- •Горохов е.В., бакаев с.Н., алёхин а.М.
- •Тема 1. Введение. Структура курса
- •1.1. Цель и задачи изучения дисциплины. Структура курса.
- •1.2. Исторический очерк развития металлических конструкций в Украине
- •1.3. Преимущества и недостатки стальных конструкций, отрасли их применения
- •1.4. Основные требования, предъявляемые к стальным конструкциям
- •1.5. История развития науки о металлах.
- •1.6. Классификация металлов и сплавов.
- •Тема2. Производство черных и цветных металлов. Обработка металла давлением. Сортамент.
- •2.1. Основные понятия в металлургии.
- •2.2. Основные способы получения металлов из руд.
- •2.3. Топливо и огнеупорные материалы металлургического производства.
- •2.4. Производство чугуна.
- •2.4.1. Материалы для выплавки чугуна.
- •2.4.2. Подготовка исходных материалов к плавке.
- •2.4.3. Доменный процесс.
- •2.5. Производство стали.
- •2.5.1. Кислородно-конвертерный способ.
- •2.5.2. Выплавка стали в мартеновских печах.
- •2.5.3. Выплавка стали в электрических печах.
- •2.5.4. Разливка стали.
- •2.6. Производство цветных металлов.
- •2.6.1. Производство алюминия.
- •2.6.2. Производство меди.
- •2.6.3. Производство титана.
- •2.7. Общие сведения.
- •2.8. Прокатное производство.
- •2.9. Волочение.
- •2.10. Прессование.
- •2.11. Свободная ковка.
- •2.12. Горячая объемная штамповка.
- •2.13. Холодная объемная штамповка.
- •2.14. Листовая штамповка.
- •2.15. Сортамент изделий из алюминиевых сплавов.
- •Тема 3. Термическая и химико-термическая обработка стали
- •3.1. Превращения при нагреве стали.
- •3.2. Превращения в стали при охлаждении.
- •Характеристика структурных составляющих закаленной стали
- •3.3. Основные виды термической обработки стали.
- •3.4. Химико-термическая обработка сталей.
- •Тема 4. Углеродистые и легированные стали. Классификация, свойства, применение
- •4.1. Классификация сталей.
- •1. По структуре:
- •2. По способу производства:
- •3. По химическому составу.
- •4. По качеству.
- •5. По степени раскисления.
- •6. По назначению:
- •4.2. Конструкционные стали.
- •4.2.1. Углеродистые стали обыкновенного качества.
- •4.2.2. Углеродистые и легированные качественные стали.
- •4.2.3. Стали высококачественные и особо высококачественные.
- •4.2.4. Цементуемые углеродистые и легированные стали.
- •4.2.5. Улучшаемые углеродистые и легированные стали.
- •4.2.6. Высокопрочные легированные стали.
- •4.2.7. Рессорно-пружинные стали.
- •4.2.8. Шарикоподшипниковые стали.
- •4.2.9. Износостойкие стали.
- •4.3. Инструментальные стали.
- •4.4. Легированные стали специального назначения.
- •4.5. Стали, применяемые для конструкций зданий и сооружений.
- •Марки стали, заменяемые сталями по гост 27772-88
- •4.6. Определение марки стали экспресс-методом.
- •Определение химического состава стали экспресс-методом
- •Тема 5. Реальное строение металлов
- •5.1. Основные сведения о кристаллическом строении металлических тел.
- •5.2. Типы кристаллической решетки.
- •5.3. Особенности строения кристаллических тел.
- •5.4. Общая характеристика первичной кристализации.
- •5.5. Изменение кристаллической решетки при нагревании и остывании.
- •5.6.Изменения структуры в результате проката.
- •5.8. Дефекты кристаллического строения.
- •5.9. Изучение макро- и микроструктуры металлов и сплавов.
- •Тема 6. Черные и цветные металлы и сплавы, их свойства
- •6.1. Основные понятия о металлических сплавах.
- •6.2. Диаграмма состояния двойных сплавов.
- •6.2.1. Основная информация о диаграмме состояния.
- •6.2.2. Порядок построения диаграммы состояния.
- •6.3. Железоуглеродистые сплавы.
- •6.3.1. Компоненты и основные структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.
- •6.3.2. Характеристика основных точек и линий диаграммы.
- •6.3.3. Структура сталей.
- •6.3.4. Чугуны. Структура чугунов.
- •6.4. Влияние углерода и легирующих элементов на свойства стали.
- •6.5. Цветные металлы и их сплавы.
- •6.6. Алюминий и его свойства.
- •6.7. Сплавы на основе алюминия.
- •6.8. Области применения алюминиевых сплавов.
- •6.9. Маркировка алюминиевых сплавов.
- •6.10. Свойства металлов и сплавов.
- •6.11. Методы испытания механических свойств.
- •Тема 7. Общие сведения о коррозии металлов и способы защиты от нее
- •Тема 8. Работа стали и алюминиевых сплавов в конструкциях
- •8 Участок текучести Самоупрочнение.1. Работа стали на растяжение
- •8.2. Работа стали на сжатие
- •8 (Предел текучести) Количество измерений(частота).3. Нормативные и расчетные сопротивления
- •8.4. Работа стали в сложном напряженном состоянии
- •8.5. Старение металла
- •8.6. Влияние температуры
- •8.7. Ударная вязкость
- •8.8. Работа стали при повторных и переменных нагрузках. Наклеп. Усталость стали.
- •Список литературы
- •Содержание
- •Тема 1. Введение. Структура курса 3
- •Тема 2. Производство черных и цветных металлов. Обработка металла давлением. Сортамент. 25
- •Тема 3. Термическая и химико-термическая обработка стали 65
- •Тема 4. Углеродистые и легированные стали. Классификация, свойства, применение 77
- •Тема 5. Реальное строение металлов 93
- •Тема 6. Черные и цветные металлы и сплавы, их свойства 106
- •Тема 7. Общие сведения о коррозии металлов и способы защиты от нее 144
- •Тема 8. Работа стали и алюминиевых сплавов в конструкциях 152
- •«Металлические конструкции»
- •«Материалы для металлических строительных конструкций»
Тема2. Производство черных и цветных металлов. Обработка металла давлением. Сортамент.
2.1. Основные понятия в металлургии.
Металлургия – это область науки и техники, и отрасль промышленности, охватывающая процессы получения металлов из руд, а также процессы, связанные с изменением физико-химических свойств металлов.
В настоящее время для осуществления металлургических процессов имеются сложнейшие высокомеханизированные и автоматизированные промышленные комплексы, состоящие из:
1) производства по предварительной обработке руд;
2) производства по выплавке и получению металлов и сплавов;
3) производства по получению металлических изделий путем горячей и холодной обработки металлов (прокатные, волочильные, механические, ковочные цехи и заводы и др.).
Как упоминалось выше, все металлы и сплавы из них делятся на черные и цветные (см. п. 1.5). К черным относятся железо и сплавы на его основе; на их долю приходится около 95% производимой в мире металлопродукции. Все остальные металлы и сплавы на их основе относят к цветным.
В чистом виде железо не используется. В промышленности оно используется в виде сплава: сталь (см. п. 3.3.3); чугун (см. п. 3.3.4); ферросплавы (применяют в качестве легирующих добавок), под которыми понимается сплав железа с большим содержанием других элементов, придающих ему особые свойства: ферросилиций (до 2,5% углерода и до 90% кремния), феррохром (до 8% углерода и до 65% хрома) и др.
Помимо основных компонентов (железа и углерода), сталь обычно содержат до 0,8% марганца; до 0,5% кремния; до 0,05…0,07% фосфора; 0,05…0,06% серы.
В чугуне, помимо железа и углерода, содержится также до 4% кремния, до 2% марганца, а также другие компоненты. Мировое производство – около 400 млн. т/год.
2.2. Основные способы получения металлов из руд.
Задача металлургического производства заключается в добывании металлов из руд восстановлением их из химических соединений, в отделении пустой породы и получения сплавов различного состава.
Существует несколько способов получения металлов из руд:
1) Пирометаллургический или огневой – металл восстанавливают из руд при высоких температурах и в расплавленном состоянии отделяют от пустой породы. Этот метод применяется для добывания черных и многих цветных металлов и сплавов. Тепло получают за счет сжигания топлива (доменный процесс – выплавка чугуна из железной руды; мартеновский процесс – передел чугуна в сталь).
2) Электрометаллургический способ – металл получают плавлением руд или металлической шихты в дуговых и индукционных электрических печах или электролизом растворов солей. Применяют его при изготовлении алюминия, меди и др. металлов; процесс передела чугуна и скрапа в сталь также электросталеплавильный.
3) Химико-металлургический способ основан на получении металла без затрат топлива за счет окисления примесей в расплавленном чугуне (кислородно-конверторный процесс получения стали из чугуна).
4) Гидрометаллургический способ основывается на выщелачивании металлов из руд и последующем осаждением из растворов электролизом. Этот метод применяется при добывании меди из бедных руд, а также при добывании дорогих металлов.