Всего на сайте:
166 тыс. 848 статей

Главная | Материаловедение

Контрольная работа по материаловедению и ТКМ   Просмотрен 134

По дисциплине: Материаловедение и ТКМ

На тему: Контрольная работа по материаловедению и ТКМ

 

РУКОВОДИТЕЛЬ:

к.т.н., доцент______

(ученая степень, должность)

Крутько А.А.______

(Ф.И.О)

 

СТУДЕНТ:

_____ заочная, 2СМ, 17-32

(форма обучения, гр., шифр)

Хоменков Д.А.

(Ф.И.О.)

 

Омск 2018 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. В чем сущность явления наклепа и какое оно имеет практическое применение?....................3-5

 

2. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите все превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1,1 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?.....................5-8

 

3. В чем отличие процесса цементации в твердом карбюризаторе от процесса газовой цементации? Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева цементированных изделий?....................9-12

 

4. Состав, классификация и область применения пластмасс…13-14

 

5. Производство стали в мартеновской печи………...14-16

6. Список используемой литературы…17

 

 

1. В чем сущность явления наклепа и какое оно имеет практическое применение?

 

Наклеп – изменение структуры и свойств металлического материала, вызванное пластической деформацией. Наклеп снижает пластичность и ударную вязкость, но увеличивает предел пропорциональности, предел текучести и твердость. Наклеп снижает сопротивление материала деформации противоположного знака. При поверхностном наклепе изменяется остаточное напряженное состояние в материале и повышается его усталостная прочность. Наклеп возникает при обработке металлов давлением (прокатка, волочение, ковка, штамповка), резанием, при обкатке роликами, при специальной обработке дробью.

Упрочнение металла в процессе пластической деформации (наклеп) объясняется увеличением числа дефектов кристаллического строения (дислокаций, вакансий, межузельных атомов). Повышение плотности дефектов кристаллического строения затрудняет движение отдельных новых дислокаций, а следовательно, повышает сопротивление деформации и уменьшает пластичность. Наибольшее значение имеет увеличение плотности дислокаций, так как возникающее при этом между ними взаимодействие тормозит дальнейшее их перемещение.

 

Повышение долговечности деталей машин методом поверхностного пластического деформирования (ППД) или поверхностного наклепа широко используется в промышленности для повышения сопротивляемости малоцикловой и многоцикловой усталости деталей машин.

Схемы различных ППД:

а – дробеструйная упрочняющая обработка; б – чистовая обработка – обкатываем шаром; в – обработка дорнованием; г – центробежно-шариковая чистовая обработка; д – обработка чеканкой; е – упрочнение взрывом; ж - упрочнение виброобкатыванием; з – алмазное выглаживание.

Поверхностное упрочнение достигается:

1) дробеструйным наклепом за счет кинетической энергии потока чугунной или стальной дроби; поток дроби на обрабатываемую поверхность направляется или скоростным потоком воздуха, или роторным дробеметом (рис. 3, а);

2) центробежно-шариковым наклепом за счет кинетической энергии стальных шариков (роликов), расположенных на периферии вращающегося диска; при вращении диска под действием центробежной силы шарики отбрасываются к периферии обода, взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью и отбрасываются в глубь гнезда;

3) накатываем стальным шариком или роликом (60 HRC) (рис. 3, б); передача нагрузки на ролик может быть с жестким и упругим контактом между инструментом и обрабатываемой поверхностью;

4) алмазным выглаживанием оправкой с впаенным в рабочей части алмазом; оно позволяет получать блестящую поверхность с малой шерховат.

 

2. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите все превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1,1 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

 

Равновесное состояние железоуглеродистых сплавов в зависимости от содержания углерода и температуры описывает диаграмма состояния железо - углерод. На диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов (рис. 1) на оси ординат отложена температура, на оси абсцисс - содержание в сплавах углерода до 6,67%, то есть до такого количества, при котором образуется цементит Fе3С.

По диаграмме состояния системы железо - углерод судят

о структуре медленно охлажденных сплавов, а также о возможности изменения их микроструктуры в результате термической обработки, определяющей эксплуатационные свойства.

На диаграмме состояния Fe - Fе3С приняты международные обозначения. Сплошными линиями показана диаграмма состояния железо - цементит (метастабильная, так как возможен распад цементита), а пунктирными - диаграмма состояния железо - графит (стабильная).

Рассматриваемую диаграмму правильнее считать не железоуглеродистой (Fe - С), а железоцементитной (Fe - Fе3С), так как свободного углерода в сплавах не содержится. Но так как содержание углерода пропорционально содержанию цементита, то практически удобнее все изменения структуры сплавов связывать с различным содержанием углерода.

Компоненты системы железо и углерод - элементы полиморфные. Основной компонент системы - железо.

Углерод растворим в железе в жидком и твердом состояниях, а также может образовать химическое соединение - цементит Fе3С или присутствовать в сплавах в виде графита.

В системе железо-цементит (Fe - Fе3С) имеются следующие фазы: жидкий раствор. твердые растворы - феррит и аустенит, а также химическое соединение - цементит.

Феррит может иметь две модификации - высоко- и низкотемпературную. Высокотемпературная модификация d-Fe и низкотемпературная - a-Fe представляют собой твердые растворы углерода, соответственно, в d- и a- железе.

Предельное содержание углерода в a-Fe при 723°С -0,02%, а при 20°С - 0,006%. Низкотемпературный феррит a-Fe по свойствам близок к чистому железу и имеет довольно низкие механические свойства, например, при 0,06% С:

s = 250 МПа;

d - 50%;

y= 80%;

твердость - 80...90 НВ.

Аустенит g-Fe - твердый раствор углерода в g-железе. Предельная растворимость углерода в g-железе 2,14%. Он устойчив только при высоких температурах, а с некоторым примесями (Мn, Сг и др.) при обычных (даже низких) температурах. Аустенит обладает высокой пластичностью, низкими пределами текучести и прочности. Твердость аустенита 160...200 НВ.

Цементит Fе3С - химическое соединение железа с углеродом, содержащее 6,67% vглерода. Между атомами железа и углерода в цементите действуют металлическая и ковалентная связи.

Температура плавления ~1250°С. Цементит является метастабильной фазой; область его гомогенности очень узкая и на диаграмме состояния он изображается вертикалью. Время его устойчивости уменьшается с повышением температуры: при низких температурах он существует бесконечно долго, а при температурах, превышающих 950°С, за несколько часов распадается на железо и графит. Цементит имеет точку Кюри

 

(210°С) и обладает сравнительно высокими твердостью (800 НВ и выше) и хрупкостью. Прочность его i растяжение очень мала (s =40 МПа).

В системе железо - цементит имеются две тонкие механические смеси фаз - эвтектическая (ледебурит) и эвтектоидная (перлит).

Ледебурит является смесью двух фаз g-Fe + Fе3С, образующихся при 1130°С в сплавах, содержащих от 2,0 до 6,67%С, и наблюдается визуально как структурная составляющая железоуглеродистых сплавов, главным образом, чугунов. Ледебурит обладает достаточно высокими прочностью (НВ>600) и хрупкостью.

Перлит (до 2,0%С) представляет собой смесь a-Fe + Fе3С (в легированных сталях -карбидов), образующуюся при 723°С и содержании углерода 0,83% в процессе распада аустенита, и наблюдается визуально как структурная составляющая железоуглеродистых сплавов. Механические свойства перлита зависят от формы и дисперсности частичек цементита (прочность пластинчатого перлита несколько выше, чем зернистого):

s=800...900 МПа;

d< 16%;

НВ 180..,220.

Диаграмма состояния Fe - Fе3С является комбинацией диаграмм простых типов. На ней имеются три горизонтали трехфазных равновесий: перитектического (1496°С), эвтектического (1147°С) и эвтектоидного (727°С).

Все линии на диаграмме состояния соответствуют критическим точкам, то есть температурам, при которых происходят фазовые и структурные превращения в железоуглеродистых сплавах.

Линия ABCD - линия начала кристаллизации сплава (ликвидус), линия AHJECF - линия конца кристаллизации сплава (солидус).

В области диаграммы HJCE находится смесь двух фаз: жидкого раствора и аустенита, а в области CFD - жидкого раствора и цементита. В точке С при содержании 4,3%С и температуре 1130°С происходит одновременная кристаллизация аустенита и цементита и образуется их тонкая механическая смесь - ледебурит. Ледебурит присутствует во всех сплавах, содержащих от 2,0 до 6,67%С (чутуны). Точка Е соответствует предельному насыщению железа углеродом (2,0%С). В области диаграммы AGSF находится аустенит. При охлаждении сплавов аустенит распадается с выделением по линии GS феррита, а по линии SE - вторичного цементита. Линии GS и PS имеют большое практическое значение для установления режимов термической обработки сталей. Линию GS называют линией верхних критических точек, а линию PS -нижних критических точек. В области диаграммы GSP находится смесь двух фаз - феррита и распадющегося аустенита, а в области диаграммы SEE' - смесь вторичного цементита и распадающегося аустенита. В точке S при содержании 0,8%С и при температуре 723°С весь аустенит распадается и одновременно кристаллизуется тонкая механическая смесь феррита и цементита - перлит.

Линия PSK соответствует окончательному распаду аустенита и образованию перлита. В области ниже линии PSK никаких изменений структуры не происходит.

Структурные превращения в сплавах, находящихся в твердом состоянии, вызваны следующими причинами: изменением растворимости углерода в железе в зависимости от температуры сплава (QP и SE), полиморфизмом

железа (PSK) и влиянием содержания растворенного углерода на температуру полиморфных превращений (растворение углерода в железе способствует расширению температурной области существования аустенита и сужению области феррита).

Диаграмма стабильного равновесия Fe - Fе3С, обозначенная пунктиром, отображает возможность образования высокоуглеродистой фазы - графита - на всех этапах структурообразования в сплавах с повышенным содержанием углерода. Диаграмма состояния стабильной системы железо - графит отличается от метастабильной системы железо-цементит только в той части, где в фазовых равновесиях участвует высокоуглеродистая фаза (графит или цементит).

На диаграмме состояния различают две области: стали и чугуны. Условия принятого разграничения - возможность образования ледебурита (предельная растворимость углерода в аустените):

стали - до 2,14% С, не содержат ледебурита;

чугуны - более 2,14%С, содержат ледебурит.

В зависимости от содержания углерода (%) железоуглеродистые сплавы получили следующие названия:

• менее 0,83 - доэвтектоидные стали;

• 0,83 - эвтектоидные стали;

• 0,83...2 - заэвтектоидные стали;

• 2...4,3 - доэвтектические чугуны;

• 4,3...6,67 - заэвтектические чугуны.

 

 

 

3. В чем отличие процесса цементации в твердом карбюризаторе от процесса газовой цементации? Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева цементированных изделий?

 

 

Цементация твердым карбюризатором.

В этом процессе насыщающей средой является древесный уголь (дубовый или березовый) в зернах поперечником 3,5-10 мм или каменноугольный полукокс и торфяной кокс, к которым добавляются активаторы: углекислый барий (BaCO2) и кальцинированную соду (Na­2CO3­) в количестве 10-40% массы угля.

Детали, подлежащие цементации, после предварительной очистки укладывают в ящики: сварные стальные или, реже, литые чугунные прямоугольной или цилиндрической формы. При упаковке изделий на дно ящика насыпают и утрамбовывают слой карбюризатора толщиной 20-30 мм, на который укла­дывают первый ряд деталей, выдерживая расстояния между ними и до боковых стенок ящика 10-15 мм. Затем засыпают и утрамбо­вывают слой карбюризатора толщиной 10-15 мм, на него укла­дывают другой ряд деталей и т. д. Последний (верхний) ряд дета­лей засыпают слоем карбюризатора толщиной 35-40 мм с тем, чтобы компенсировать возможную его усадку. Ящик накрывают крышкой, кромки которой обмазывают огнеупорной глиной или смесью глины и речного песка. После этого ящик помещают в печь.

Нагрев до температуры цементации (910-930°С) составляет 7-9 мин на каждый сантиметр минимального размера ящика. Продолжительность выдержки при температуре цементации для ящика с минимальным размером 150 мм составляет 5,5-6,5 ч для слоя толщиной 700-900 мкм и 9-11 ч для слоя толщиной 1200-1500 мкм. При большем размере ящика (минимальный раз­мер 250 мм) для получения слоя толщиной 700-900 мкм продол­жительность выдержки равна 7,5-8,5 ч, а при толщине 1200-1500 мкм – 1-4 ч.

После цементации ящики охлаждают на воздухе до 400-500°С и затем раскрывают.

Цементация стали осуществляется атомарным углеродом. При цементации твердым карбюризатором атомарный углерод обра­зуется следующим образом. В цементационном ящике имеется воздух, кислород которого при высокой температуре взаимодей­ствует с углеродом карбюризатора, образуя окись углерода. Окись углерода в присутствии железа диссоциирует по уравнению 2СО СО2 + Сат.

Углерод, выделяющийся в результате этой реакции в момент его образования, является атомарным и диффундирует в аустенит:

Сат Feγ аустенит Feγ (С).

Газовая цементация.

Этот процесс осуществляют нагревом изделия в среде газов, содержащих углерод. Газовая цементация имеет ряд преимуществ по сравнению с цементацией в твердом карбюризаторе, поэтому ее широко применяют на

 

заводах, изго­товляющих детали массовыми партиями.

В случае газовой цементации можно получить заданную кон­центрацию углерода в слое; сокращается длительность процесса, так как отпадает необходимость прогрева ящиков, наполненных малотеплопроводным карбюризатором; обеспечивается возмож­ность полной механизации и автоматизации процессов и значи­тельно упрощается последующая термическая обработка деталей, так как закалку можно проводить непосредственно из цемента­ционной печи.

Наиболее качественный цементованный слой получается при использовании в качестве карбюризатора природного газа, состоя­щего почти полностью из метана (СН4) и пропанбутановых сме­сей, подвергнутых специальной обработке, а также жидких угле­водородов. Основной реакцией, обеспечивающей науглерожива­ние при газовой цементации, является:

2СО СО2 + Сат; Сат Feγ -> аустенит Feγ (С).

Процесс ведут при температуре 910-930 °С 6-12 ч (толщина слоя 1000-1700 мкм).

В серийном производстве газовую цементацию обычно прово­дят в шахтных печах.

Необходимая для газовой цементации атмосфера создается при подаче в камеру печи жидкостей, богатых углеродом (керосин, синтин, спирты и т. д.). Углеводородные соединения при высокой температуре разлагаются с образованием цементующего газа.

В крупносерийном и массовом производствах газовую цемен­тацию проводят в безмуфельных печах непрерывного действия. В этих установках весь цикл химико-термической обработки (це­ментация, закалка и низкий отпуск) полностью механизирован и автоматизирован. В печах непрерывного действия для цементации применяют эндотермическую атмосферу, в которую добавляют природный газ, об. %; 95-97 эндогаза (20% СО, 40% На и 40% Ni) и 3-5 природного газа.

Основное преимущество эндотермической атмосферы – воз­можность автоматического регулирования углеродного потенциа­ла, под которым понимают ее науглероживающую способность, обеспечивающую определенную концентрацию углерода на поверхности цементованного слоя.

Термическая обработка стали после цементации и свойства цементованных деталей. Окончательные свойства цементованных деталей достигаются в результате термической обработки, выпол­няемой после цементации. Этой обработкой можно исправить структуру и измельчить зерно сердцевины и цементованного слоя, неизбежно увеличивающееся во время длительной выдержки при высокой температуре цементации, получить высокую твер­дость в цементованном слое и хорошие механические свойства сердцевины; устранить карбидную сетку в цементованном слое которая может возникнуть при насыщении его углеродом до заэвтектоидной концентрации.

В большинстве случаев, особенно при обработке наследственно мелкозернистых сталей, применяют закалку от 820-850°С.

Это обеспечивает измельчение зерна и полную закалку цемен­тованного слоя и частичную перекристаллизацию и измельчение зерна сердцевины. После

 

 

газовой цементации часто применяют закалку без повторного нагрева, а

непосредственно из печи после подстуживания изделий до 840-860°С для уменьшения коробле­ния обрабатываемых изделий. Такая обработка не исправляет структуры цементованного слоя и сердцевины, поэтому непосред­ственную закалку применяют только в том случае, когда изделия изготовлены из наследственно мелкозернистой стали.

Заключительной операцией термической обработки цементо­ванных деталей во всех случаях является низкий отпуск при 160-180°С, переводящий мартенсит закалки в поверхностном слое в отпущенный мартенсит, снимающий напряжения.

В серийном производстве газовую цементацию обычно прово­дят в шахтных печах. Необходимая для газовой цементации атмосфера создается при подаче в камеру печи жидкостей, богатых углеродом (керосин, синтин, спирты и т. д.). Углеводородные соединения при высокой температуре разлагаются с образованием цементующего газа.

В крупносерийном и массовом производствах газовую цемен­тацию проводят в безмуфельных печах непрерывного действия. В этих установках весь цикл химико-термической обработки (це­ментация, закалка и низкий отпуск) полностью механизирован и автоматизирован. В печах непрерывного действия для цементации применяют эндотермическую атмосферу, в которую добавляют природный газ, об. %; 95-97 эндогаза (20% СО, 40% На и 40% Ni) и 3-5 природного газа.

Основное преимущество эндотермической атмосферы – воз­можность автоматического регулирования углеродного потенциа­ла, под которым понимают ее науглероживающую способность, обеспечивающую определенную концентрацию углерода на поверхности цементованного слоя.

Окончательные свойства цементованных деталей достигаются в результате термической обработки, выпол­няемой после цементации. Этой обработкой можно исправить структуру и измельчить зерно сердцевины и цементованного слоя, неизбежно увеличивающееся во время длительной выдержки при высокой температуре цементации, получить высокую твер­дость в цементованном слое и хорошие механические свойства сердцевины; устранить карбидную сетку в цементованном слое которая может возникнуть при насыщении его углеродом до заэвтектоидной концентрации.

В большинстве случаев, особенно при обработке наследственно мелкозернистых сталей, применяют закалку от 820-850°С.

Это обеспечивает измельчение зерна и полную закалку цемен­тованного слоя и частичную перекристаллизацию и измельчение зерна сердцевины. После газовой цементации часто применяют закалку без повторного нагрева, а непосредственно из печи после подстуживания изделий до 840-860°С для уменьшения коробле­ния обрабатываемых изделий. Такая обработка не исправляет структуры цементованного слоя и сердцевины, поэтому непосред­ственную закалку применяют только в том случае, когда изделия изготовлены из наследственно мелкозернистой стали.

 

 

Заключительной операцией термической обработки цементо­ванных деталей во всех случаях является низкий отпуск при 160-180°С, переводящий мартенсит закалки в поверхностном слое в отпущенный мартенсит, снимающий напряжения.

 

4. Состав, классификация и область применения пластмасс.

 

Материалы, получаемые синтезом органических веществ, на­зываются синтетическими. К ним относятся: пластмассы, пленки и волокна, резины, клеи, герметики, краски, лаки. В основе этих материалов лежат полимерные соединения, так называемые полиме­ры.

Свойства синтетических материалов определяются физико-меха­ническими показателями тех полимеров, из которых они получены. Все полимеры отличаются исключительно большим размером молекул. Молекулы полимеров называют макромолекулами. Моле­кулярный вес полимеров составляет от 6—10 тысяч до величины, определяемой размером данного куска полимера, т. е. кусок поли­мера представляет собой единую молекулу.

Форма молекул поли­меров может быть линейной (нитевидной) или сетчатой. Каждая макромолекула представляет собой совокупность звеньев какой-то одной определенной структуры, соединенных химическими связями. Часто макромолекулы представляют собой сочетание звеньев двух или трех различных типов структур. Такие полимеры называют совмещенными полимерами или сополимерами, свойства сополимеров бывают средними показателями свойств отдельных поли­меров, составляющих данный сополимер.

Сильнее выражены свой­ства того полимера, звеньев которого больше в макромолекулах сополимера.

Изделия из пластмасс, приняв при определенной температуре и давлении заданную форму, при обычных условиях представляют собой твердые и упругие тела.

Пластмассы широко применяют в машиностроении благо­даря высоким показателям следующих основных положительных свойств:

1) малая плотность полимерных материалов по сравнению с металлами (1,1—1,8 г/см3) позволяет значительно уменьшить Бес машин при изготовлении их деталей из пластмасс;

2) химическая стойкость: пластмассы не подвержены корро­зии, а многие из них и агрессивным средам;

3) электроизоляционные свойства, позволяющие применять пластмассы в качестве диэлектриков, незаменимых в высокочастот­ных устройствах радиосвязи, телевидения и т. д.;

4) абсолютная и удельная механическая прочность и возмож­ность создания анизотропных материалов;

5) антифрикционные свойства: некоторые виды пластмасс, на­пример текстолит, ДСП (древеснослоистые пластики), капрон, капролон, успешно заменяют бронзу и баббит в подшипниковых узлах машин;

 

 

6) фрикционные качества: фенопласты с асбестовым напол­нителем, пресскомпозиции на основе каучуков и другие виды специальных пластмасс обладают высоким коэффициентом трения, малым износом; они с успехом заменяют в конструкциях транспорт­ных и прочих машин чугун и дорогие сорта дерева;

7) оптические свойства: некоторые ненаполненные пластиче­ские массы, как полиметилметакрилат (органическое стекло), полистирол и другие, прозрачны и бесцветны, способны пропускать лучи света в широком диапазоне волн, в том числе ультрафиоле­товую часть спектра, значительно превосходя в этом отношении силикатные стекла; эти пластмассы широко применяют в оптической промышленности и машиностроении для изготовления прозрачных деталей — водомерных стекол, арматуры масляных и охлаждаю­щих систем, линз смотровых отверстий и т. д.;

8) технологичность: трудоемкость изготовления самых сложных деталей из пластмасс незначительна по сравнению с трудоемкостью изготовления деталей из других материалов;

9) наличие неограниченных ресурсов дешевого сырья.

Одновременно с указанными достоинствами пластмассы обла­дают следующими недостатками:

1) низкая теплостойкость: основные виды пластмасс могут удовлетворительно работать лишь в сравнительно небольшом интервале температур (от— 60 до + 200° С); пластмассы на основе кремнийорганических полимеров, фурфурольных композиций и фто­ропластов имеют верхний предел температур 300—400° С; 258

2) низкая теплопроводность: теплопроводность пластмасс в 500—600 раз ниже теплопроводности металла, что создает труд­ности при их применении в узлах и деталях машин, где необходим быстрый отвод больших количеств тепла;

3) низкая твердость (НВ6—60);

4) ползучесть: это свойство особенно ярко выражено у термо­пластов;

5) малая жесткость: модуль упругости самых жестких пласт­масс — стеклопластиков на один-два порядка ниже, чем у метал­лов;

6) старение: пластмассы теряют свои свойства под действием температуры, влажности, света, воды, длительного пребывания в атмосферных условиях.

Все это необходимо учитывать при конструировании деталей из пластмасс.

Пластмассы в зависимости от поведения смолы при нагреве делятся на термореактивные (реактопласты) и термопластические (термопласты).

Реактопласты под действием тепла и давления (или инициато­ров— ускорителей отверждения) переходят в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. Реактопласты не могут быть вторично переработаны.

Термопласты под действием тепла плавятся и затвердевают при охлаждении.

Изделия из термопластов могут неоднократно перерабатываться. Однако повторный нагрев несколько ухудшает физико-механические свойства

 

 

материала (за счет разложения и загрязнения его).

В зависимости от применяемого наполнителя пластические массы разделяют на композиционные и слоистые. Композицион­ные в свою очередь делятся на порошкообразные и волокнистые.

 

5. Производство стали в мартеновской печи.

 

Как указывалось ранее, основным недостатком стали, получаемой путем кислого или основного конвертирования, является повышенное содержание в ней кислорода и связанное с этим понижением механических свойств.

Таким образом, для изготовления многих ответственных изделий (пружины, инструмент, детали, работающие на удар, и др.) эта сталь оказалась непригодной.

В 1864 г. было положено начало производства литой стали на мартеновской печи.

В настоящее время свыше 80% всей стали получают этим способом.

Производство стали в мартеновских печах является также окислительным процессом, однако в этом случае окисление происходит не непосредственно воздухом, проходящим через всю толщу расплавленного металла, как это имеет место в процессе конвертирования, а через шлак, изолирующий расплавленный металл от непосредственного взаимодействия с кислородом воздуха.

Это обеспечивает возможность лучшего регулирования хода процесса плавки, уменьшает угар металла и способствует повышению качества стали. Пламенная мартеновская печь является печью периодического действия, нагреваемой при помощи сжигания газа или мазута.

Газ, а также воздух, необходимый для его сжигания, предварительно подогреваются в специальных приспособлениях — регенераторах — до температуры 1100°.

Поэтому мартеновская печь называется регенеративной.

Смешиваясь у входа в плавильное пространство печи, газы образуют большой факел пламени, способствующий быстрому нагреву самой печи и находящихся в ней шихтовых материалов.

Отходящие печные газы проходят через вторую пару регенераторов и нагревают их до температуры 1100—1200°.

Изменяя периодически направления факела горения в печи, можно обеспечить в ней длительное время температуру 1600—1700°, вполне достаточную для поддержания стали в расплавленном состоянии.

Регенераторы представляют собой кирпичную решетчатую садку из огнеупорного материала.

Они располагаются ниже уровня пода печи, обычно по два с каждой стороны. Переключение клапанов, регулирующих направление факела горения, происходит автоматически через 15—20 мин.

 

На рисунке выше, показана схема движения газов в мартеновской печи.

На рисунке изображены — продольный и поперечный разрезы мартеновской печи.

 

 

 

 

А на рисунке 43,показана схема установки кислородного дутья для получения стали скоростным способом.

В зависимости от футеровки различают мартеновские печи:

кислые, когда футеровка выполнена из динаса,

основные, когда огнеупорный материал представляет собой доломит.

В зависимости от конструкции различают печи стационарные (неподвижные) и качающиеся.

Качающиеся печи могут поворачиваться на определенный угол вокруг горизонтальной оси, что облегчает выпуск из них металла и шлака.

 

Список используемой литературы:

 

 

1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. – М.: Металлургия, 1983.

2. Гуляев А.П., Малинина К.А., Саверина С.М. Инструментальные стали: Справочник. – М.: Машиностроение, 1975.

3. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник. – М.: Машиностроение, 1992.

4. Калачев Б.А., Ливанов Б.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. – М.: МИСИС, 2005.

5. Коршунова Т.Е., Овсянникова Г.Л. Принцип обозначения марок черных и цветных сплавов. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 1998.

6. Коршунова Т.Е. Микроанализ. Твердость материалов. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 1999.

7. Коршунова Т.Е. Диаграммы состояния сплавов (основные системы). – Владивосток: Изд-во ДВГТРУ, 1998.

8. Коршунова Т.Е. Строение, свойства и применение сталей и чугунов. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2003.

9. Коршунова Т.Е. Влияние термической обработки на структуру и свойства углеродистых сплавов.

– Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 1995.

10. Коршунова Т.Е. Методические указания к лабораторным работам. Структура, свойства и термическая обработка цветных металлов и сплавов. – Владивосток: ДВТИ, 1991.

11. Коршунова Т.Е. Выбор материалов деталей машин и узлов. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2001.

12. Материаловедение и технология металлов / Под ред. Г.П. Фетисова. – М.: Высш. шк., 2002.

13. Мозберг Р.К. Материаловедение. – М.: Высш. шк., 1991.

14. Марочник сталей и сплавов/ Под общ. ред. В.Г.Сорокина. – М.: Машиностроение, 1989.

15. Мотовилин Г.В., Масино М.А., Суворов О.М. Автомобильные материалы: Справочник. – М.: Транспорт, 1989.

16. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Материаловедение. – СПб.: Химиздат, 2004.

17. Смирягин А.П., Смирягина Н.А., Белова А.В. Промышленные цветные металлы и сплавы. – М.: Металлургия, 1974.

18. Технология металлов и материаловедение / Б.В. Кнорозов, Л.Ф. Усова, А.В. Третьяков и др. – М.: Металлургия, 1987.

 

Предыдущая статья:Инвестиции в новый проект Следующая статья:Контрольная работа за I полугодие в 6-х классах
page speed (0.0407 sec, direct)