53.Поняття про сталь. Застос. В будівництві
Сталь — залізовуглецевий сплав який містить до 2,14% вуглецю
(звичайно 0,1>1,4%С).
Вихідні (шихтові) матеріали: переробний чавун, скрап (металоб-
рухт), феросплави та флюси. Сутність металургійної переробки чаву-
ну в сталь полягає у зниженні вмісту вуглецю і домішок шляхом їх
окислення та перевода в шлак або гази в процесі плавки Компоненти сталі поділяють на групи:
Постійні (звичайні). До них відносять вуглець, марганець,кремній, сірку та фосфор.
Приховані. До них відносять кисень, азот та водень. Вони част-ково розчиняються у сталі та присутні у вигляді неметалічних вкрап-лень (оксиди, нітриди). Являються шкідливими домішками, бо роз-рихлюють метал при гарячій обробці та викликають надриви (фло-кени).
Випадкові. До них відносять мідь, свинець, хром, нікель та іншіелементи. Попадають до складу з шихтових матеріалів і, переваж-но, погіршують якість сталі.
Спеціальні (легуючі) — надають сталі певні фізико-механічнихта хімічні властивості. До найбільш поширених відносять:
Хром Нікель Молібден Вольфрам Ванадій БорМідь підвищує корозійну стійкість. За хімічним складом сталі поділяються на вуглецеві та леговані.
Вуглецевими називаються сталі, які не містять спеціальних до-бавок. Вона буває конструкційною та інструментальною. Конструк-ційна вуглецева сталь містить 0,1>0,85%С і використовується длявиготовлення різноманітних деталей, металоконструкцій і т.п. Інстру-ментальна вуглецева сталь містить 0,65>1,4%С і використовуєтьсядля виготовлення ріжучого, вимірювального або формозмінюючогоінструмента який працює при низьких температурах (до 150>200°С).
Конструкційна вуглецева сталь буває звичайної якості та якісна.Такі сталі повинні мати високі механічні властивості, технологічністьв обробці та бути дешевими.
Сталь вуглецева звичайної якості використовують для виготов-лення зварних конструкцій, у суднобудівництві та машинобудуванні.
В залежності від призначення та гарантуємих характеристикякості метала її поділяють на групи поставки — А, Б, В.
Легованими називають сталі до складу яких вводять добавки(легуючі елементи) в кількості достатній, щоб помітно змінити струк-туру та властивості. Хімічний склад легованої сталі — основнийпоказник, що визначає якість, область застосування та вартість Конструкційну низьколеговану сталь використовують у вигляділистового або сортового фасонного прокату у будівництві та маши-нобудуванні. Вона добре зварюється. Арматурна сталь використовується для армування залізобетонних конструкцій у вигляді прутків або дроту.
Виплавка сталі здійснюється конверторним, мартенівським абоелектроплавильним способом. Конверторний спосіб найбільш поширений (мал. 3.17). На ньогоприпадає більше половини світової виплавки сталі. Відзначаєтьсяпростотою та дешевизною процеса, відсутністю витрат палива тависокою продуктивністю праці. До недоліків відносять залежністьякості сталі від хімічного складу перероблюваного чавуну, не-обхідність розміщувати біля домни, неможливістю переробки вели-кої кількості металобрухту, значне вигоряння заліза та пилоутво-рення.
Мартенівський спосіб (мал.3.18) має свої пе-реваги та недоліки. До переваг відносять більшширокий асортимент вироблюваної сталі (вуглецевої та легованої), можливість переробки необмеженої кількостіскрапа та чушкового чавуну та використання чавуну будь-якогохімічного складу. Вироблена сталь більш високої якості ніж конвер-терна. В залежності від складу шихти розрізняють: скрап-процес(металобрухт 60>70% та чушковий чавун 30>407о) та скрапруднийпроцес (рідкий переробний чавун 55>75%, металобрухт 20>50% тазбагачена залізна руда 15>30%). Виплавляють вуглецеві конст-рукційні, інструментальні та низько— і середньолеговані сталі. Не-доліки у тому, що низька продуктивність праці (через довготри-валість плавки), значні витрати палива та досить висока вартістьпродукції. Тому їх замінюють на електропечі.
Електроплавильний спосіб дозволяє виплавляти сталі будь-яко-го хімічного складу з мінімальною кількістю неметалічних вкрап-лень. До недоліків відносять низьку продуктивність і високу вартістьпродукції.