1.2 din aliaj Subiect de fier cu carbon
aliaje de fier. Despartitor otelurilor fier-aliaje și fonte
Aliaje de mai puțin de 0,02% carbon, care sunt numite fier pur tehnic (Armco de fier). fier tehnic are o permeabilitate magnetică ridicată (m = 4500 G / Oe). Este un material electro-magnetic moale (clasa E, EA EAA) și aplicate miezurile pol piese, magneți, plăcilor de acumulator.
Fier-aliaje - aliaje de fier Fe (component principal) de carbon pp Distinge aliajele fier-carbon pur (cu urme de impurități) obținute în cantități mici, în scopuri de cercetare și aliajele fier-carbon tehnice conținând impurități, elementele de aliere si aditivi speciali.
În funcție de conținutul de carbon al acestor faima împărțit pe oțel și fontă.
Oțel - aliaj fier-carbon, în care carbonul este conținut de până la 2% ?.
Oțel are înaltă rezistență și duritate, rezistență bună la sarcini de șoc. Oțel pot fi falsificate, laminate, ușor de manevrat pe metallorezhu? Mașini de fierbere. Produsele din oțel sunt bine sudate.
Fier mai fragil decât oțelul, este mai rău decât sudate, dar raidurile? Oferă cele mai bune proprietăți de turnare. Prin urmare, produsele din fonta sunt turnate în mod exclusiv. Cea mai mare parte a fierului merge mai departe ne? Replavku din oțel.
Componentele structurale ale aliajelor fier-carbon și proprietățile lor.
Componentele aliajelor fier-carbon sunt de fier, carbon și cementită.
fier de calitate tehnică are o duritate scăzută (HB 80) și rezistența (rezistența la tracțiune Rm = 250 MPa) și caracteristici ridicate de ductilitate (alungire δ = 50%).
Carbon se referă la nemetale. Are transformare polimorfa, în funcție de condițiile de formare există în formă de grafit, cu o rețea cristalină hexagonală (temperatura de topire - 3500 0 C, densitate - 2,5 g / cm3) sau sub formă de diamant rețea cubică cu un complex cu un număr de coordinare egal cu patru (temperatură topire - 5000 0 C).
In aliajele de fier cu carbon carbon este în soluție solidă cu fier sub forma unui compus chimic - cementita (Fe3 C), precum și în stare liberă sub formă de grafit (fonta cenușie).
Cementita (Fe3 C) - compus chimic din fier si carbon (carbura de fier), conține 6,67% carbon.
Ciment are o duritate ridicată (800 HB, ușor să zgârie geamul), dar foarte scăzut, aproape de zero, plasticitate. Aceste proprietăți se datorează structurii complexe a rețelei cristaline.
Fierul sistem - carbon are următoarele faze: lichid fază, ferita, austenita, cementita.
Faza lichidă. In fierul lichid se dizolvă bine de carbon în toate proporțiile, pentru a forma o fază lichidă omogenă.
Ferite (F) Feα (C) - introducerea soluției de carbon solid în α-fier.
proprietăți ferită aproape de proprietățile de fier. Este moale (duritate - 130 HB, rezistența la tracțiune Rm = 300 MPa) și ductil (elongare δ = 30%), magneții la 768 o C.
Austenită (A) Feγ (C) - carbon solid în soluție interstițial de γ-fier.
Austenita are o duritate de 200 ... 250 HB, ductil (alungire δ = 40 ... 50%) este paramagnetic.
Cu creșterea conținutului de carbon în structura de oțel este mărită cantitatea de cementită, reducând în același timp proporția de ferită. Schimbarea raportului dintre componentele duce la o scădere a ductilitate, și, de asemenea, pentru a crește rezistența și duritatea. Durabilitatea este crescută la un conținut de carbon de aproximativ 1% și apoi scade ca plasa secundar cementita grosier format.
efect de carbon asupra proprietăților vâscoase. Creșterea conținutului de carbon crește pragul hladolomkosti, și scade rezistența.
rezistență electrică crescută și forță coercitivă. permeabilitatea magnetică redusă și densitatea fluxului magnetic.
Efectul primeseyna calității oțelului
Oțelurile sunt întotdeauna impurități prezente, care sunt împărțite în patru grupe:
1) impurități constante. siliciu, mangan, sulf și fosfor.
Brittleness - fragilizare la temperaturi ridicate.
2) impurități ascunse - gaz (azot, oxigen, hidrogen) - intră oțelul din topire.
Azot în stare nelegată promovează îmbătrânirea oțelului și o face casantă, în special la temperaturi scăzute.
Hidrogen conduce la reducerea proprietăților plastice ale oțelului.
Oxigenul - mărește fragilității oțelului.
3) impurități speciale - introduse în mod specific în oțelul pentru a obține proprietățile dorite. Impuritățile numit dopanți, și oțel - oteluri aliate.
Numirea elementelor de aliere.
Cromul - elementul de aliere principal (0,8 ... 1,2)%;. Aceasta crește duritatea și rezistența oțelului. Atunci când conținutul semnificativ (până la 10%), dă rezistența la scară metalică, reduce ductilitatea și tenacitatea oțelului.
Nichel - fără a afecta sudabilitatea oțelului, crește cal sale plasti și proprietățile mecanice ?.
Molibden - crește rezistența și duritatea oțelului, făcându-l rezistentă la căldură, mărește capacitatea portantă a structurilor sub sarcini de șoc și temperaturi ridicate. În același timp, este dificil de sudat. oxidează și arsuri, deoarece în mod activ.
Vanadiul - crește vâscozitatea și plasticitatea oțelului și îmbunătățește structura. Ea promovează călire, care se degradează pentru a suda? Bridge.
Tungsten - rabotostoykost și crește duritatea oțelului la temperaturi ridicate.
Titan și niobiu îmbunătăți proprietățile de coroziune ale oțelului.
Adăugarea de plumb. calciu - îmbunătățește prelucrabilitatea.
4) impurități aleatoare
O trecere în revistă a metodelor moderne pentru prepararea fierului și oțelului
Tehnologia Zona de metal, care este implicat în studiu? Niemi metode de producție a metalelor și aliajelor, se numește metalurgie. În conformitate cu clasificarea generală a metalelor pot fi împărțite în metalurgia metalelor feroase și neferoase.
Pentru fontă este necesară pentru a pregăti încărcătura - un amestec de materii prime pentru a fi prelucrate în cuptoarele metalurgice iCal ?. Taxa pentru producția de fontă este format din fier? Minereu clorhidric, combustibil și fluxuri combinate în anumite proporții.
In diverse minereu de fier natural (oxid, hidroxid, carbonați) sunt utilizate ca materii prime în industria oțelului, precum și deșeuri metalice și resturi. Carburant asigură temperatura necesară pentru topirea materiei prime, combustibil, carbon este de asemenea inclusă în zhelezouglero compoziție? Aliaje cianit. Fondanți sunt utilizate pentru a scădea temperatura de detectare gangă pla - compuși care nu conțin elemente care sunt esențiale pentru obținerea de fier ?.
Minereul de fier se transformă prin reducere sau fontă în furnale sau cuptoare electrice sau buretele metalic (burete de fier), sau pepite de fier folosind procese de recuperare diferite; dacă este necesar, de fier cu o puritate excepțională pentru scopuri speciale (de exemplu, industria chimică), se obține prin electroliză sau prin alte procese chimice.
Cea mai mare parte a fierului derivate din minereu de fier, sunt încă produse folosind procedeul de furnal. Agenții reducători în furnale constau în principal din cocs solid, uneori în combinație cu mici cantități de cărbune și hidrocarburi lichide sau gazoase.
Fonta, astfel obținut, este topit de fontă. Produsele secundare sunt zgură, gaz de furnal și praf de ardere.
Cea mai mare parte a fierului topit de porc astfel obținut este transformat în oțel direct în fabricile de oțel.
O parte din fier pot fi utilizate în turnătorie (topitorie) pentru producerea de tipare, tuburi fontă etc. Partea rămasă poate fi modelat sub formă de lingouri sau bare.
Prelucrarea minereului de fier în plante directe de reducere
Spre deosebire de procedeul descris mai sus, în acest caz, agenții de reducere sunt hidrocarburi, de obicei, gazos sau lichid sau cărbune, astfel încât nu este nevoie de cocs solid.
De porc sau fonta sub formă și produse din metale neferoase topite sau solide, obținute prin reducerea directă (burete de fier), cantitate împreună cu deșeuri metalice și resturi de materii prime pentru producerea oțelului. Aceste materiale sunt adăugate niște zgură care formează aditivi, cum ar fi varul ars, fluorina, captatori (de exemplu, feromangan, ferosiliciu, aluminiu) și diverse elemente de aliere.
Multe procese noi pentru producerea oțelurilor de compoziție sau cu proprietăți speciale. Aceste procese noi includ arc electric topirea în vid, de topire cu fascicul de electroni sau proces electrozgura. În toate aceste procese oțelul obținut dintr-un electrod consumabil.
Oțel obținute în aceste procese. împărțite în funcție de conținutul lor de elemente de pe oțel nealiat și oțel aliat (oțel inoxidabil sau alte specii) alierea. Mai mult, acestea sunt clasificate în funcție de proprietățile lor speciale pentru tăiere din oțel, oțel silicios electrice, oțel de mare viteză sau, de exemplu, margantsevokremnistuyu din oțel.
În compoziția chimică:
• emisii reduse de carbon - mai puțin de 0,3% C;
• sredneuglerodistoj - 0,3. 0,7% C;
• high-carbon - mai mult de 0,7% C.
- dopate (în clasificarea oțel nealiat a compoziției chimice determinată de procentul total al conținutului de elemente de aliere):
• slab aliat - mai puțin de 2,5%;
• srednelegirovannye - 2.5. 10%;
• înalt aliat - mai mult de 10%.