Состав стали и чугуна | Справочник конструктора-машиностроителя
Структура железоуглеродистых сплавов состоит из разных составляющих.
Характеристиками этих структурных составляющих и определяются свойства стали и чугуна.
Феррит.
В состав стали и чугуна входит от 93 до 99% железа.
Поэтому, прежде всего, следует понять, какую структуру оно образует.
Из прошлого известно, что железо при комнатной температуре находится в облике, а — железа, которое способно растворить в своей кристаллической решетке маленькое количество углерода.
Крепкий раствор в, а — железе малого количества углерода и прочих примесей называется ферритом.
Феррит представляет собой почти чистое железо, но различается от него тем, что в его кристаллической решетке, кроме атомов железа, существует малое число атомов углерода и прочих примесей.
Мартеновское производство менее производительное, чем конверторное, но лучше регулируется процесс, используются чугунные чушки и металлолом.
Мартен это регенеративная пламенная печь.
Газ сгорает над плавильным пространством, где создается температура 1750… 1800 o С.
Газ и дух предварительно подогреваются (до 1200…1250 o С) в регенераторах.
За счет тепла сгоревших газов, происходящих в трубу.
Два регенератора: один делает, а другой накапливает тепловую энергию.
Для интенсификации процесса ванну продувают кислородом.
Раскисление ванны проводят ферросилицием и феромарганцем в ванной, а окончательное – алюминием и ферросилицием в сталеразливочном ковше.
В экспресс — лаборатории кислородно — конвертерного цеха № 1 и доменного цеха главной заводской лаборатории Западно — Сибирского металлургического комбината (ОАО «ЗСМК», предприятие «Евраз Груп») установлен в эксплуатацию новейший прибор — спектрометр QSG 750 немецкой фирмочки — производителя «OBLF Spektrometrie».
Он позволяет живо, с высокой точностью проводить анализ химического состава стали и чугуна в ходе технологического процесса.
Сей компонент снижает износоустойчивость металла и ухудшает его пластические свойства.
Об этом сообщили ИА « INFOLine »
Пробы из кислородно — конвертерного цеха № 1 и доменного цеха отправляют по пневмопочте в экспресс — лабораторию.
В отделе пробоподготовки они режут и рассматриваемая поверхность обрабатывается на плоскошлифовальном станке.
Потом образец поступает на спектрометр, где производится его химический анализ.
После выполнения анализа технологи кислородно — конвертерного цеха № 1 и доменного цеха корректируют химический состав чугуна и стали для приобретения необходимых марок, соответствующих требованиям потребителей.
Данные о процентной концентрации химических элементов в пробе автоматически передаются в автоматизированную систему аналитического контроля, где специалисты комбината могут посмотреть химический состав стали и чугуна в порядке действительного времени.
Благодаря современному программному обеспечению спектрометра у мастеров — аналитиков есть возможность выбирать оптимальные условия анализа для любого определяемого элемента.
Процесс проводится в аппаратике, который называется по фамилии изобретателя конвертером Бессемера.
Он представляет собой грушевидный стальной, который нельзя отменить внутри огнеупорным материалом.
В дне конвертера имеются отверстия, через которые подаётся в аппарат дух.
Свернув аппарат в горизонтальное положение, заливают чугун и дают дух.
Потом поворачивают аппарат в вертикальное положение.
В основании процесса окисляются железо, кремний и марганец, затем углерод.
Образующаяся окись углерода сгорает над конвертером ослепительно ярким пламенем длиной до 8 л.
Пламя понемногу сменяется бурым дымом.
Начинается горение железа.
Это указывает, что период интенсивного окисления углерода заканчивается.
Тогда подачу воздуха прекращают, переводят конвертер в горизонтальное положение и вносят раскислители.
a) пробоотборники типа, изображенного на узоре В .1 а, заключаются из кварцевой трубочки внутренним диаметром 7 — 9 мм, помещенной в защитную картонную трубочку.
Верхний край трубки открыт, а нижний снабжен колпачком с алюминиевой фольгой для предотвращения попадания загрязнения.
Сей тип пробоотборника применяют для отбора проб слабой стали при температуре, близкой? точке ее ликвидуса;
Местечко и метод отбора промежуточного образца или образца для разбора от первого образца следует согласовать между поставщиком и заказчиком.
Сии методы описаны в 10.2 и 10.3.
Промежуточный образец или образец для разбора может быть отнят от первого примера в местечке, указанном в стандарте по отбору материала для механических испытаний, или как установлено в ИСО 377, а также в.
Особого внимания требует отбор и подготовка образцов стальных изделий, содержащих свинец (), и образцов для определения содержания кислорода и водорода (и ).
Разовые пробоотборники для отбора проб слабой стали с целью определения содержания водорода обычно заключаются из прессованной стальной фигуры или кварцевой трубочки, установленной в толстостенной защитной картонной трубке.
Несколько типов пробоотборников выпускают серийно, характеристика их главных характеристик приведена в В.2 и В.3 с образцами, показанными на рисунке В.1.
В прямом приложении даны только рекомендуемые размеры.
Включая небольшое сопротивление отливок из серого чугуна растягивающим и ударным нагрузкам, следует использовать сей материал для подробностей, которые подвергаются сжимающим или изгибающим нагрузкам.
В станкостроении это – базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, ведущие;
в автостроении — блоки цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, диски сцепления.
Отливки из серого чугуна также используются в электромашиностроении, для изготовления товаров народного потребления.
Химический состав износостойкого чугуна ЧХ3Т: C углерод 2, 6 — 3, 60% ;
Si кремний 0, 7 — 1, 50% ;
Mn марганец 1, 00% ;
S сера не более 0, 12% ;
P фосфор не более 0, 30% ;
Cr хром 2, 01 — 3, 00% ;
Cu медь 0, 5 — 0, 80% ;
Ti титан 0, 7 — 1, 00% ;
Механически свойства износостойкого чугуна ЧХ3Т: лимит крепости (временное сопротивление)? в ЧХ3Т — 200 Мпа,
Спектрометр « OBLF Spektrometrie » поступил в экспресс — лабораторию кислородно — конвертерного цеха № 1 и доменного цеха главной заводской лаборатории в рамках программы технического перевооружения, которая обращена на совершенствование технологических процессов, повышение эффективности производства и качества продукции ОАО « ЗСМК ».
отличие от стали, температура плавления чугуна и стали
Главная » СтальСодержание
- 1 Характеристика видов углеродистого металла
- 2 Индивидуальные свойства металла
- 3 Различия между чугуном и сталью
- 4 Плюсы и минусы материала
Чугун — это сплав железа с углеродом.
По процентному содержанию железа содержится более 90%. Количество углерода колеблется в пределах 2,14- 6,67%. Благодаря этому элементу материал имеет высокую твердость, но появляется хрупкость. Это влечет ухудшение ковкости и пластичности. В некоторые виды для улучшения характеристики добавляются легирующие элементы: алюминий, хром, ванадий, никель.
Характеристика видов углеродистого металла
Диаграмма железо-углерод показывает, из чего состоит чугун. Кроме железа, присутствует углерод в виде графита и цементита.
Состав сплава чугуна имеет разновидности:
- Белый. Присутствующий здесь углерод находится в химически связанном состоянии. Металл прочный, но хрупкий, поэтому плохо поддается механической обработке. В промышленности используется в виде отливок. Свойство материала позволяют вести его обработку абразивным кругом. Сложность вызывает процесс сварки, поскольку есть вероятность появления трещин из-за неоднородности структуры. Применение нашел в областях, связанных с сухим трением.
Обладает повышенной жаростойкостью и износостойкостью. - Половинчатый. Обладает повышенной хрупкостью, поэтому не нашел широкого применения.
- Серый. ГОСТ 1412–85 указывает, какой процент примесей содержит в своем составе этот металл: 3,5% углерода, 0,8% марганца, 0,3% фосфора, 0,12% серы и до 2,5% кремния. Присутствующий в пластинчатой форме углерод создает низкую ударную вязкость. Характеристика вида указывает, что на сжатие материал работает лучше, чем на растяжение. При достаточном нагреве обладает неплохой свариваемостью.
- Ковкий. Ферритовая основа такого вида обеспечивает ему высокую пластичность. В изломе имеет черный, бархатистый цвет. Получается из белого, который томится длительное время при температуре 800−950 градусов.
- Высокопрочный. Отличие от других видов заключается в присутствии графита шаровидной формы. Получается из серого после добавления в него магния.
Обладает повышенной жаростойкостью и износостойкостью.Индивидуальные свойства металла
Материал характеризуется определенными характеристиками.
К ним относятся:
- Физические. Такие величины, как удельный вес или коэффициент расширения зависят от того, сколько составляет в металле содержание углерода. Материал тяжелый, поэтому из него можно делать чугунные ванны.
- Тепловые. Теплопроводность позволяет аккумулировать тепло и удерживать, распространяя его равномерно во все стороны. Это используется при изготовлении сковородок или батарей для отопления.
- Механические. Эти характеристики меняются в зависимости от графитовой основы. Наиболее прочный — серый чугун, имеющий перлитовую основу. Материал с ферритовой составляющей более ковкий.
В зависимости от наличия примесей появляется разница в свойствах материала.
К таким элементам относятся сера, фосфор, кремний, марганец:
- Сера уменьшает текучесть металла.
- Фосфор понижает прочность, но позволяет изготавливать изделия сложной формы.
- Кремний увеличивает текучесть материала, снижая его температуру плавления.
- Марганец дает прочность, но понижает текучесть.
Различия между чугуном и сталью
Чтобы понять, чем отличается сталь от чугуна, нужно рассмотреть их характеристики. Отличительной особенностью чугуна является количество углерода. Минимальное содержание его составляет 2,14%. Это основной показатель, по которому можно отличить этот материал от стали.
Содержание железа в стали составляет 45%, а процентное содержание углерода до 2. Для определения различий на глаз нужно обратить внимание на цвет. Сталь имеет светлый оттенок, а чугун темный.
Определить же процентное содержание примесей может только химический анализ. Если сравнивать температуру плавления чугуна и стали, то у чугуна она ниже и составляет 1150−1250 градусов. У стали — в районе 1500.
Чтобы отличить материал, нужно провести следующие действия:
- Изделие опускается в воду и определяется объем вытесненной воды. У чугуна плотность меньше. Она составляет 7,2г/см3. У стали — 7,7−7,9 г / см3 .
- К поверхности прикладывается магнит, который к стали притягивается лучше.
- При помощи шлифовальной машинки или напильника натирается стружка. Затем она собирается в бумагу и вытирается об нее. Сталь не оставит следов.
У чугуна плотность меньше. Она составляет 7,2г/см3. У стали — 7,7−7,9 г / см3 .Плюсы и минусы материала
Как и любой материал, чугун имеет положительные и отрицательнее стороны. К положительным качествам относятся:
- большая разновидность состояний.
- некоторые виды обладают высокой прочностью;
- возможность длительное время сохранять температуру;
- экологическая чистота, что позволяет изготавливать из него посуду;
- стойкость к кислотно-щелочной среде;
- высокая гигиеничность;
- длительный срок эксплуатации и долговечность;
- безвредность материала.
Однако и минусы тоже присутствуют.
К ним относятся:
- при длительном нахождении в воде поверхность покрывается ржавчиной;
- высокая стоимость материала;
- низкая пластичность серого вида чугуна;
- хрупкость.
Чугун — это металл, который характеризуется высоким содержанием углерода. Благодаря этому у него присутствуют качества, которые бывают необходимы для промышленных и бытовых целей.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Статистические данные и информация по черной металлургии
Национальным информационным центром по минералам
Статистические данные и информация о мировых поставках, спросе и потоках минерального сырья железа и стали
Элемент железа (Fe) является одним из самых распространенных на Земле, но он не встречается в природе в полезной металлической форме.
Железная руда — это термин, применяемый к природному железосодержащему минералу, в котором содержание железа достаточно для коммерческого использования. Металлическое железо, из которого получают сталь, необходимо извлекать из железной руды. По определению, сталь представляет собой комбинацию железа с небольшим количеством углерода. Из чугуна и стали методами литья, ковки и прокатки изготавливают тысячи изделий различного химического состава, форм и размеров. Железо и сталь составляют около 95 процентов всего тоннажа металла, ежегодно производимого в США и мире. В среднем железо и сталь являются самыми дешевыми металлами в мире. В некоторых случаях другие материалы не подходят, например, стальной каркас больших зданий, из-за требований к прочности.
Подпишитесь , чтобы получать уведомления по электронной почте, когда на эту страницу добавляется новая публикация. На вкладке «Вопросы» страницы настроек подписчика выберите «Железная руда» и любые другие варианты, которые могут вас заинтересовать.
См. list services страница для получения дополнительной информации.
Обзоры полезных ископаемых
- Железо и сталь
PDF Format:
| 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |2012 |2013 |2014 |2015 |2016 |2017 |2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | - Приложения
Ежегодник полезных ископаемых
- Железо и сталь
Формат PDF:
| 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 |
XLS Формат:
| 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | Версия 2019 г., предназначенная только для таблиц | Версия 2020 только для таблиц | - Архив
| 1932-1993 | - Переработка металлов
- Cr, Cu, Mn, Mo, Ni и сталь Влияние цен на сырьевые товары
Open-File Report 2007-1257 - Flow Studies for Recycling Metal Commodities в США
C-1196-AM - Историческая глобальная статистика (серия данных 896)
- Историческая статистика минеральных и сырьевых товаров в США
Серия данных 140- Чугун и сталь
- Материалы, используемые на автомагистралях между штатами США
FS-2006-3127 - Цены на металлы в США до 2010 г.
Отчет о научных исследованиях за 2012-5188 - Профили полезных ископаемых – железо и сталь
Open-File Report 2005-1254 - Обзор отдельных мировых горнодобывающих отраслей в 2011 г. и прогноз на 2017 г.
Отчет Open-File за 2013-1091 - Статистический сборник
- Железо и сталь
- Запасы стали, используемые в автомобилях в США
Информационный бюллетень 2005-3144 - Статистический сборник данных о добыче, потреблении и торговле полезными ископаемыми в США и мире, 1990–2010 годы
Отчет с открытыми файлами, 2013–1184
Химические характеристики шлака из чугуна и стали : NIPPON SLAG ASSOCIATION
ГЛАВНАЯ > О шлаке из чугуна и стали > Химические характеристики шлака из чугуна и стали
Другие компоненты доменного шлака включают глинозем (Alsub>2O 3 ) и оксид магния (MgO), а также небольшое количество серы (S), а сталеплавильный шлак содержит оксид железа (FeO) и оксид магния (MgO). В случае сталеплавильного шлака шлак содержит металлические элементы (например, железо) в форме оксида, однако, поскольку время рафинирования короткое, а количество содержащегося известняка велико, часть вспомогательного известнякового материала может оставаться нерастворенной в виде свободного CaO. . 
1
. 