Specifična teža jekla. Posebna toplotna obdelava jekla

Jeklo velja za zlitino železa z drugimi kemičnimi spojinami. Med sestavinami, vključenimi v sestavo, je ogljik v količini 2,14%. Zaradi svoje prisotnosti zlitine železa pridobijo moč. Specifična teža jekla je 75500-77500 N / msup3-. Zlitina lahko včasih vsebuje legirne elemente. Specifična toplotna moč jekla pri 20 ° C se meri pri 460 J / (kg * ° C) ali 110 cal / (kg * ° C).

Razvrstitev

Obstajajo različni parametri, v skladu s katerimi je obravnavani material značilen. Jeklo je lahko na primer instrumentalno in strukturno. Zelo hitra zlitina se šteje za eno od vrst instrumentalnih. Obstajajo tudi razlike v skladu s kemijsko sestavo. Glede na to, kateri elementi so prisotni v zlitini, so zlitine in ogljik deljeni. Sprejeta je bila tudi razvrstitev glede na stopnjo koncentracije ogljika. Torej obstajajo tri vrste zlitin:

1. Nizkoogljični. V njej je vsebnost ogljika do 0,25%.

2. Srednje ogljikovo jeklo. V tej ogljikovi zlitini je približno 0,25-0,6%.

3. Visokogljično jeklo. V tej zlitini je prisotno okoli 0,6-2% ogljika.

Podobno je razvrščen in legirano jeklo z odstotkom vsebnosti legirnih elementov:

1. Nizko legirano jeklo vsebuje do 4%.

2. V zlitini srednje zlitine je prisotna do 11%.

3. Visoko legirano jeklo. Vsebuje več kot 11%.

Jeklo se proizvaja z različnimi metodami in z uporabo posebnih tehnologij. Odvisno od te ali iste metode zlitina vsebuje različne kovinske vključke. Ta indeks vpliva na specifično težo jekla. Razvrsti zlitine glede na število nečistoč, razlikujemo:

1. Mešanice navadne kakovosti.

2. Kvalitativna.

3. Visokokakovosten.

4. Še posebej kvalitativno.

Obstaja tudi razvrstitev v skladu s strukturno sestavo materiala. Na primer proizvajajo feritne, bainitne, avstenitne, perlite in martenzitne zlitine. Nedvomno strukturna sestava vpliva tudi na specifično težo jekla. Zlitine so prav tako razdeljene na dvofazne in večfazne. To je odvisno od prisotnosti faz v strukturi. Prav tako so zlitine razvrščene po naravi strjevanja in stopnje deoksidacije. Torej, mirno, pol-tiho in vrelo jeklo.

Metode izdelave jekla

Litoželeza se uporablja kot surovina za izdelavo jekla. Prisotnost velike količine ogljika, fosforja in žvepla v njegovi sestavi je krhka in krhka. Za predelavo enega materiala v drugega je treba vsebnost teh snovi zmanjšati na želeno koncentracijo. Hkrati se bo spremenila specifična teža jekla in njegovih lastnosti. Ta ali tista metoda proizvodnje zlitin predpostavlja različne načine oksidacije ogljika v litjem. Najpogosteje se uporabljajo:

1. Metoda Marten taljenje jekla. Treba je opozoriti, da ta možnost pred kratkim slabše tekmuje z drugimi metodami.

2. Metoda pretvornika. Danes se večina vrst jeklenih izdelkov proizvaja z uporabo te tehnologije.

3. Elektrotermična - ena od naprednih tehnoloških metod proizvodnje jekla. Zato je proizvedeni material zelo kakovosten.

Metoda pretvornika

Z uporabo te tehnološke metode se presežek surovega železa, fosforja in žvepla oksidira s kisikom. Tlak, ki piha skozi staljeni material, poteka v posebni peči. Imenuje se pretvornik. Ta pečica ima obliko hruške. V notranjem delu - obloga z ognjevarnimi opekami. Ta pečica je zelo mobilna: lahko vrti 360 stopinj. Pretvornik zmogljivost je približno 60 ton. Za podlogo se praviloma uporabljajo dve vrsti surovin:

1. Dinas - vsebuje SiO2, ki ima kislinske lastnosti.

2. Masa Dolomita - MgO in CaO. Pridobiva se iz materiala dolomita MgCO3 * CaCO3, ki ima lastnosti baz.

Zaradi različnih materialov za podlogo so pretvorne peči razdeljene na peči Thomas in Bessemer. Pihani zrak pod tlakom pokriva celotno površino kovine. Treba je opozoriti, da procesi v peči trajajo največ 20 minut. Čas zadrževanja materiala v pretvorniku vpliva na toplotno kapaciteto jekla. Zlitina, ki se proizvaja v pretvornih pečeh, pogosto vsebuje veliko količino železovega monoksida. Zato je material pogosto slabe kakovosti.

Martenov peči

Ta metoda predelave surovega železa je zastarela. Nedvomno se pri uporabi več tehnologij za nazaj med obdelavo bistveno zmanjša kakovost materiala, spremenijo se tehnične značilnosti (toplotna zmogljivost jekla in drugih). Martinska peč je velika talilna kopel. Pokrit je s trezorjem ognjevzdržnih opek in komore za rekuperacijo. Ti oddelki so namenjeni ogrevanju vnetljivega plina in zraka. Napolnjene so s šobo iz opeke (ognjevzdržne). Pretok vročega plina in zraka se piha v peč skozi tretji in četrti rekuperator. In prvi in ​​drugi sta v tem času ogrevani iz plinov v peči. Po zadostnem povišanju temperature celoten proces gre v nasprotno smer.

Elektrotermalna metoda

Ta metoda ima več prednosti pred odprtim ognjiščem in pretvornikom. Elektromehanska metoda vam omogoča spreminjanje kemične sestave jekla. Hkrati je zmes po obdelavi zelo kakovostna. Zaradi omejenega dostopa do zraka v električni peči se količina železovega monoksida zmanjša. Kot veste, onesnažuje jeklo z nečistočami. In to, po drugi strani, pomembno vpliva na njegovo kakovost. V električni peči temperatura ne pade pod 2000 ° C. Tako so škodljive nečistoče, kot sta žveplo in fosfor, popolnoma odstranjene iz sestave litega železa.

Način delovanja peči

Elektrotermalne peči zaradi svoje visoke temperature omogočajo legiranje jekla s pomočjo ognjevzdržnih kovin. Vključujejo zlasti volfram in molibden. Električni postopek izdelave jekla omogoča pridobitev visoko kakovostne mešanice: specifična toplota jekla, pa tudi njene kvalitativne lastnosti - na najvišji ravni. Žal pa te peči porabijo veliko električne energije (do 800 kW na uro na tono surovin). Zmogljivost električnih peči znaša od 500 do 360 ton. V agregatih uporabite običajno oblogo. Struktura polnjenja lahko znaša 90% železa in 10% surovega železa. Včasih je razmerje surovin lahko drugačno. Apno, ki se doda v naboj, igra vlogo fluksa. Glavni kemični procesi v elektroobločnih pečih se ne razlikujejo veliko od odprtih ogrevalnih peči.

Specifična teža

Tok industrijske frekvence je indukcijsko ogrevanje kovinski. Zaradi velike mase jedra je ta učinek zadosten. Za taljenje jekla z maso do 100 ton zadostuje tok 50 Hz. Povedati je treba, da lahko nekateri parametri za različne vrste iste surovine sovpadajo. Na primer, korozija, toplotno odporna in nerjavno jeklo imajo specifično težo 7,9 g / cm³. Ta indikator je neposredno povezan z maso končnega izdelka na izhodu. To pomeni, da je izdelek bolj težak. In specifična teža pocinkanega jekla je tudi približno 7,9 g / cm³. Glede na tip lahko pride do majhne razlike. Toda specifična teža pločevine je 7,85 g / cm³. Kot lahko vidite, je kazalnik nekoliko nižji, kar pomeni, da je material tudi lažji. Predpostavljamo, da je specifična teža surovega železa in jekla drugačna. Praviloma je zlitina na izhodu višja. To je bolj posledica dejstva, da se v procesu predelave kljub temu, da se nekatere sestavine izločijo iz surovin, dodajo dodatnim elementom mešanici. Vplivajo na parametre izhodnega izdelka. Različno vrste litega železa imajo svojo specifično težo (vg / cm3)³):

- bela - 7,5 ± 0,2;

- siva - 7,1 ± 0,2;

- temprane - 7,5 ± 0,2.

Izračun

Razmerje med prostornino zlitine in njeno maso je značilno le za določeno snov. Poleg tega je ta parameter trajen. Z uporabo posebne formule lahko poznate gostoto snovi. Neposredno vpliva na izračun specifične teže zlitine. Evo kako izgleda.

Specifična teža kovine je dodeljena v formuli kot gama-. To je enako razmerju P - težo homogenega telesa - na prostornino povezave. In izračunamo po naslednji formuli: gama- = P / V.

Deluje samo, če ima kovina popolnoma gosto stanje, neporozno.

Zaključek

Nove tehnologije, ki se uporabljajo v težki industriji, se v številnih pogledih razlikujejo od tistih, ki so se uporabljale v začetni fazi razvoja te industrije. Znanstveni napredek sodobne kovinske industrije ustvarja ogromno število sprememb zlitin. Specifična teža spojin vpliva na izbiro določene vrste surovin, ki se bodo uporabljale v proizvodnji. Če vzamete tri različne kovine: železo, medenina in aluminij z enako količino - potem bodo vse imele različne mase. Zato je pri izbiri določene kovine treba upoštevati, med drugimi parametri, svojo specifično težo.