Комбинируя тип и количество добавок, получают марки стали с улучшенными механическими свойствами, коррозионной стойкостью, магнитными и электрическими свойствами.
Какую сталь называют кипящей
Большинство сплавов классифицируются по различным характеристикам и параметрам. Помимо химического состава и различных областей применения, важна также степень окисления металла. Существует три основные категории сплавов: неокисленные (вареные), раскисленные и гальбоксидированные сплавы.
Раскисление — это процесс, при котором кислород удаляется из сплава. Его присутствие снижает механические свойства на порядок и является примесью низкого качества. С химической точки зрения, это процесс удаления атома кислорода из оксида железа, который также можно назвать восстановлением.
Кислород снижает пластичность сплавов железа, делая их менее прочными и менее хрупкими, снижая их прочность.
Кипящая сталь — это сплав, который еще не подвергся раскислению. Основное различие между отожженным материалом и покоящимися и полупокоящимися изделиями заключается в степени раскисления. Эта сталь считается самой грязной и непригодной для строительства.
Мы выяснили, какая сталь считается кипящей. Теперь рассмотрим методы ее изготовления, а также применение и маркировку.
Способ получения
Окисление предполагает введение в сплав определенных веществ, которые лучше вступают в контакт с кислородом, чем само железо. В основном это алюминий, но допускается и его использование:
- углерода в шихте;
- силикокальция;
- кремния;
- марганца;
- их комбинация в унифицированных пропорциях.
Существуют различные методы раскисления стали. Существуют различные методы раскисления: Существуют различные методы раскисления. Добавление шлака и обработка сплава при высокой температуре называется электрошлаковым переплавом.
При вакуумном переплаве окислителем является углерод.
Кипящие стали характеризуются следующим процессом производства:
- Расплав разливается в форме. Материал действительно кипит из-за большого объема газов.
- Процесс кипения не прекращается и в изложнице.
- Использование раскислителей по технологии.
Характерной особенностью кипящей стали является отсутствие усадочной раковины. Микроструктура и химический состав получаемого сплава зависят от продолжительности кипения и интенсивности протекающих процессов. После затвердевания слиток имеет 5 зон:
- Плотная корка снаружи.
- Концентрат пузырьков сотового типа.
- Промежуток между пузырями первичными и вторичными.
- Концентрированные участки вторичных пузырьков воздуха.
- Область глубинных пузырей, образующих сердцевину.
В высококачественном сплаве внешняя корка плотная и толстая. Во время нагрева и прокатки пузыри не видны. Во время кипения в стали не видно пузырьков.
Интересно знать!
Существует «задушенная» сталь. По этой технологии слиток после разливки уплотняют химически или механически сверху. Это уменьшает время образования пузырей и их количество.
Химический состав сталей обыкновенного качества
Существует типология, основанная на типе затвердевания в форме и геометрической форме слитка (форма формы). Различают покоящееся, полупокоящееся и кипящее затвердевание.
Углеродистые стали выплавляются без легирующих элементов и классифицируются как нормальные или качественные стали.
Стали нормального качества делятся на следующие группы:
- группа А — обеспечивается по механическим свойствам. Изделия из сталей этой группы применяются для последующей сварки, ковки и т.д. Причем, заявляемые мех. свойства могут изменяться. (Ст3, Ст5кп.).
- группа Б – сталь обеспечивается по хим. составу. Применяется для изготовления деталей, при обработке которых, могут изменяться механические характеристики определяемые составом.
Качественная сталь класса В делится на две категории:
- 1я- установлено содержание С, Si, Mn; ограничено содержание: S, P, N, As,
- 2я — дополнительно ограничено количесво Cr, Ni, Cu.
- группа В — обеспечивается по механическим характеристикам и содержанию химических элементов. Применяется при производстве свариваемых деталей.
Сталь марки В подразделяется на шесть категорий.
Класс В определяется следующим образом: марка стали, степень окисления, номер класса. Сталь марки В имеет тот же состав, что и сталь марки 2.
Маркировка стали
Возьмем для примера обозначение St5ps (нормальная углеродистая конструкционная сталь).
- эта сталь относится к группе А, (поскольку категория указывается перед буквами Ст (ВСт1, ВСт2), а не указывается только группа А).
- цифра 5 — определяет условный номер марки исходя из хим. состава и мех.свойств.
- пс- степень раскисления.
- крепежных элементов котлов, работающих под давлением;
- конструкций и оборудования, запланированных для эксплуатации при температурах ниже -20°C
- аппаратов, эксплуатируемых при динамических, знакопеременных, пульсирующих нагрузках;
- оборудования и конструкций, контактирующих с агрессивными, взрыво- и пожароопасными средами, сжатыми и сжиженными газами.
- углеродистые стали обыкновенного качества – кипящие сплавы изготавливаются по ГОСТу380-2005, обозначение – «кп»;
- качественные и высококачественные стали – регламентируются ГОСТом 1050-88, буквенное обозначение – «кп».
- углеродистая сталь, без содержания улучшающих (легирующих) компонентов;
- легированная сталь, в которую с целью повышения технологических свойств добавляют легирующие элементы (марганец, хром, никель, вольфрам, кремний, молибден, ванадий).
Если после цифры, определяющей марку стали, стоит буква «G», это означает, что сталь имеет высокое содержание марганца (St25G2S).
Области применения кипящей стали
Для этой стали действуют определенные ограничения в областях применения. Ее производство не разрешено:
Кипящая прутковая сталь используется для производства полос, листов, тонких пластин, проволоки, прутков, лент и труб, предназначенных для изготовления обычных изделий.
Какие марки углеродистых сталей могут относится к кипящим?
Для производства данного вида стали используется сплав данного типа:
Для производства обычно используются стали с содержанием углерода более 0,15%.
Комекс
Сталь — это металлический сплав железа и углерода, необходимый для производства полуфабрикатов и изделий н с пластической деформацией в холодном и горячем состоянии. Для изменения свойств материала могут быть добавлены различные элементы. Например, при увеличении содержания углерода повышается прочность стали. Если содержание углерода превышает 2,14 процента, получается чугун.
Наиболее важными свойствами стали являются прочность, пластичность, вязкость, твердость, упругость и жаропрочность. Однако восприимчивость к коррозии она унаследовала от железа.
Классификация сталей основана на их химическом составе:
В результате исследований появились также нержавеющие и оцинкованные стали.
Какую сталь называют кипящей — Справочник металлиста
До сих пор мы изучали структуру стали (систему железо-углерод), деформацию и разрушение металлов, влияние различных примесей на ее свойства и т.д.
В этой статье мы изучим степень окисления стали.
Общая информация
Итак, сталь — это сплав Fe + C, (C — не более 2%) + другие элементы. По химическому составу сталь делится на углеродистую и легированную.
Классификация основана на химическом составе и на — использовании в строительстве и производстве инструментов.
Также производятся специальные стали с особыми свойствами для использования в агрессивных средах, в том числе жаро-, коррозионно- и кислотостойкие стали.
Качество стали определяется процессом производства и долей плохих примесей и делится на нормальную, качественную, высококачественную и высокосортную.
Этапы выплавки стали
Это стадия, когда шихта расплавляется и жидкий металл нагревается. Температура металла низкая. Начинается интенсивное окисление железа, так как оно содержится в железе в наибольшем количестве и окисляется первым в соответствии с законом активных масс. Одновременно начинают окисляться примеси Si, P, Mn.
Образовавшийся оксид железа (FeO) растворяется при высоких температурах, отдает свой кислород наиболее активному элементу (примеси железа) и окисляет его. Чем больше оксида железа присутствует в жидком металле, тем активнее происходит окисление примесей.
Чтобы ускорить процесс окисления примесей, в сталеплавильную печь добавляют железную руду — окалину, содержащую оксид железа.
Скорость окисления примесей зависит не только от их концентрации, но и от температуры металла и подчиняется принципу: при более низкой температуре интенсивнее протекают химические реакции, выделяющие тепло, а при более высокой температуре активнее протекают реакции, поглощающие тепло. Поэтому в начале плавки, когда температура металла низкая, интенсивные процессы окисления кремния, фосфора, марганца, происходящие при выделении тепла, и углерода интенсивно протекают только при высокой температуре металла.
Наиболее важной работой на этом этапе является удаление фосфора. Для этого необходимо провести плавку в основной печи, где основной шлак, содержащий CaO, может быть использован для удаления фосфора. Во время плавки фосфорный ангидрид P2O5 образует с оксидом железа слабое соединение (FeO)3⋅P2O5. Оксид кальция CaO является более сильным основанием, чем оксид железа.
Поэтому при низких температурах он связывает ангидрид P2O5 с образованием прочного соединения (CaO)⋅P2O5 и превращает его в шлак. Чтобы удалить фосфор из металла, шлак должен содержать достаточное количество оксида железа FeO. Чтобы увеличить содержание FeO в шлаке, в сталеплавильную печь в период плавки добавляют железную руду и окалину, в результате чего образуется железный шлак.
По мере удаления фосфора из металла в шлаке его содержание в шлаке увеличивается. Закон распределения гласит, что вещество, растворяющееся в двух несмешивающихся жидкостях, будет распределяться между этими жидкостями до тех пор, пока не установится определенное соотношение, постоянное при определенной температуре.
