Внепечная десульфурация чугуна и стали
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
°х во всех без исключения сталях и сплавах.
Другой обычной примесью в сталях и сплавах является сера. Сера и сернистые соединения для стали большинства марок также являются нежелательными примесями. Присутствие сернистых включений желательно только в отдельных случаях (для улучшения обрабатываемости автоматных сталей).
Чаще всего нежелательной примесью является также азот, присутствующий в стали и сплавах в твердом растворе или в нитридных включениях. Но в отдельных случаях азот применяется для легирования стали. Для этого в сталь вводят нитридообразующие элементы: Ti, V и др. В металле они образуют очень прочные соединения-нитриды, которые при кристаллизации выделяются по границам зёрен, образуя сетку, что приводит к измельчению зерна, так как эта сетка не даёт ему расти, и к повышению механических свойств, в результате упрочнения границ зёрен нитридами.
Перечисленные примеси образуют в стали и сплавах твердые растворы и включения. Кроме указанных выше примесей, обычно нежелательными являются также фосфор, водород, медь и мышьяк, образующие даже при значительных концентрациях не включения, а твердые растворы. К нежелательным примесям могут быть отнесены также примеси свинца, сурьмы и др.
Уменьшение содержания этих примесей, в том числе присутствующих в виде включений, - одна из основных металлургических проблем, так как металлы и сплавы высокой степени чистоты обладают значительно более высокими свойствами.
Видимые невооруженным глазом крупные включения (волосовины в прокате, песочины в литье и в поковках) способствуют образованию очагов разрушения или коррозии. Включения небольших размеров (менее 1 мм) могут приводить к образованию очагов усталостного разрушения, если они расположены на рабочей поверхности таких деталей, как шарики, ролики и кольца подшипников. Дело в том, что нагрузка в шарикоподшипнике является локальной, и если в точках касания шарика (ролика) и кольца стали окажется то или иное включение, то может произойти местное разрушение выкрашивание, а вследствие этого долговечность работы подшипника резко снизится. Поэтому к подшипниковым сталям предъявляют весьма высокие требования в отношении чистоты по неметаллическим включениям и карбидной ликвации: согласно ГОСТ 801-78 каждая плавка тщательно контролируется на наличие пористости, неметаллических включений, на карбидную ликвацию, строчечность, сетку. Для всех этих дефектов составлены, шкалы (четырёх- и пятибальные системы), по которым оценивается пригодность стали.
Подшипники, подвергаемые в процессе эксплуатации значительным нагревам (до 400- 500 C), изготавливают из сталей типа быстрорежущих. Обычно применяют сталь Р9, но с пониженным содержанием углерода и ванадия. Снижение углерода необходимо для уменьшения карбидной ликвации, снижающей долговечность подшипника.
Дисперсные включения (менее 0,1 мк) также оказывают определенное влияние на свойства стали или сплава (пластические свойства, склонность к росту зерна и др.). Поэтому внимание металлургов обращено:
а) на изучение вида и количества включений;
б) на изучение влияния включений на свойства стали;
в) на разработку методов производства, уменьшающих содержание включений.
Систематическая работа металлургов в направлении улучшения технологии плавки, улучшения качества огнеупоров и повышения общей культуры металлургического производства позволила значительно улучшить качество стали и сплавов за последние годы.
Однако развивающееся машиностроение требует дальнейшего повышения качества металла, его чистоты, пластичности, прочности, технологических и других свойств. Для удовлетворения этих требований возникли новые технологические процессы (выплавка с применением кислорода, выплавка и разливка в вакууме, применение сильных раскислителей, обработка шлаком и др.), позволяющие резко улучшить чистоту стали в отношении кислородных, нитридных и сульфидных включений.
Систематические наблюдения за поведением включений по ходу металлургического процесса, сопоставление включений со свойствами стали самого разнообразного состава и использование литературных данных привели к созданию гипотезы, позволяющей объяснить ранее остававшиеся неясными причины получения отдельных плавок стали и сплавов с различными свойствами.[2]
Существует несколько классификаций неметаллических включений:
1) по происхождению включения делятся на две большие группы - эндогенные, то есть включения возникшие в процессе раскисления стали при вьплавке, также выделившиеся из расплава при кристаллизации, и экзогенные, то есть включения образующиеся в результате контакта жидкого металла с футеровкой, которые являются включениями внешнего происхождения;
2) по геометрической форме включения могут быть глобулярные (шарообразные), неправильные (чаще всего остроугольные), строчечные (нитеобразные), плёночные (обычно располагающиеся по границам зёрен) и точечные;
) по степени пластичности включения разделяют на пластичные, которые при деформации хорошо изменяют свою форму и вытягиваются в строчки (сульфидные, пластичные силикаты), и хрупкие, которые при аналогичной обработке не вытягиваются, а дробятся (глинозём, кремнезём и т.д.). Как правило, пластичные включения имеют малый модуль нормальной упругости, в то время как у хрупких включений этот модуль достигает значительных величин, иногда больших, чем у стали (нитриды, глинозём и т.д.);
) по химическому составу принцип классификации вклю?/p>