2 Билет
Были изобретены эффективные способы передела чугуна в сталь, и процесс получения стали из руды сделался двухступенчатым с чугуном в виде промежуточного продукта передела. Процесс производства стали из чугуна вели в окислительных кричных горнах, а затем в пудлинговых печах, конвертерах, мартеновских печах и кислородных конвертерах. История развития способов плавки железных руд показывает, что доменная печь была изобретена не каким-либо одним лицом, она явилась плодом коллективного творчества многих поколений металлургов, осуществивших постепенный многовековой переход от примитивных сыродутных горнов и, наконец, к доменным печам. Последующая история доменного производства вплоть до наших дней представляет собой непрерывную цепь открытий и изобретений, позволивших усовершенствовать конструкцию печей и технологию доменной плавки. Наиболее важные из этих изобретений перечислены ниже. Создание вода охлаждаемых воздушных фурм связано с именем Конки (1802 г., завод «Кальдер», Шотландия). Нагрев дутья перед подачей в печь был предложен Нельсоном в 1828 г. (завод «Клайд», Шотландия). С 1857 г. для этих целей используются регенеративные кирпичные доменные воздухонагреватели Э. Каупера. Первые опыты использования доменного газа в качестве топлива на металлургических заводах были проведены французом Фабер де Форам в 1832 г.
1 Физико-химические свойства материалов
Содержание углерода в стали до 2%, в чугуне – более 2%
Механические свойства материалов
Механические свойства чугунов зависят от металлической основы, а также формы и размеров включений графита. Наиболее прочными являются серые чугуны на перлитной основе, а наиболее пластичными - серые чугуны на ферритной основе
стали твердые частицы цементита повышают сопротивление деформации, уменьшая пластичность и вязкость. Таким образом, с увеличением в стали содержания углерода возрастают твердость, предел прочности и уменьшаются ударная вязкость, относительное удлинение и сужение.
Специфические свойства
Сталь - это сплав железа с углеродом. Содержание углерода до 2 %.
Сталь - основной материал, широко применяемый в машино- и приборостроении, строительстве, а также для изготовления различных инструментов.
Чугун - это железоуглеродистый сплав, с содержанием более 2 % углерода
Высокая демпфирующая способность и износостойкость обусловили применение чугуна для изготовления станин различного оборудования, коленчатых и распределительных валов тракторных и автомобильных двигателей и др.
3 Билет
Легированная сталь — сталь, которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.
Легирующие добавки повышают прочность, коррозийную стойкость стали, снижают опасность хрупкого разрушения. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, медь, азот (в химически связанном состоянии), ванадий и др.
Раскисление стали
При выплавке стали в открытых сталеплавильных агрегатах к концу плавки металл в значительной мере насыщается кислородом. Для того чтобы исключить влияние этого кислорода на последующее окисление примесей, сталь раскисляют. Для этого в металл вводят элементы раскислители, соединяющиеся с кислородом значительно легче, чем углерод и железо. В качестве раскислителей наибольшее распространение получили кремний, марганец и алюминий. По степени раскисленности стали подразделяют на спокойные, кипящие и полуспокойные.
Спокойная сталь — это сталь полностью раскисленная. При последующей разливке в изложницы эта сталь кристаллизуется спокойно, без видимого бурления.
Кипящая сталь — это сталь практически не раскисленная. В ней осталось определенное содержание кислорода. Поэтому при разливке по изложницам в слитке такой стали начинает протекать реакция, в результате которой образуются пузырьки газа СО. Эти пузырьки вырываются на поверхность, создают видимость кипения. Процесс застывания кипящей стали в изложницах протекает с бурлением.
Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между спокойной и кипящей сталью.