И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 2 (1110088), страница 81
Текст из файла (страница 81)
печах. Литейные чугуны, содержащие 2,4 — 3,8% С, применяют в машиностроении для изготовления чугунного литья. В завиаимоати от степени графитизации литейные чугуны подразделяют на белый, половинчатый и серый; в зависимости от формы включений графита — на чугун с пластннчатым, шаровидным, вермикулярным (изогнутые пластинки) и хлопьевидным графитом; в зависимости от характера металлич. основы-на перлитный, ферритный, ферритноперлитный; в зависимоати от назначения на конструкционный и чугун ао спец.
св-вами; по хим. аоставу на легированный и нелегированный. В белом чугуне избыточный углерод, не находящийся в твердом р-ре Ее, присутствует в связанном состоянии в виде цементита или т. наз. спец, карбидов (в легир. чугунах). Кристаллизация белых чугунов происходит при быстром охлаждении с образованием цементита и перлита. Белый чугун обладает большой твердостью и хрупкостью. Тот же чугун, быстро охлажденный тояько с поверхности (отбеленный), используют для изготовления деталей, работающих в условиях повыш.
абразивного нзноаа. 256 Для улучшения мех. св-в белого чугуна его подвергают графитизируюшему отжигу, в результате чего цемеитит распадается, а образующийся графит приобретает форму хлопьев. Условия отжита: отливку выдерживают 10-12 ч при 1000'С, охлаждают до 700'С н выдерживают 20-30 ч. На графитизашпо положительно влияют легируюшие элементы Я, )чй, Сп, А1, Т1, СО, отрицательно -Сг, Мп, Мо и %, к-рые способствуют устойчивости цементита. Получающийся чугун носит назв.
ковкого, обладает лучшей демпфируэошей способностью, чем сталь, и меньшей чувствительностью к надрезам, пригоден для работ прн низких т-рах. Мех. св-ва ковкого чугуна определяются структурой металлич. основы, кол-вом и степенью компактности включений графита. Наиб. высокими св-вами обладает перлитный ковкий чугун (о 600 МПа) при относит. удлинении 8 = = 3»А); повыш.
пластичностью-ферритный. Ковкий чугун применяется в осн. в автомобиле-, тракторо- и сельхоз- машиностроении. В половинчатом чугуне, образующемся в результате неполной графитизации белого чугуна, углерод содержится в виде цементита и графита. Включения графита, приобретаюшие лепестковую или пластинчатую форму, являются концентраторами внутр. напряжений в металле. Обладает пониженной по отношению к белому чугуну твердостью и прочностью.
Применяется в качестве фрикционного материала, работающего в условиях сухого трения (тормозные колодки), а также для изготовления деталей повыш. износостойкости (прокатные, бумагоделательные, мукомольные валки), Серый чугун содержит включения графита пластинчатой формы, В зависимости от характера металлич. основы подразделяется иа перлитный, содержаший включения графита в перлите, ферритно-перлитный, с включениями графита на фоне участков своб. феррита и перлита, и ферритный, содержаший графитные включения на фоне своб.
феррита. Наиб. высокой прочностью и твердостью (о „= 320 МПа, НВ = 2000 МПа) обладает перлитиый серый чугун; прочность ферритно-перлнтного чугуна о„, = 200-250 МПа, ферритного 200 МПа. Перлитный серый чугун применяют для изготовления цилиндров, втулок и др, нагруженных деталей двигателей, станин и дрс для менее ответств. деталей применяют ферритно-перлитный и ферритный чугун. Повышение мех.
св-в серого чугуна достигается путел» измельчения и сферодизации графитных включений. Для этого проводится модифицирование чугуна: в жилкий чугун перед рахгивкой вводят в порошковом виде модификатор, напр. Мй, Се, У, Са и др., частицы к-рых служат центрами графитизапни и способствуют образованию графита в виде мелких глобул, имеюших шаровидную форму. Такой модифицированный. нлн высокопрочный, чугун обладает более высокими прочностными характеристиками (о„„= =!000 МПа, б = 4'~), хорошими литейными и техйол.
св-вами (жидкотекучесть, линейная усадка, обрабатыааемость резанием). Применяется для замены стальных кованых деталей (коленчатые валы двигателей, компрессоров и др.), деталей из ковкого нлн обычного серого чугуна, а также во мн. областях машиностроения. В иром-сти выплавляют также легир, чугуны со спец. физ.-хим. св-вами, напр, коррозионностойкие чугуны, легированные РВ и Сн; кислотоупорные и шелочеупорные, легированные Сг и Х(; жаростойкие, легированные А1, Я, Мо; антифрикционные, легированные 81, Мп, Сг и Са. Получают обычно легир, чугуны спец. доводками в ковше, электропечах и вагранках (термич, обработка, добавление ферросплавов и др.).
Стали. Содержат менее 1,5 2Ъ углерола. Осн. способы произ-ва стали кислородно-конвертерный,мартеновский и электросталеплавильный. Нанб. прогрессивные †кислородно-конвертерный и электросталеплавильный; объем мирового произ-ва стали, выплавленной этими способами, неуклонно растет 257 ЖЕЛЕЗА 133 Кислородно-коивертерный способ позволяет выплавлять сталь широкого сортамента„ использовать в шихте металлич. лом и сократить продолжительность плавки. Емкость для выплавки стали- конвертер представляет собой ретортообразный резервуар, футерованный доломнтовыми и магнезнтовыми материалами; оснащен поворотным механизмом, позволяющим разливать сталь. Конвертер через горловину заливают жидким чугуном, к-рый продувается сверху нли через днише смесью кислорода с воздухом, прир.
газом, нефтепродуктами. После загрузки шихты (железного лома, рулного концентрата, флюсов) в конвертер через горловину вдвнгают водоохлаждаемую фурму и через нее на нов-сть расплава подается чистый кислород. Происходит интенсивное окисление Ре и обильное образование ГеО, к-рый активно взанмод, с углеродом и примесями (Я, Мп, Р), окисляя их и восстанавливаясь в Ге Шихтовые материалы при мартеновской плавке — передельный чугун (в твердом или жидком состоянии), рудный концентрат, стальной лом (скрап); флюсы: при основном процессе-известняк, при кислом — кварцевый песок. Тип процесса определяется качеством исходных материалов; руду, загрязненную Р, 8, плавят в «основной» печи, футерованной магнезитовым нли магнезитохромовым кирпичом, руду более высокого качества †«кислой» печи, футерованной доломитовым кирпичом.
Плавка стали нз передельного чугуна и скрапа-окислит. процесс. Во время плавления шихты происходит окисление Ре и примесей. Образующийся ГеО активно взаимод. с углеродом по р-ции РеО Ч- С -» СО + Ре, вследствие чего содержание углерода в металле снижается. Для интенсификации окисления в металлич. ванне и горения топлива воздупшое дутье обогашают кислородом. Однако образуюшееся при этом избыточное кол-во ГеО в конце плавки нежелательно, т.к. кислород является вредной примесью в металле. Для удаления кислорода производят раскисление расплавл.
стали с помошью А1, ферромарганца и ферросилиция. В зависимости от степени раскисления различают кипящую, полуспокойную н спокойную (полностью раскисленную) сталь. Мартеновский способ менее экономичен, чем конвертерный и электросталеплавильный. Широкое применение в черной металлургии получила выплавка стали в дуговых и индукционных электропечах, что позволяет выплавлять сталь со значительно меньшим содержанием в расплаве ГеО, точно дозировать шихту прн выплавке качеств. сталей, осуществлять плавку в вакууме, пол высоким давлением, получать более высокие т-ры расплава; метод экономичен. Шихта для плавки стали в электропечах обычно содержит стальной лом, металлизов. окатыши, ферросплавы, чугун и флюсы. Окисление примесей происходит вследствие продувки жидкого металла кислородом.
Для получения стали повыш. качества применяют разл. способы ее послед, рафинирования; электрошлаковый переплав, вакуумно-дуговой переплав, вакуумно-индукционную плавку, плазменно-дуговой переплав, электроннолучевую плавку, внепечное рафинирование в кевине, рафинирование стали продувкой инерт. ными газами. Металлнзов, окатыши, частично заменяющие чугун, получают обычно прямым восстановлением Ге из руд с помощью СО, Н и пылевнлного каменного угля в результате т. наз. процессов виедоменной металлургии.
Существенное значение для качества выплавленной стали имеют процессы ее разливки, формирования слитка и послед. его прокатки. Прогрессивным направлением является непрерывная разливка стали и совмещение ее с прокаткой, что позволяет получать более качеств. прокат с меньшими потерями. Св-ва сталей, как и чугунов, определяются св-вами и количеств. соотношением фаз, присутствуюшнх в сплаве. С~аль, содержашая 0,8У» С, паз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
