раскислении расплава ферромарганцем и небольшим количеством ферросилиция или алюминия. По качеству она несколько выше, чем кипящая, а по стоимости — дешевле, чем спокойная, но дороже кипящей.

    Спокойная сталь — наиболее раскисленная — получается при последовательном раскислении металла ферромарганцем, ферросилицием и алюминием. Из-за большого количества вводимых раскислителей выделение пузырьков углекислого газа быстро прекращается и металл успокаивается. Эта сталь наиболее качественная, но и наиболее дорогая. В верхней части слитка образуется усадочная раковина, которую перед прокаткой отрезают, а это уменьшает выход годного металла.

    По механическим свойствам спокойные и полуспокойные стали мало различаются.

    В конвертерах выплавляют некоторые низколегированные стали, которые получаются путем одновременной заливки в ковш спокойной или полуспокойной стали и расплавленных в электропечах ферросплавов.

    Продолжительность продувки в зависимости от вместимости конвертера составляет 15—25 мин.

    Страницы: 1 2


    Сварочные работы