Разливка стали

Выплавленную в плавильной печи сталь выпускают в сталеразливочный ковш (рис. 3) и разливают в изложницы или кристаллизаторы установок для непрерывной разливки.

Изложницы представляют собой чугунные формы для получения слитков различного сечения и массы от 10 до 300 т. Легированные стали иногда разливают в слитки массой в несколько сотен килограммов.

Применяют два способа разливки стали в изложницы: сверху и сифоном.

Разливку сверху обычно применяют для углеродистых, а разливку сифоном  для легированных сталей.

Непрерывная разливка стали производится на специальных установках  УНРС (рис. 4). Жидкую сталь из ковша 6 через промежуточное устройство 5 непрерывно заливают сверху в водоохлаждаемую изложницу без дна  кристаллизатор 4, а из нижней его части вытягивают с помощью валков 3 затвердевающий слиток. На выходе из кристаллизатора слиток охлаждается водой, окончательно затвердевает и попадает в зону резки, где его разрезают газовым резаком 2 на слитки определенной длины. Полученные слитки с помощью кантователя 1 опускаются на роликовый конвейер и подаются на прокатные станы.

На УНРС получают слитки прямоугольного сечения размерами от 150500 до 300200 мм, квадратного со стороной от 150 до 400 мм, а также круглые в виде толстостенных труб.

Благодаря непрерывному питанию и направленному затвердеванию в слитках, полученных на УНРС, отсутствуют усадочные раковины. Поэтому выход годных заготовок может достигать 96…98 % массы разливаемой стали, поверхность получаемых слитков отличается хорошим качеством, а металл слитка  плотным и однородным строением.

Вывод: Свойства металлов и сплавов определяются их составом и внутренним строением (структурой). Они могут быть изменены термической и химико-термической обработкой, термомеханической и др.

Второй учебный вопрос. Классификация и маркировка железоуглеродистых сплавов.

Классификация сталей. Стали клас­сифицируются по назначению, химическому составу, качеству и способу получения.

По назначению стали подразделяют на конструкционные и инструментальные.

По химическому составу классифицируют главным обра­зом конструкционные стали, предназна­ченные для изготовления деталей машин и металлических конструкций. Углеродистые стали могут быть низко­углеродистые: С  0,09 ... 0,25 %; среднеуглеродистые: С  0,25 ... 0,45 % и вы­сокоуглеродистые: С  0,45 ... 0,75 %.

Инструмен­тальные, с особыми физико-химическими свойствами по химическому составу обычно не классифицируются.

По качеству различают, стали общего назначения, качественные, высококачест­венные и особовысококачественные, в последнем случае в маркировке указыва­ется способ выплавки и последующей об­работки стали.

Под качеством стали, понимают сово­купность свойств, определяемых метал­лургическим процессом ее производства. Стали обык­новенного качества содержат до 0,05 % S и 0,04 % Р, качественные – не более 0,04 % S и 0,035 % Р, высококачественные – не более 0,025 % S и 0,025 % Р, особовы­сококачественные – не более 0,015 % S и 0,025 % Р.

Способ получения стали, определяет степень ее раскисления. Раскисление – процесс удаления из жидкого металла кислорода, проводимый для предотвращения хрупкого разрушения стали при горячей деформации. По степени раскисления стали, классифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие.

* Спокойные стали раскисляют марган­цем, кремнием и алюминием. Они содер­жат мало кислорода и затвердевают спо­койно, без газовыделения.

* Кипящие стали раскисляют только марганцем. Кипящие стали дешевы, их производят низкоуглеродистыми и практически без кремния (Si  0,07 %), но с повышенным количеством газообразных примесей.

* Полуспокойные стали по степени рас­кисления занимают промежуточное поло­жение между спокойными и кипящими.

Твердость углеродистых сталей с увеличением содержания углерода растет непрерывно. Прочность же сталей с увеличением количества углерода растет, при содержании 1% имеет максимум, а затем начинает уменьшаться.

Стали углеродистые обыкновенного качества (ГОСТ 380-94) обозначаются буквами "Ст" и цифрами – условный номер марки в зависимости от химического состава, например, Ст1, СтЗ, Ст5. Чем выше номер в обозначении стали, тем выше ее проч­ность и ниже пластичность.

Качественные углеродистые стали со­гласно ГОСТ 1050-88 маркируются: словом «Сталь» и циф­рами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: сталь 10, сталь 15,..., сталь 60. Содержание серы в этих сталях не должно пре­вышать 0,040 % и фосфора - 0,035 %. Стали этой группы, со­держащие свыше 0,2 % С, выпускаются только спокойными.

Углеродистые инструментальные ста­ли (ГОСТ 1435-99) с содержанием угле­рода более 0,7 % имеют в обозначении букву "У" и цифру, указывающую на со­держание углерода в десятых долях про­цента: У7, У8, ...,У13. Содержание серы и фосфора в высококачественных сталях не превышает 0,025%. Стали имеют повышенную чистоту по неметаллическим включениям. Высококачественные инструментальные стали маркируют так же, но в конце марки ставят букву А (У7А, У8А… У12А).