Внепечная десульфурация чугуна и стали
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
?исульфиды и т. д.), и отнести их к какой-либо определенной группе иногда представляет значительные затруднения [1].
На рис. 1 приведены фотографии типичных неметаллических включений в конструкционных сталях разных методов выплавки [1].
Указанные классификации, конечно, не исчерпывают многообразия свойств неметаллических включений. Известно, в частности, что некоторые включения (более тугоплавкие, чем сталь) служат готовыми центрами кристаллизации стали. Другие кристаллизируются примерно в том же температурном диапазоне, что и сталь. Третьи (особенно сульфиды), обладая низкой температурой плавления, выделяются из расплава на последней стадии кристаллизации и, заполняя междендритные зоны, располагаются по границам зерен [3].
Тугоплавкие включения располагаются ближе к поверхности слитка, так как кристаллизуются при более высоких температурах, чем легкоплавкие, а следовательно раньше. Легкоплавкие же кристаллизуются позднее, поэтому они постепенно вытесняются к центру слитка.
Количество неметаллических включений в стали оценивается в настоящее время для всех конструкционных сталей по стандартной шкале (ГОСТ 1778-70), а для некоторых специальных сталей, например, шарикоподшипниковых, по отдельному стандарту или особым техническим условиям [1].
2. ВЛИЯНИЕ НА ЗАГРЯЗНЁННОСТЬ СТАЛИ РАФИНИРУЮЩИХ ПЕРЕПЛАВОВ
Поскольку нельзя получить сталь в промышленных условиях без неметаллических включений, их содержание всегда стремились ограничить или же обеспечить такой морфологический состав и размер включений, который бы в меньшей степени оказывал негативное влияние на физико-механические свойства. Рафинирующие переплавы, электрошлаковый переплав (ЭШП) и вакуумно-дуговой переплав (ВДП) позволяют существенно снизить содержание неметаллических включений, уменьшить их размеры и получить более равномерное распределение включений в объёме стального слитка, а следовательно, и в металлопрокате. Выплавка по оптимальной технологии в полном соответствии с требованиями технологических инструкций позволяет иметь в стали того или иного состава соответствующий уровень содержания неметаллических включений, которые определяются с помощью количественных методов. В тех случаях, когда производят упрочнение металла введением в его объём твёрдых тугоплавких частиц важно равномерно распределить их по всему объёму заготовки [3].
. ВЫНОСЛИВОСТЬ В РАБОЧИХ СРЕДАХ - ВАЖНЕЙШИЙ КРИТЕРИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ
Большинство деталей современных машин испытывает повторные нагрузки, т. е. подвергается циклическому нагружению. В связи с этим критерием качества металла, идущего на изготовление этих деталей, являются не показатели статической прочности (sв,sт) и пластичности (d, y), а характеристики циклической прочности (s-1) и долговечности N, т. е. показатели выносливости стали.
Известно, что между статическими и циклическими прочностными показателями строгой корреляции не существует. Это положение особенно справедливо для случаев, когда те или иные факторы (например, поверхностное упрочнение, покрытия и т. п.) по-разному влияют на статическую и циклическую прочность стали. Все это создает необходимость тщательного учета циклического характера нагрузки и постоянного исследования усталости конструкционных сталей, поскольку без точного знания показателей выносливости сегодня нельзя серьезно говорить о каком-либо расчете деталей машин на прочность и долговечность. Таким образом выносливость в настоящее время становится важнейшим эксплуатационным критерием стали.
В большинстве ранее проводившихся исследований усталости имелся весьма значительный недостаток - не учитывалось влияние окружающей среды. В современной техникеповсеместно детали работают при очень высоких и сверхнизких температурах, в вакууме и глубоко под водой, в кислотах, щелочах и расплавах жидких металлов, под воздействием атомной радиации и ультрафиолетового облучения. Конечно, эти условия не могут не оказать влияния на выносливость металлов, которая значительно изменится в сравнении с аналогичными показателями, полученными в чистом сухом воздухе лабораторного помещения.
В настоящее время выносливость металлов рассматривают с позиций физико-химической механики материалов, т. е. с учетом влияния физико-химических факторов на процессы деформации и разрушения твердых тел. Открытие П. А. Ребиндером адсорбционного эффекта и дальнейшая разработка этих вопросов Г. В. Карпенко применительно к усталости металлов позволили пересмотреть ранее сложившиеся взгляды на эту проблему. Взаимодействуя с металлом, рабочая среда вызывает в нем либо необратимые явления (химическое растворение, коррозионное поражение, образование твердых растворов и химических соединений и т.д.), либо - обратимые (адсорбция, окклюзия газов). При движении внешней среды может возникнуть кавитационное или эрозионное разрушение. Соответственно, механизм влияния внешних сред не может быть во всех случаях единственным. Он бывает адсорбционным, коррозионным, абсорбционным, кавитационным, радиационным и т. д.
Однако первичным всегда является адсорбционный эффект. Следовательно, усталость металлов при воздействии рабочих сред не может быть обусловлена действием лишь механизма собственно усталости. Г. В. Карпенко разработана адсорбционно-электрохимическая теория коррозионной усталости , предложены оригинальные механизмы адсорбционной усталости, водо