1-3 (РК 1 2017), страница 2

Обогащение – предварительная обработка руды с целью повышения концентрациизаданного элемента без изменения хим.состава основных материалов и их агрегатного состояния, т.е. без расплавления.Способы обогащения: 1) промывка – струей воды выбрасывают глину и песок; 2) рудоразборка (подсвечивание); 3)магнитное обогащение; 4) гравитационное обогащение (водой). Руда после обогащения называется концентрат, а пустаяпорода – хвосты.4) Флюс – вещество, добавляемое в плавильную печь с целью получения легкоплавкого соединения с пустой породой изолой топлива – это шлак.

В качестве топлива применяют: 1) кокс (переработанный каменный уголь); 2) газ; 3) мазут; 4)электроэнергия.5) Огнеупорные материалы нужны для облицовки внутренних стенок печи: 1) SiO2 – кварцевый песок; 2) MgO+CaOмагнезитовый кирпич; 3) Al2O3+Cr2O3 – шамотный кирпич; 4) углеродные блоки.6) Способы восстановления металла из руд: 1) Карботермия – за счет взаимодействия углерода или монооксидауглерода: 2FeO+C=2Fe+CO2; 2) Металлотермия – за счет взаимодействия с более активным элементом (ряд активности);3) Электролиз.7) Классификация сплавов на основе железа: 1) Техническое железо (С меньше или = 0,02%); 2) Сталь(0,02%<C<2.14%); 3) Чугун (C>2.14%).

Еще есть доэфтектоидные (C<0,8%), эфтектоидные (С=0,8%), заэфтектоидные(0,8%<C<2.14%)8) Основные этапы производства сплавов на основе железа (схема)9) Исходные материалы для получения доменного чугуна: железные руды + топливо +флюс.10) Процессы, протекающие в доменной печи при выплавке чугуна: 1) сгорание кокса: 2С+О2=2СО+Q; 2)Восстановление железа(2 этапа): при Т=570 градусов – косвенное, при Т=1100 градусов – прямое; 3) Восстановление; 4)Восстановление марганца, кремния и фосфора; 5) Насыщение расплава марганцем , кремнием, фосфором, серой; 5)Уменьшение процентного содержания серы – обессеривание; 6) Металл + С, Mn, Si, P, S.11) Схема доменной печи12) Оборудование для получения доменного чугуна (схема)13) Исходные материалы доменной плавки: шихта для окускования – руда+мелочь руды+кокс+флюс .

Оборудованиедоменной плавки: доменная печь шахтного типа, высота около 35 м, максимальный диаметр 20 м, производительность2000 т в сутки, работает непрерывно в течение 10 лет. Продукция доменной плавки: литейный чугун, передельныйчугун, сталь 20.14) Полный цикл изготовления изделия.15) Исходные материалы и оборудование для производства стали: металлическая шихта (чугун, скрап, руда); взависимости от состава мет.шихты процесс выплавки стали подразделяется на 2 вида: 1)скрап-рудный процесс (составшихты: 70% жидкого чугуна + 30% скрап и руда); 2) скрап процесс (70% скрапа + 30 %передельного доменного чугуна втвердом виде); Флюс (известняк, доломит, кремнезём); Топливо: 1) в мартеновской печи – газ, мазут; 2) кислородныйконвертер – тепла, тепло, выделяемое при окислении компонентов сплава; 3) электропечь – дуговая (мощный разряд) ииндукционная (ток Фуко); огнеупорный материал: денасовый или магнезитовый кирпич.16) Основные этапы и процессы, протекающие в печи при выплавке стали: 1) нагрев, расплавление ( итог : уменьшениепроцентного содержания марганца, кремния и фосфора); 2) повышение температуры, наиболее активный – углерод, этапкипения, для повышения интенсивно добавляют руду, окалину и вдувают кислород на поверхность расплава, придостижении заданной концентрации металла – обессеривание, итог этапа: уменьшение процентного содержанияуглерода и серы; 3) раскисление: уменьшение процентного содержания монооксида железа, добавление раскислителей,в зависимости от добавляемых элементов: спокойные стали, полуспокойные, кипящие; 4) легирование.17) Особенности выплавки стали в кислородном конвекторе: не требуется топливо, высокая производительность (300 тза 30 мин), раскисление осуществляется в ковше, выплавляют конструкционные стали(полуспокойные и кипящие).18) Схема конвектора19) Классификация сталей.

По хим.составу (углеродистые, хромистые, хромоникелевые и др.), по способу производства(на группы А, Б, В, Г), по применению (строительные, инструментальные, машиностроительные, специализированногоназначения, с особыми физ.свойствами, с особыми хим.свойствами. Маркировка углеродистых сталей. Углеродистые:1) низко- : С<0.3%, 2) средне-: 0,3 <С <0,7%; 3) высоко-: С >0,7%. Маркировка: Ст1…Ст6, содержание углерода:N*0.07%.20) Классификация сталей. По хим.составу (углеродистые, хромистые, хромоникелевые и др.), по способу производства(на группы А, Б, В, Г), по применению (строительные, инструментальные, машиностроительные, специализированногоназначения, с особыми физ.свойствами, с особыми хим.свойствами. Маркировка легированных сталей.

Легированные:1) низко- : легирующие элементы<5%, 2) средне-: легирующие элементы = 5-10%; 3) высоко-: легирующие элементы>10%. Легирующие элементы обозначают русскими буквами ( Н – никель, Г-марганец, Х – хром, С – кремний), послеэтой буквы идет цифра – содержание этого элемента в процентах, если ее нет, то 1-1,5%. Например, 12х18Н10Т – 0,12 %углерода, 10 % никеля. Литейная сталь – 30ХГСЛ1) Литейное производство - отрасль машиностроения, продукция которого является отливки.Литье - технологических процесс получения фасонной заготовки – отливки- путем заливки расплавленного металла влитейную форму.

Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от несколько граммов до 300т, отнесколько сантиметров до 20 м, толщина стенок 0,5-500 мм.2) Литейные сплавы – чугун 75%, сталь 20%, цветные сплавы 5%.Технологические свойства - это свойства определяющие пригодность сплава для изготовления отливок(жидкотекучесть, усадка, газовая пористость, ликвация, технологическая прочность).3) Литейные свойства сплавов: Жидкотекуческть, Усадка(линейная, объемная), Газовая пористость, Ликвация,Технологическая прочность (холодные и горячие трещины).4) Жидкотекучесть – свойство, характеризующее способность сплава заполнять литейную форму и точновоспроизводить очертание отливки.Факторы, влияющие на жидкотекучесть: Химический состав (сплавы такого химического состава, которыйобуславливает небольшой температурный интервал кристаллизацией обладают хорошей жидкотекучестью);Температура заливки (чем выше, тем лучше жидкотекучесть); Наличие пленок ; Вязкость (чем больше, тем хуже);Качество литейной формы (качество поверхности (чем шероховатость больше, тем меньше жидкотекучесть)).5) Усадка сплавов – свойство сплава уменьшать свой объем при затвердевании и последующем охлаждении.

Линейная относительное уменьшение линейного размера полости формы заполненной жидким металлом до соответствующеголинейного размера твердой отливки после полного охлаждения. Объемная – относительное уменьшение объемажидкого металла заполнившего литейную форму до объема твердой отливки после полного охлаждения. Возникаютусадочные дефекты.6) Усадочная раковина – крупная открытая или закрытая полость, возникающая в результате усадки сплава; возникает всплавах с узким температурным интервалом кристаллизации (10-15%) усадочная пористость наоборот.Усадочная пористость – скопление мелких полостей неправильной формы в результате усадки сплава.7)Методы, предупреждающие усадочные дефекты: Обеспечение направленной кристаллизации; Применение прибылей;Прибыль – элемент ледниковой системы, предназначенный для компенсации усадки при кристаллизации сплава.;Применение холодильников; Уменьшение температуры сплава перед заливкой в форму.8) Газовая пористость – дефекты в виде скопления мелких полостей округленной формы заполненных газом.Причины: Чрезмерное содержание газов в расплаве ( при высоких температурах растворимость газов большая); Захватвоздуха при заливке расплава в литейную форму.Уменьшение газовой пористости: Предупреждение насыщения; Дегазация расплава перед заливкой формы.Механизм образования: в период затвердевания из металла выделяются газы, которые растворены в жидком металле;если газовый пузырь не успевает всплыть на поверхность металла или в прибыль, то образуется газовая раковина.Источником газовых раковин может быть также форма.9) Дефекты в отливках в результате мех.воздействия литейной формы:10) Технологическая прочность сплава – свойство, характеризующее его способность воспринимать без разрешениянапряжения и деформации, возникающие в процессе обработки: Горячие трещины ; Холодные трещины.11) Горячие трещины – хрупко межкристаллическое разрушение, возникающее в твердо –жидком металле отливки притемпературе примерно равной температуре солидуса.

Характер трещины окисленный, темная поверхность. Причина –исчерпание деформационной способности металла.Методы борьбы: Уменьшение деформации ( Уменьшение усадки сплава;Увеличение податливости формы истержней;Повышение технологичности конструкции –уменьшение количества выступающих частей затрудняющихусадку;Улучшение структуры отливки – получение более мелкозернистой структуры); Увеличение пластичности.12)Холодные трещины – хрупкое межкристаллическое разрушение, возникающее в металле отливки при температурах200 и ниже и могут возникать в течение 3х дней после изготовления.Причина – возникновение напряжений больших чем критические напряженияВнутреннее напряжения возникают в результате упругопластичной деформации при неравномерном охлаждении инеодновременных фазовых превращений разных зонах отливки.Факторы на образование: Сигма(дейст) больше – холодные трещины больше; Твердость больше – больше; Водородбольше –больше.Методы борьбы: Уменьшение действительных напряжений( Оптимальный выбор химического состава (мин усадка);Увеличение податливости формы и стержней; Выравнивание скоростей охлаждения; Повышение технологичностиконструкции; Уменьшение концентратов напряжений; Уменьшение выступающих частей) ; Применение термическойобработки с целью улучшения твердости; Уменьшение содержания водорода в металле.13) Изготовление отливок из серого чугуна.