32. Сп особы п олучения стали из чугу на

Конверторный способ. Этот способ основан на

кислородно-конверторной плавке. Процесс состоит в

продувке жидкого чугуна кислородом, подводимом

сверху в конвертор. Конвертор покрыт стальным ко-

жухом, внутри выложен огнеупорной кладкой. В ниж-

ней части конвертор имеет легкозаменяемое глухое

дно. Конвертор покоится на стойках, он свободно по-

ворачивается вокруг оси цапф, что необходимо для

загрузки и взятия пробы, выпуска готовой стали.

Процесс заключается в следующем:

1) заливают металлический лом; 2) заливают жид-

кий чугун; 3) переводят конвертор в вертикальное

положение и загружают известь для удаления фосфо-

ра, находящегося в чугуне и руде; 4) опускают в водо-

охлаждаемую фурму; 5) подают кислород.

Начинается бурное окисление примесей чугуна.

После продувки, которая продолжается 15—20 мин,

конвертор наклоняют и берут пробу металла.

Мартеновский способ. Сталь в мартеновских пе-

чах выплавляется из переделанного чугуна, металли-

ческого лома, железной руды. В него вводят флюсы,

главным образом известняк. Топливом служат газы:

доменный, коксовальный, природный, а также мазут.

Основной частью печи является рабочее пространс-

тво, ограниченное сверху сводом, снизу подом, за-

дней и передней стенками, а с боковых сторон — го-

ловками. В передней стенке имеются завалочные

окна, закрывающиеся заслонками. Через них загру-

жают печь, берут пробы, наблюдают за процессом.

В нижней части задней стенки расположены одно или

два отверстия для выпуска шлака и одно — для вы-

пуска стали. B головках печи имеются каналы, через

которые в печь поступают газ или мазут и воздух, и

отводятся продукты горения. Мартеновский процесс

состоит из трех этапов: плавления, кипения и рас-

кисления.

Плавка в электрических печах. Такая плавка яв-

ляется важнейшим способом получения стали высо-

кого качества для производства важных деталей ма-

шин и инструментов. Она имеет ряд преимуществ

перед мартеновской и кислородно-конверторной:

электропечь быстро нагревается до заданной темпе-

ратуры (2000°С), легко регулируется тепловой про-

цесс, изменяя количество электроэнергии, можно

регулировать температуру в печи, можно создать

окислительную или восстановительную атмосферу

или даже вакуум.

33. Влияние уг лерода на свойства

уг леродистых сталей

В состав углеродистой стали входят железо, уг-

лерод, примеси (кремний, марганец, сера, фосфор,

кислород, азот и др.). Сталь без термической обра-

ботки после медленного охлаждения состоит из смеси

феррита и цементита, т.е. структура такой стали либо

перлит + феррит, либо перлит + цементит. Количест-

во цементита возрастает в стали прямо пропорцио-

нально содержанию углерода.

Твердость цементита (HV 800) на порядок больше

твердости феррита (HV 80). Твердые частицы цемен-

тита повышают сопротивление деформации, умень-

шая пластичность и вязкость, т.е. с увеличением в

стали содержания углерода происходят возрастание

твердости металла, увеличение предела прочности,

уменьшение ударной вязкости, уменьшение относи-

тельного удлинения и сужения.

На механические свойства заэвтектоидных ста-

лей сильное влияние оказывает вторичный цементит,

который образует хрупкий «каркас» вокруг зерен пер-

лита. Этот «каркас» преждевременно разрушается

под нагрузкой, что вызывает снижение прочности,

пластичности и вязкости. Поэтому заэвтектоидные

стали применяют после специального отжига, в ре-

зультате которого получают в структуре зернистый

перлит. Увеличение содержания углерода сверх 0,4%

и уменьшение ниже 0,3% приводят к ухудшению об-

рабатываемости резанием. Увеличение содержа-

ния углерода снижает технологическую пластич-

ность стали при горячей и (в особенности) при хо-

лодной обработке давлением и ухудшает ее свари-

ваемость — способность материалов образовывать

неразъемные соединения с заданными свойствами.

Увеличение содержания углерода повышает темпе-

ратуру порога хладноломкости (это температур-

ный интервал перехода стали в хрупкое состояние) в

среднем на 20°С на каждые 0,1% углерода.