13. Разливка стали.

Ответ: Изложницами называют чугунные формы, в которых кристаллизуется и приобретает соответствующие формы расплавленная сталь или другой сплав. Такой металл называется отливками. Изложницы футеруют шамотным кирпичом.

Разливка сверху – при этом способе сталь выливают из ковша сверху в каждую изложницу отдельно. Этот способ широко используется для изготовления больших отливок. Объемная усадка примерно 6%. Способ простой, отсутствуют затраты на заполнение литника, но дает малое качество поверхности.

Разливка снизу – разливкой снизу одновременно заполняют 4-60 изложниц сразу. Изложницы устанавливают на поддон, в центре которого размещен литник в виде трубы, соединенный с изложницами каналом, по которому течет расплавленный металл. Можно отливать малые и большие отливки, хорошее качество поверхности. Недостатки: затраты на заполнение литника, сложность соединения изложницы и литника.

Недавно внедрена в производство непрерывная разливка стали: горизонтальная и вертикальная. Но для нее нужна непрерывное производство стали.

14. Прокатка строительных профилей

Ответ: Прокаткой называется процесс обработки металла между валками прокатного стана, при этом валки вращаются в разных направлениях – один против часовой стрелки, другой по часовой стрелке. При прокатке происходит пластическая деформация металла, в результате чего толщина полосы уменьшается, а длина и ширина увеличиваются.  Для получения прокатных изделий исходным материалом служат слитки или литые заготовки, поступающие с установок непрерывной разливки стали. Перед прокаткой слиток или заготовка нагревается до температуры порядка 1200°С. Для обеспечения высокой производительности станов сортового и фасонного прокатов слитки металла предварительно обжимают и придают им необходимую форму (обычно квадратного сечения размером 50х50 мм или 100х100 мм). Сортовую сталь и профили специального назначения прокатывают в валках, на рабочей поверхности которых вытачивают специальные вырезы, соответствующие будущей форме прокатываемого металла. Вырез, сделанный в одном валке, называется ручьем; вырез, образованный двумя сложенными ручьями валов прокатного стана, называется калибром Путем последовательного пропуска прокатываемого металла через такие калибры можно осуществить постепенное изменение квадратного сечения заготовки до сечения конечного профиля. Гнутые профили сложной фасонной формы и с тонкими стенками получают путем холодной гибки стального листа или ленты. По сравнению с горячекатаными гнутые профили имеют ряд преимуществ: их можно изготавливать толщиной до 0,5мм, тогда как при горячей прокатке трудно обеспечить толщину менее 3мм; они могут иметь более сложную конфигурацию, что позволяет выбрать более рациональное сечение, уменьшающее вес конструкции. Изготовляют гнутые профили на роликогибочных станах, где последовательно производят гибку необходимой формы. Применение гнутых профилей дает экономию материала до 20% по сравнению с горячекатаными профилями.

15. Виды термической обработки и их влияние на свойства стали.

Ответ: Термической обработкой называют совокупность операций нагрева, выдержки и последующего охлаждения изделий из металлов и сплавов. Задача термической обработки – путем нагрева и охлаждения вызвать требуемые изменения структуры и как следствие свойств. Наиболее распространенными видами термической обработки являются отжиг, нормализация и закалка с отпуском. Отжигом называют вид термической обработки, заключающейся в нагреве выше критических температур с последующим медленным охлаждением (обычно вместе с выключенной печью). В зависимости от температуры нагрева отжиг подразделяют на полный (нагрев выше верхней критической температуры) и неполный (выше нижней критической температуры). Доэвтектоидные стали подвергают обычно только полному отжигу (нагрев на 30…50о С выше АС3 ), заэвтектоидные стали – неполному (нагрев на 50…70о С выше АС1 ). Нормализацией называют вид термической обработки, включающей нагрев выше верхних критических точек доэвтектоидных сталей на 30…50о С, заэвтектоидных – 50…70о С с последующим охлаждением на воздухе.

Микроструктура доэвтектоидных сталей перлитного класса после нормализации по фазовому составу получается такой же, как и после отжига, только более мелкозернистой вследствие ускоренного охлаждения на воздухе. Это способствует повышению твердости и прочности нормализованных сталей (по сравнению с отожженными) примерно на 10…15%.

Закалкой называют вид термической обработки, заключающейся в нагреве сталей выше критических температур с последующим охлаждением со скоростями больше критических или критическими. При этом аустенит превращается в мартенсит, представляющий собой пересыщенный раствор углерода в тетрагональной α-решетке.

Указанные скорости охлаждения обеспечиваются применением соответствующих охлаждающих сред.

Закалку подразделяют на полную (нагрев на 30…50о С для доэвтектоидных и на 50…70о С для заэвтектоидных сталей выше верхних критических температур) и неполную (нагрев на 30…50о С или на 50…70о С соответственно выше нижней критической температуры).

Закалка, вследствие больших остаточных напряжений в закаленных изделиях, высокой хрупкости мартенсита, не является окончательной термической обработкой. Поэтому закаленные изделия подвергают дополнительной термической обработке, называемой отпуском.