31. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.

В зав. от темпер. и содерж. углерода железоуглеродистые сплавы могут содерж. след. фазы: аустенит, феррит, цементит и графит. Структурные составляющие них сплавах могут сост.из одних этих фаз, а также из их смесей (ледебурита — эвтектич. смесь аустенита и   цементита; перлита — эвтектоидная смесь феррита и цементита).Аустенит явл. тв. р-ром углерода в γ-железе. Предельн. концентр. углерода в аустените составл. 0% при 1145°. С пониж. темпер. растворимость углерода в аустените уменьш. до 0,08%. Такую предельн. концентр. аустенит имеет при 723°. Эта темпер. явл. одноврем. нижн. границей существов. устойч. аустенита в углеродистых сталях. Сталь, имеющая структуру аустенита, немагнитна и облад. большой пластичностью.Феррит –тв. р-р углерода в α-железе. В α-железе при 700° раствор. до 0,02% углерода, феррит хар-ся незначит. величинами твердости и прочности и высокой пластичностью. Механич. свойства феррита сильно зав. от велич. зерна.Цементит — это химич. соед. железа с углеродом (карбид железа) Fе3С. Цементит сод. около 6,67% ; может в определ. усл. разлагаться.Перлит – механич. смесь феррита и цементита, образ. при эвтектоидном распаде медленно охлаждаемого аустенита. Концентр. углерода в перлите составляет 0,80%.Ледебурит —механич. смесь аустенита и цементита, образ. при кристаллизации жидк. сплава, содерж. 4,3%С. Так как при темпер. 723° аустенит превращается в перлит, то это превращ. охватывает и аустенит, вход. в состав ледебурита. Т. о., ниже 723° ледебурит представл. соб. уже не смесь аустенита с цементитом,  смесь перлита с цементитом.Графит – своб. углерод, располож.в основн. массе металла в виде пластинок или зерен. Он образ. либо за счет распада цементита, либо выдел. из пересыщ. жидк. или тв. р-ров.Ледебурит (Л) (по имени немецкого ученого А.Ледебура) - это смесь аустенита и цементита. Он возник. в процессе первичн. кристаллизации при 1147°С. Входящий в состав ледебурита аустенит при 727°С превращ. в перлит, а в интерв. от 727°С до обычн. темпер. порядка 20°С ледебурит сост. из смеси перлита и цементита. Облад. значит. хрупкостью.

32. Железоуглеродистые сплавы. Выплавка стали и чугуна

Железоуглеродист. наз. сплавы, в кот. основн. компонент. явл. железо и углерод. В зав. от содерж. углерода . подраздел. две группы - чугуны и стали.

Чугуном наз. железоуглеродистый сплав, содерж. более 2% углерода, а сталью - сплав, содерж. до 2% углерода.Углерод – важн. примесь стали, так как от кол-ва его зав. прочность, тверд. и пластичн. стали. В состав стали также вход. кремний, марганец, сера и фосфор. Эти примеси обычно попад. в сталь в процессе ее выплавки.Чугун выплавляется в домнах. Печь раб. по принципу противотока. Сверху загруж. руда, флюсы и кокс, а снизу подается воздух. Кокс служит для нагрев. и расплавл. руды, а также участв. в восстановл. железа из окислов руды. В коксе д. б. мин. серы и фосфора.  Флюсы (известняки, кремнеземы) необход. для получ. шлаков. При сгорании топлива образ. окись углерода, кот. и явл. гл. восстановителем железа.Чтобы получить сталь из чугуна надо уменьш. в нем  кол-во углерода, марганца, серы и  фосфора. Сталь получ. в кислородных конверторах, мартеновских печах и электропечах.Мартеновское прои-во менее производительное, чем конверторное, но лучше регулируется процесс, использ. чугунные чушки и металлолом. Мартен это регенеративная пламен. печь.Сталь выс. кач-ва  выплавляют  в дуговых и индукцион. электропечах. Два периода при выплавке электростали: окислит. (выгорают Si, Mn, C, Fe) за счет кислорода, воздуха и  оксидов шихты; восстановит. — раскисление стали, удаление серы. Для этого вводят флюс, состоящий из извести и  плавикового шпата.Индукцион. плавка  примен. обычно для переплавки сталей и   получ.  высоколегиров. и спец. сталей в усл.  вакуума или  спец.регулируемой  атмосферы.

33. Устройство и работа доменной печи.Домен. печь имеет стальной кожух, вылож. внутри огнеупорным шамотным кирпичом. Раб. про-во печи включ. колошник 6, шахту 5, распар 4, заплечики 3, горн 1, лещадь 15. В верхн.части колошника наход. засыпной аппарат 8, через кот. в печь загруж. шихту. Шихту взвешивают, подают в вагонетки 9 подъемника, кот. передвиг. по мосту 12 к засыпному аппарату 8 и, опрокидываясь, высып. шихту в приемн. воронку 7 распределителя шихты. При опускании малого конуса 10 засыпного аппарата шихта попад.в чашу 11, а при опускании больш. конуса 13 – в домен. печь, что предотвращ.выход газов из домен. печи в атмосферу. Для равномерн.распредел. шихты в домен. печи малый конус и приемн. воронка после очередной загрузки поворачиваются на угол, кратный 600.При работе печи шихтовые материалы, проплавляясь, опускаются, а через загрузочн. устр-во в печь подаются новые порции шихты в таком кол-ве, чтобы весь полезн. объем печи был заполнен. Полезн. объем печи – это объем, заним. шихтой от лещади до нижн. кромки больш. конуса засыпного аппарата при его опускании. Соврем.е доменные печи имеют полезн. объем 2000 – 5000 м3. Полезн. высота домен. печи достигает 35 м.В верхн. части горна наход. фурменные устр-тва 14, через кот.в печь поступ. нагретый воздух, необход.для горения топлива. Воздух нагрев. для уменьш. потерь теплоты и сниж. расхода кокса. Воздух поступ. в домен. печь из воздухонагревателя, внутри кот. имеется камера сгорания и насадка. Насадка выложена из огнеупорн. кирпичей, так что между ними образ. вертик. каналы. В камеру сгорания к горелке подается очищ. от пыли доменный газ, кот. сгорает и образ. горячие газы.Газы, проходя через насадку, нагревают ее и удаляются через дымов. трубу. Затем подача газа к горелке прекращ. и через насадку пропускается воздух, подав. турбовоздуходувной машиной. Воздух, проходя через насадку, нагрев. до темпер. 1000 – 12000С и поступает к фурменному устройству 14, а оттуда через фурмы 2 – в раб. про-во. Домен. печь имеет неск. воздухонагревателей: в то время как в одних насадка нагрев., в др. насадка отдает теплоту холодн. воздуху, нагревая его. После охлажд. насадки воздухом нагреватели переключаются.