Öntöttvas és acél - ipar, gyártás
Figyelembe véve, hogy az ötvözőelemek acélhoz adhatók, az acél olyan ötvözetből készült vas- és ötvözőelemek (ötvözött, magas ötvözetű acél), amelyek legalább 45% vasat tartalmaznak.
Régi orosz írásbeli forrásokban az acélt speciális kifejezéseknek nevezték: "Otsel", "Harolug" és "Way". Néhány szláv nyelven, és ma az acélt "Otselnek" nevezik, például cseh nyelven.
Az acél a gépipar, a közlekedés, az építőipar és a nemzetgazdaság más ágazatainak legfontosabb szerkezeti anyaga.
A nagy rugalmasságú acélok széles körben alkalmazhatók a gépgyártásban és a műszergyártásban. A mérnöki használnak a gyártásához rugók, lengéscsillapítók, teljesítmény rugók különböző célokra, a műszer - több rugalmas elemek, membránok, rugók, relé lemezek, fújtató, terhességi csíkok, szuszpenziók.
A rugókat, a rugókat a gépek és az elasztikus elemek eszközök jellemzi a fajta [a forrás nem meghatározott 122 nap] formák, méretek, különböző munkakörülmények. Munkájuk különlegessége, hogy nagy statikus, ciklikus vagy sokkterhelés esetén nem teszik lehetővé az állandó deformációt. E tekintetben minden rugóötvözetnek - az összes szerkezeti anyag (szilárdság, duktilitás, viszkozitás, kitartás) jellemző mechanikai tulajdonságai mellett - nagy ellenállóképességűnek kell lennie a kis műanyag deformációkkal szemben. A rövid időtartamú statikus terhelés esetén a kis műanyag deformációval szembeni ellenállóképességet a rugalmassági határ hosszanti statikus vagy ciklikus terhelés jellemzi, a relaxációs stabilitás
Az acél szerkezeti és hangszeres. A szerszám nagy sebességű acél.
Az acél kémiai összetétele széntartalmú és ötvözött; beleértve a szén-dioxid-tartalom - az alacsony szén-dioxid-(0,25% C) közepes (0,3-0,55% C) és magas széntartalmú (0,6-0,85% C); ötvözött acél ötvözetelemek tartalmát ötvözetlen, közepes ötvözetű és ötvözetesen ötvözik.
A sűrűség 7700-7900 kg / m³.
Fajsúly - 75537-77499 n / m³ (7700-7900 kgf / m³ az ICGSS rendszerben).
A fajlagos hő 20 ° C-on 462 J / (kg · ° C) (110 cal / (kg · ° C)).
Az olvadáspont 1450-1520 ° C.
A fajlagos fúziós hő 84 kJ / kg (20 kcal / kg).
A hővezetési együttható 39 kcal / (m · h · ° C) (45,5 W / (m · K)) [a forrás nincs megadva 136 nap]
Lineáris hőtágulási együttható 20 ° C-on:
St3 (20. fokozat) - (1 / fok);
rozsdamentes acél - (1 / fok).
Az acél húzószilárdsága:
acél szerkezetekhez - 38-42 (kg / mm²);
acél szilícium-dioxid-kromát-mangán - 155 (kg / mm²);
acélgyártás (szén) - 32-80 (kg / mm²);
acélsín - 70-80 (kg / mm²);
A fehér öntöttvasban az összes szén cementitikus formában van. Az ilyen öntöttvas szerkezete perlit, rézburii és cementit. Ezt a nevet az öntöttvasnak adták a törés világos színének köszönhetően.
Szürke öntöttvas - ötvözet vas, szilícium (a 1,2- 3,5%), és a széntartalmú elkerülhetetlen szennyeződések, Mn, P, S. A szerkezet ilyen vasaló a legtöbb vagy az összes szén-dioxid-formájában van jelen grafit lemez alakú. Az ilyen öntöttvasnak a grafit jelenléte miatt történő törése szürke.
A gömbgrafitos vasot fehér öntöttvas hosszú hegesztésével nyerik, amelynek eredményeképpen pelyhes alakú grafit képződik. Az ilyen vas fémes alapja: ferrit és ritkábban perlit.
Gömbgrafitos öntöttvas olyan a szerkezete globuláris grafit, hogy képződik a kristályosítás során. Gömbgrafitos csökkenti a fém szubsztrátum nem annyira, mint egy lemez, és nem feszültség koncentrátort.
A félig öntöttvasban a szén részének (több mint 0,8% -a) cementit formában van jelen. Az ilyen öntöttvas szerkezeti elemei a perlit, a rézburiit és a lamelláris grafit.
Attól függően, hogy a szén-dioxid-tartalom az említett hypoeutectic szürke vas (2,14-4,3% szén), eutektikus (4,3%), vagy a hipereu (4,3-6,67%). Az ötvözet összetétele befolyásolja az anyag szerkezetét.
Attól függően, hogy a feltétellel, és a szén-dioxid-tartalom a vas megkülönböztetni: fehér és szürke (szín törés által okozott a szén a öntöttvas szerkezet formájában a szabad vas-karbid vagy grafit), magas a gömbgrafitos öntöttvas, az öntöttvas vermicular grafitos. A fehér öntöttvas szén jelen formájában cementit, szürke - elsősorban a formájában grafit.
Az iparban az öntöttvas fajtákat az alábbiak szerint címkézik:
nyersvas - P1, P2;
öntvény öntvényekhez - PL1, PL2,
újraelosztott foszfor öntöttvas - PF1, PF2, PF3,
kiváló minőségű öntöttvas - PVK1, PVK2, PVK3;
öntöttvas lamellás grafit - MF (az "SCH" betűket jelöli a kilépési ideiglenes ellenállás értékét kgf / mm-ben);
súrlódásgátló szürke - ASF,
súrlódásgátló nagy szilárdságú - АЧВ,
fékezhető fémből készült - АЧК;
öntöttvas csomós grafit öntvényekhez - HF (a számok a "HF" betűk után számítanak ideiglenes szakítószilárdságot kgf / mm-ben és nyúláskor (%);
különleges tulajdonságú öntöttvas ötvözet - C.
nagyolvasztó kemence - nagyméretű kohászati, függőlegesen elhelyezkedő bányatípusú kemence vasönövény vasolajozásához, vasérc vasötvözetekből. Az első robbanó kemencék megjelentek Európában a 14. század közepén, Oroszországban - 1630 körül.
A nagyolvasztó kemence 35 m magasságú szerkezet, a magasságot a koksz szilárdsága korlátozza, amelyen a töltőanyagok teljes oszlopa tart. A tételes feltöltést felülről, egy tipikus terhelő eszközön keresztül hajtják végre, amely szintén egy nagyolvasztó kazán gázzáró. A kohókban gazdag vasérc nyerhető (jelenleg a gazdag vasérc tartalma csak Ausztráliában és Brazíliában tartható fenn), agglomerátumok vagy pelletek. Néha briketteket használnak érc nyersanyagként.
A nagyolvasztó kemence öt szerkezeti elemből áll: a felső hengeres rész - a felső, amely a töltés betöltéséhez és hatékony elosztásához szükséges a kemencében; A legmagasabb magasságú, a táguló kúpos rész - a tengely, amelyben a fűtőanyag-folyamatok és az oxidokból származó vasat csökkentik; a legszélesebb hengeres rész - a bomlás, amelyben a redukált vas lágyulása és olvadása történik; kúpos kúp alakú vállak, ahol a redukáló gáz keletkezik - szén-monoxid; egy hengeres rész - a kemencében folyékony termékek tárolására használt kemence - öntöttvas és salak.
A kemence felső részén vannak tüskék - nyílások a magas hőmérsékletű robbanáshoz - sűrített levegővel, amelyet oxigénnel és szénhidrogén üzemanyaggal dúsítanak.
A kemencében zajló folyamatok
A kemence felső részén, ahol az oxigénellátás elég nagy, a koksz ég, szén-dioxidot képez és nagy mennyiségű hőt bocsát ki.
A szén-dioxid, amely az oxigénnel dúsított övezetet hagyja el, reagál a kokszal és szénmonoxidot képez, amely a nagyolvasztásos eljárás fő redukálószere.
A szén-monoxid felszaporodása kölcsönhatásba lép a vas-oxidokkal, oxigén eltávolításával és a fémre helyezésével:
A reakció eredményeként kapott vas a szén-dioxiddal lefelé lehűlöli a forró kokszot, és így 2,14-6,67% szén-dioxidot tartalmazó ötvözet keletkezik. Az ilyen ötvözetet öntöttvasnak nevezik. A szén mellett a szilícium és a mangán egy kis részét is tartalmazza. A tized százalékban a vas tartalmaz káros szennyeződéseket, ként és foszfort is. Az öntöttvas mellett salak keletkezik és felgyülemlik a kemencében, amelyben minden káros szennyeződést összegyűjtenek.
Korábban a salak külön salakhuzalon történt. Jelenleg mind az öntöttvas, mind a salak egyidejűleg az öntöttvas csaplyukon keresztül készül. A nyersvas és a salak elválasztása már a nagyolvasztó kemencén kívül történik - a csatornában, egy elválasztó lemez használatával. A salakból készült öntvényből elválasztva elkülönül az öntöttvas öntőkhöz, és az acélgyártó üzletbe szállítják.
4. A kémiai elemek hatása az acél és az öntöttvas tulajdonságaira
A széntartalom növelésével (1.30. Ábra) a keménység és az erő növelése, a plaszticitás csökken, a vágási folyamat javul, a keményedés növeli, de az acélhegeszthetőség romlik. A keménység és az erő nagyobb annál nagyobb a ferrit és a cementitisz diszperziója (kisebb kristályok).
Az acél káros szennyeződései S, P, O, H, N. A Sulfur S csökkenti a duktilitást és a viszkozitást; az acél magas hőmérsékleten (vörösség) válik törékennyé, ezért a kéntartalomnak 0,03% -nál kisebb acélokban kell lennie. Az ötvözetben lévő kén jelenlétében az eutektikus FeS a szemcsék mentén keletkezik, amely 985 ° C feletti hőmérsékleten olvad, hogy a szemcsehatárokon és a fém összeomlásakor repedések keletkezzenek.
A foszfor jelenlétében P az acél okoz hideg törékenység (repedések jelennek még szobahőmérsékleten is, és különösen intenzíven alacsony hőmérsékleten), romló merevségük és az ötvözet. A kiváló minőségű acélok legyen kevesebb, mint 0,03 tömeg% foszfort.
A mangán Mn deoxidálja az acélt és semlegesíti az S kén káros hatását, növeli az acél szilárdságát és kopásállóságát. A szilícium-szilícium növeli az acél rugalmasságát és szilárdságát, növeli a kitermelési szilárdságot, ami csökkenti a fém hideg bélyegzését és kiszállítását.
Az öntöttvas mikroszerkezete (14. táblázat) a fém hűtési sebességétől függ. során gyors hűtés fehér öntöttvas (a szén egy kémiailag kötött állapotban formájában cementit és ledeburite), és amikor a lassú hűtést szürke öntöttvas (a szén-dioxid van a grafit formájában).
A szilícium Si elősegíti az öntöttvas grafitizálását, és javítja öntészeti tulajdonságait. A szürkeöntvény 0,8 ... 4,5% Si-t tartalmaz.
A Sulfur S megnehezíti a grafitizálást, növeli a törékenységet és rontja az öntöttvas önthetőségét, így az öntöttvas kén nem lehet 0,1% -nál nagyobb.
A szürkeöntvény módosított, nagy szilárdságú és alakítható (1.4. Táblázat).
A szürke vas grafit lemez alakú, gömb alakú vysokoprochnyh-, és példákban kovkih- pehely öntöttvas elnevezések: GI25 GOST 1412-85, GOST 7293-85 50 HF.
Információ a munkáról "Öntöttvas és acél"