Классификация стали по способу производства и качеству (содержанию вредных примесей)

К вредным примесям в сталях относят серу S и фосфор P. В зависимости от их содержания стали разделяют на:

- стали обыкновенного качества (рядовые): до 0,06% S, до 0,07% P; - качественные стали: до 0,04% S, до 0,035% P; - высококачественные стали: до 0,025% S, до 0,025% P; - особовысококачественные стали: до 0,015% S, до 0,025% P.

Сталь обыкновенного качества (или рядовая сталь) выплавляется чаще всего в больших мартеновских печах, а также в бессемеровских и томасовских конвертерах и разливается в сравнительно крупные слитки./p>

Способ изготовления во многом предопределяет состав, строение и свойства этой стали. Ликвидация в этой стали часто более значительна, чем в стали остальных классов. Сталь обыкновенного качества имеет также повышенное (по сравнению со сталью следующих классов) количество неметаллических включений. В катаном состоянии сталь характеризуется значительной полосаточностью вдоль направления течения металла. По механическим свойствам рядовая сталь несколько уступает стали следующих двух классов: стали качественной и стали высококачественной.

По ГОСТ 380-60 стали обыкновенного качества, поставляемые по механическим свойствам (группа А), обозначаются Ст.0, Ст.1, Ст.3, Ст.4, Ст.5, Ст.6, Ст.7: поставляемые по химическому составу (группа Б): а) мартеновская - МСт.0, МСт.1, МСТ.4, МСт.5, Мст.6, Мст.7 и б) бессемеровская - БСт.0, БСт.3, БСт.4, БСт.5, БСт,6; поставляемая по химическому составу и механическим свойствам (группа В): Вст.1, ВСт.2 и т.п.

<="" p="">

Стали высококачественные выплавляются преимущественно в электропечах, а особо высококачественные - в электропечах с электрошлаковым переплавом (ЭШП) или другими совершенными методами, что гарантирует повышенную чистоту по неметаллическим включениям (содержание серы и фосфора менее 0,03%) и содержанию газов, а следовательно, улучшение механических свойств. Часто имеют усложнённый химический состав. Обозначаются буквой А, помещаемой в конце обозначения марки. Это такие стали, как 20А, 15Х2МА.

Особовысококачественные стали подвергаются электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов. Данные стали выплавляются только легированными. Их производят в электропечах и методами специальной электрометаллургии. Содержат не более 0,01% серы и 0,025% фосфора. Например: 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш.

10.Характеристика высокопрочных чугунов,свойства.Области применения.

Высокопрочный чугун — чугун, имеющий графитные включения сфероидальной формы.

Графит сфероидальной формы имеет меньшее отношение его поверхности к объёму, что определяет наибольшую сплошность металлической основы, а следовательно, и прочность чугуна. Структура металлической основы чугунов с шаровидным (сфероидальным) графитом такая же, как и в обычном сером чугуне, то есть, в зависимости от химического состава чугуна, скорости охлаждения (толщины стенки отливки) могут быть получены чугуны со следующей структурой: феррит + шаровидный графит (ферритный высокопрочный чугун), феррит + перлит + шаровидный графит (феррито-перлитный высокопрочный чугун), перлит + шаровидный графит (перлитный высокопрочный чугун).

Наиболее часто применяется для изготовления изделий ответственного назначения в машиностроении, а также для производства высокопрочных труб (водоснабжение, водоотведение, газо-, нефте-проводы). Изделия и трубы из Высокопрочного чугуна отличаются высокой прочностью, долговечностью, высокими эксплуатационными свойствами.

В металлургическом производстве чугуны выплавляют в доменных печах. Получаемые чугуны подразделяют на: передельные, особенные (ферросплавы) и литейные. Передельные и специальные чугуны используют для дальнейшей переработки в сталь. Литейные чугуны (около 20% всего выплавляемого чугуна ) отправляют на машиностроительные фабрики для использования при изготовлении литых заготовок деталей (литья ). Важнейшими особенностями высокопрочного чугуна являются: высокая крепость (? в = 45/80 кГ/мм 2, когда до 120кГ/мм²); тонкое отношение пределов текучести и пропорциональности к лимиту крепости; наличие пластичности, достигающей для некоторых марок этого чугуна значительных размеров; младшая, чем у стали (, но сильная, чем у серого чугуна ), чувствительность к концентратам усилий; добрая восприимчивость к тепловой обработке, в итоге которой можно значительно изменять структуру и свойства отливок; медленнее, чем у углеродистой стали, снижение прочности при нагреве до умеренно высоких температур (450 — 500 о?).

ООО «СПЕКТОР» производит отливки из высокопрочных чугунов с шаровидным графитом согласно ГОСТ 7293 — 85 марок ВЧ 40, ВЧ 50 и ВЧ 70. Из высокопрочных чугунов изготавливают детали, эксплуатирующиеся при высоких динамических и статических нагрузках. Изделия и трубы из высокопрочного чугуна отличаются высокой крепостью, долговечностью, высокими эксплуатационными свойствами. По вашим наброскам или существующим деталям наши инженеры восстановят рабочую документацию, подготовят литейные чертежи.

11.Характеристика ковких чугунов.

Отливки из черно-сердечного ковкого чугуна получают путем графитизирующего отжига отливок из белого чугуна. Они характеризуются повышенными σ_в и δ вследствие образования при отжиге хлопьевидного графита, более компактного, чем в СЧ с пластинчатым графитом. Металлическая основа у КЧ, как и у других чугунов, может быть ферритной или перлитной в зависимости от его химического состава и применяемого режима термической обработки.

Основные преимущества отливок из КЧ заключаются в однородности их свойств по сечению, практическом отсутствии напряжений. КЧ применяется преимущественно для отливок с толщиной стенок 3—50 мм, что связано со стремлением обеспечить безусловное получение структуры БЧ при литье и однородность строения и свойств во всех сечениях отливки. Наибольшую прочность можно получить при высокодисперсном перлите и малом количестве и наибольшей компактности графита, а наибольшую пластичность — при феррите и таком же графите,

Влияние температуры на химические свойства КЧ проявляется главным образом выше 400 °С и выражается в понижении  σ_в и σ_0,2 и повышении δ. Ферритный КЧ характеризуется более низким порогом хрупкости, чем перлитный КЧ (обычно при —80 °С); с возрастанием твердости перлитного КЧ порог хрупкости повышается.

Если отливки из КЧ не имеют литейных дефектов, они могут быть герметичны при давлениях 20 МПа и выше.

Перлитный КЧ обладает высокой износостойкостью в условиях работы со смазкой при давлении до 20 МПа и быстро изнашивается при трении без смазочного материала. Перлитно-ферритный КЧ имеет сравнительно низкие антифрикционные свойства в условиях работы со смазкой и весьма хорошие при работе без смазочного материала.

Обрабатываемость КЧ примерно такая же, как и высокопрочного чугуна.

Объемная и линейная усадка велики у белого чугуна как при кристаллизации, так и в твердом доперлитном состоянии при сравнительно небольшом предусадочном расширении. Вследствие этого в сложных отливках легко образуются горячие и холодные трещины. Поэтому сложные отливки практически невозможно получать в металлических формах, оказывающих существенное сопротивление усадке. Для уменьшения склонности чугуна к образованию трещин следует понижать до минимума содержание Р, S, снижать содержание N и О в чугуне, использовать оптимальные температуры заливки и т. д.

В сравнении с КЧ высокопрочный чугун обладает лучшими литейными и более высокими механическими свойствами, возможностью во многих случаях обходиться без термической обработки, а также возможностью применения для деталей любых массы и размеров. Поэтому отливки из КЧ в последние годы заметно вытесняются отливками из высокопрочного чугуна, особенно там, где это оказывается экономически целесообразно.

По своим литейным и механическим свойствам он занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. По разнообразию свойств в зависимости от структуры ковкий чугун близок к стали и в ряде случаев является полноценным ее заменителем. По сравнению со сталью ковкий чугун обладает повышенной демпфирующей способностью и малой чувствительностью к надрезам.

Отливки из ковкого чугуна по условиям изготовления почти полностью свободны от остаточных напряжений. Структура ковкого чугуна обеспечивает высокую плотность металла. Отливки с толщиной стенки 7—8 мм выдерживают гидростатическое давление до 40 am, что позволяет использовать ковкий чугун для производства большого ассортимента деталей водо-, газо- и паропроводных установок.

Ковкий чугун удовлетворительно работает при пониженных температурах, но обладает в сравнении с серым чугуном увеличенной склонностью к хрупкому динамическому разрушению.

Несмотря на большое разнообразие номенклатуры изделий и различные области применения, ковкий чугун используют главным образом при получении тонкостенного литья (толщина стенок 3—40 мм). Это связано прежде всего со стремлением обеспечить безусловное получение отбела и однородность свойств во всех сечениях отливки как при первичной кристаллизации белого чугуна, так и в процессе термической обработки. Требование равномерности толщины стенок отливок из ковкого чугуна является обязательным условием обеспечения высокого качества и экономичности производства изделий.

Химический состав ковкого чугуна не регламентируется ГОСТом, а определяется требованиями к его механическим и технологическим свойствам. Основные элементы, с помощью которых регулируются свойства ковкого чугуна, — углерод и кремний, а в производстве перлитного чугуна, кроме того, марганец, хром и др.

Механические свойства ковкого чугуна в значительной мере зависят от общего объема содержащихся в нем включений углерода отжига и поэтому для получения высококачественного сплава следует отдавать предпочтение низкоуглеродистому чугуну (2,4—2,7% С).

Содержание углерода при производстве ковкого чугуна дуплекс-процессом (вагранка—электропечь) находится в пределах 2,2—2,9%, а при ваграночной плавке 2,7—3,1% . Содержание кремния зависит от толщины стенки отливки и определяется допустимыми пределами суммарного содержания углерода и кремния, которое обычно не должно превышать для высококачественного ферритного ковкого чугуна 3,7—3,8%, а для низкосортного (ваграночного) 4,0—4,1%.