Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Най-често използваният материал в промишлеността е стомана. Обикновено се разбира като сплав от желязо с други химически елементи. Основният компонент в състава му е въглерод. Процентът му в стоманата е 2, 14%. До голяма степен благодарение на него, стомана и придобива високи якостни характеристики. Ако говорим за специфичното тегло на материала, то варира от 75 500 до 77 500 N / кубичен метър. В състава на съвременните марки стомана могат да присъстват легиращи елементи, които осигуряват сплав с по-високо качество.
Класификация на стоманата
Съществуват редица критерии, въз основа на които стоманата се класифицира. Основните сортове на тази сплав са:
- стоманена конструкция;
- инструментална стомана.
Също така, експертите разграничават високоскоростна стомана, която експертите също се отнасят до броя на инструменталните стомани. Между тях стоманата се различава по химичен състав. В зависимост от елементите, включени в стоманата, този материал може да бъде разделен на въглеродни и легирани стомани. Също така този метал може да се класифицира според съдържанието на въглерод. Според този критерий е обичайно да се разграничават три основни вида:
- нисковъглероден. Съдържанието на въглерод в тази стомана не надвишава 0, 25%;
- среден въглерод. В тази стомана въглеродът присъства в количество от 0.25 до 0.6%;
- висок въглерод. Съдържанието на въглерод в тази стомана не надвишава 2%.
Класификацията на легирани стомани се извършва по подобен начин, но само в нея се дели на типове според процентното съдържание на присъстващите легиращи елементи:
- нисколегирани - в него съдържанието на сплавни елементи не надвишава 4%;
- умерено легиран - количеството на присъстващите сплави в сплавта не надвишава 11%;
- високолегирани - броят на присъстващите добавки надхвърля 11%.
Днес стоманата се произвежда от металургични предприятия, използващи съвременни технологии и различни методи. В зависимост от метода, използван за производството на този материал, в стоманата могат да присъстват някои метални включвания. Ако стоманата се класифицира според такъв параметър като броя на металните включвания, съдържащи се в материала, стоманата може да се раздели на следните типове:
- смеси с обикновено качество;
- качествена стомана;
- висококачествени сплави;
- са се превърнали в специално качество.
Този материал обикновено се разделя на структурен състав. Понастоящем металургичните предприятия произвеждат следните видове сплави:
феритни;- аустенитна;
- перлит.
Съставът на сплавта е важен фактор, влияещ върху специфичното тегло на самата стомана. Трябва да се каже, че сплавите са разделени на двуфазни и многофазни. Друг критерий, въз основа на който се класифицира стоманата, е естеството на втвърдяването и степента на деоксидация.
Методи за производство на стомана
Основната суровина за производството на модерна стомана е чугун. Поради това, че съставът му съдържа въглерод, фосфор и сяра в големи количества, той има висока крехкост и значителна трошливост. За да се обработи чугун в стомана, е необходимо да се постигне намаляване на съдържанието на тези вещества в материала до желаното ниво. Намаляването на концентрацията води до намаляване на специфичното тегло на стоманата. В неговите свойства настъпват промени. Използването на един или друг метод за производство на стомана включва използването на различни методи за окисляване на въглерода в желязото. Най-често производителят използва следните методи.
- Метод на кислородния конвертор. Повечето марки производители на стомана се произвеждат по тази технология.
- Метод Мартин. Наскоро се използва все по-малко и по-малко.
- Електротермичен метод. В момента този метод е един от най-напредналите и се използва активно за производството на стомана. Използването му води до това, че резултатът е материал с високи качествени характеристики.
Метод с кислороден конвертор
Когато се използва този метод за производство на стомана, проблемът с излишното чугун и фосфор в стоманата се разрешава чрез окисляването им с кислород. За да направите това, продухването се извършва под налягане през разтопения метал. Пещта, използвана за производството на стомана, се нарича конвертор. По форма тя прилича на круша. Във вътрешната си част има облицовка с огнеупорни тухли. Характерна особеност на това оборудване е високата му мобилност. Пещите могат да се въртят на 360 градуса. Капацитетът на конвертора е 60 тона, а за облицовка се използват два вида суровини:
- dinas - в състава на тази суровина присъства силициев оксид, който има високи киселинни свойства;
- доломит - в неговия състав основните компоненти са калциев оксид и магнезий. За получаването му се използва доломитен материал.
Метод Мартин
Тя е използвана активно преди няколко десетилетия. Към момента тя е остаряла и става все по-рядка . Чрез прилагането му за преработката на желязо в стомана е възможно да се получи материал с ниско качество на изхода. По външния си вид мартената пещ е с голяма обемна топилна вана. Покрит е с свод, който е направен от огнеупорни тухли. На него има камери за рекуператор.
Те са отделения, чиято основна цел е газовото отопление. Те се характеризират с пълнене на дюзата, направена от огнеупорни тухли. Чрез третия и четвъртия рекуператор се пълни поток от горещ газ и въздух. В същото време, нагряването на първия и втория топлообменници се осъществява благодарение на пещните газове. Когато температурата се повиши достатъчно, процесът преминава в обратна посока.
Електротермичен метод
В сравнение с другите два метода, преработката на чугун в стомана чрез този метод има няколко предимства. Той не позволява промяна в химическия състав на стоманата. В същото време след завършване на процеса се получава висококачествена стомана.
Тъй като, когато се използва в пещ, количеството въздух е ограничено, това води до намаляване на железния монооксид в готовия материал. Следователно неговото малко количество, съдържащо се в сплавта, дава възможност да се получи качествен продукт. При прилагането на този метод температурата се поддържа на ниво не по-ниско от 2000 градуса по Целзий. Това ви позволява напълно да премахнете от сплавта такива вредни примеси като сяра и фосфор.
Специфично тегло на стоманата
В процеса на производство на стомана възниква индукционно нагряване на метала. За тази цел се използват промишлени честотни токове. Поради факта, че ядрото има голяма маса, такова въздействие върху метала е напълно достатъчно. За да се стопи стомана с тегло до 100 тона, ще бъде достатъчно да се използва индустриален ток с честота 50 Hz. Трябва да се каже, че при различните видове суровини някои параметри може да не съвпадат.
Изчисляване на специфичното тегло на стоманата
Единствено за дадено вещество е съотношението между обема на сплавта и неговата маса. Струва си да се каже, че този параметър е постоянен. За определяне на плътността на сплавта се използва специална формула . Тя е пряко свързана с изчислението за стомана със специфично тегло и има следната форма:
γ = P / V.
В тази формула Y трябва да се разбира като специфичното тегло на метала. Теглото на еднородно тяло се обозначава с буквата P. Буквата V се използва за обозначаване на обема на връзката. Трябва да се каже, че тази формула работи само в случаите, когато металът има плътно състояние и порите като такива отсъстват.
Стомана се използва в различни индустрии. Металургичните предприятия я получават чрез преработка на желязо. За да се постигне качество на стоманата, използвайте различни методи за обработка. Всеки от тях има свои характеристики. Използвайки съвременни методи за обработка, е възможно да се отстранят вредните примеси от състава на сплавта, което позволява да се гарантира високото качество на готовия метал.