Внепечная десульфурация чугуна и стали
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
?ений основан на содержании одного из трех элементов, являющихся вредными примесями в стали: серы (сульфиды), азота (нитриды) и кислорода (оксиды).
Если разновидностей сульфидов и нитридов сравнительно немного (сульфид железа и марганца, нитриды титана), то соединений кислорода достаточно много. Большую группу оксидных включений составляет кремнезём (SiO2) и глинозём Al2O3, а также их производные силикаты и алюминаты. Кроме того, большинство включений представляет собой сплошные комплексные образования (алюмосиликаты, оксисульфиды и др.) и отнести их к какой-либо определенной группе довольно трудно.
Приведенная классификация не исчерпывает многообразия свойств неметаллических включений. Известно, в частности, что некоторые включения (более тугоплавкие, чем сталь) служат готовыми центрами кристаллизации стали. Другие кристаллизуются 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 меж- дендритные зоны, располагаются по границам зерна [3].
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].
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, водородной усталости и т. п. Установлено, что на выносливость стали в рабочих средах оказывает влияние большое количество различных факторов, причем степень этого влияния значительна: зависит как от природы (вида) и состояния среды, так и от физико-механических свойств металла, особенно свойств его приповерхностных слоев.
Закономерности усталости, полученные при испытаниях в во