Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Октября 2013 в 21:28, реферат
Болат (араб. jїҒ– — фолад) — темірдің көміртекпен (2%-ке дейін) және басқа элементтермен қорытпасы. Ол деформалануға төзімді (созылмалық қасиеті бар). Болат — қара металлургия өндірісінің негізгі өнімі және қазіргі машина жасау өнеркәсібі мен құрылыста пайдаланылатын негізгі материал. Болат өндірісінің көлемі мемлекеттің техника-экономика деңгейін сипаттайды. Хим. құрамына қарай көміртекті және легирленген Болат болып бөлінеді. Көміртекті Болаттың құрамында темір мен көміртектен басқа марганец (1%-ке дейін) және кремний (0,4%-ке дейін), сондай-ақ, зиянды қоспалар — күкірт, фосфор, т.б. элементтер болады. Болаттың сапасын жақсарту үшін қорытпа құрамына хром, никель, молибден, ванадий, вольфрам, марганец, кремний, т.б. элементтер қосылады. Мұндай қорытпа легірленген Болат деп аталады. Болаттар едәуір көп тараған материалдар болып табылады. Құрамы жағынан техникалық жақсы. Өнімдерді қысым мен кесу өңдеу барысында алады. Өңдеу түрі мен құрамын өзгерте отырып, керекті жинақ аламыз, бұл оның негізгі артықшылығы. Болаттарды көміртекті және легірленген деп ажыратамыз.
Болат өндірісі
Болат (араб.
jїҒ– — фолад) — темірдің көміртекпен
(2%-ке дейін) және басқа элементтермен
қорытпасы. Ол деформалануға төзімді
(созылмалық қасиеті бар). Болат —
қара металлургия өндірісінің
Көміртегі мен қоспалардың болат құрамына әсер етуі.
Көміртекті болаттар негізгі болаттар болып саналады. Олардың қасиеті көміртегінің мөлшерімен және қоспалардың құрамымен темір көміртекпен әрекеттесетін анықталады.
Көміртегінің әсер етуі.
Болаттағы көміртегі мөлшерінің өсу нәтижесінде оның құрамындағы цементит мөлшері артып, сонымен қатар феррит мөлшері кеми түседі. Құрамдас бөліктерінің арақатынасының өзгеруі пластикалығының азаюына, сонымен қатар беріктілігі мен қаттылығының артуына әкеп соқтырады. Беріктілігі құрамындағы көміртек мөлшерінің 10 %-ға дейін болғанда ғана өседі, содан кейін ол төмендейді, себебі екіншілік цементиттің бұзық торы түзіледі. Көміртек тұтқырлыққа әсер етеді. Көміртегіні арттырған жағдайда морт сынғыштық артып екпінді тұтқырлығы азаяды.
Электркедергісі мен коэрцитивті күш артып, магнит өтімділігі мен магнит индукциясының
тығыздығы азаяды. Көміртек одан басқа технологиялық құрамына да әсер етеді. Көміртегі мөлшерінің артуы болаттың литейлі құрамын нашарлатады ( құрамындағы көміртек мөлшері 0,4 %-ға дейін болаттар қолданылады); мысалы қысыммен, балқығыштығымен және кесумен өңделуі. Тағы да айта кететін болсақ, құрамындағы аз көміртекті болаттарда кесумен қатар өңделеді.
Қоспалардың әсер етуі.
1.Тұрақты қоспалар кремний, марганец, күкірт, фосфор. Марганец пен кремний болат балқу процесінде қышқылсыздандыру мақсатында енгізіледі, олар технологиялық қоспалар болып табылады. Марганец құрамы 0,5...0,8 %-дан аспайды. Марганец беріктілікті арттырады, пластикалықты төмендетпейді, күкірттің әсерінен пайда болған болаттың морт сынғыштығын азайтады. Күкіртпен марганец сульфидін MnS түзіп, темір сульфидінің FeS құрамын азайтады. Марганец сульфидтері бөлек қоспалар ретінде орналасады, олар деформацияланып прокатканың барлық ұзындығы бойына созылымды болып келеді. Кремний құрамы 0,35...0,4 %-дан аспайды. Кремний, металды газсыздандырып, құйманың тығыздығын арттырады. Кремний феррит құрамында балқып, болаттың беріктілігін арттырады, сонымен қатар аққыштық шегі де артады. Бірақ кейбір кездерде пластикалығының төмендеуі байқалады, бұл болаттың ұзаруын төмендетеды. Фосфордың болат құрамындағы үлесі 0,025...0,045 % құрайды. Фосфор феритте еріп, кристалдық торды тоздырады да аққыштық шегі мен беріктілік шегін арттырады, бірақ пластикалығы мен тұтқырлығын азайтады. Фосфор құрамының әрбір 0,01 % өсуі морт сынғыштық шегін 20...25°С арттыра түседі. Фосфор ликвацияға бейімділік қасиетіне ие, сондықтан да құйма ортасында орналасқан аймақтарда тым төмендетілген тұтқырлыққа ие. Кейбір болаттар үшін фосфор құрамын 0,10...0,15 % дейін арттыруға болады, себебі бұл кезде кесумен өңдеуге оңай. Болаттың құрамындағы күкірттің үлесі 0,025..0,06 % құрайды.
Күкірт – зиянды қоспа, болатқа шойын арқылы түседі. Темірмен әректтескенде химиялық қосылыс – күкірт сульфидін түзеді FeS. Темірмен қосылып жеңіл қорытпалы эвтектика түзеді, қайнау температурасы 988°С. Қыздырғанда не темірді соққанда эвтектика балқиды, дәндер арасындағы байланыс үзіледі. Эвтектика орналасқан жерлерінің деформациялануы кезінде жарықшалар мен тесіктер пайда болуы мүмкін, сондықтан жоғары температурадағы дайындаманың бұзылуы байқалады. Красноломкость – жоғары температурада мортсынғыш пайда болады.Күкірт механикалық қасиеті төмендетеді, әсіресе соққы тұтқырлықты және пластикалылықты, сонымен қатар төзімділік шегін. Ол сонымен қатар пісуді төмендетіп және де коррозиялық күйін төмендетеді.
2. Жасырын қоспалар – газдар ( азот, оттегі, сутегі) – темірге балқу кезінде түзеді. Азот және оттегі болаттың құрамында сынғыш күйде, яғни металл емес күйде болып келеді: қышқылдар ( FeO, SiO2, Al2O3) нитриттер ( Fe2N) қатты ерітінді түрінде немесе бос күйде, дефекттарда жайғасады (аковиндер, жарықтарда). Дайындама енгізу (азот N4, оттегі О) төменгі температурада мортсынғыштік (хладноломкость) табалдырығын жоғарлатып, мортсынғыштың бұзылуына қарсы тұрады. Болатта балқытылған сутегі өте зиянды болады, нәтижесінде болат сынғыш болып келеді. Ол катанды дайындама және поковтың түзілуіне алып келіп соқтырады.
Флокендер – овальді немесе дөңгелек формадағы жұқа жарық, дақ түрінде келуі мүмкін – күміс
түсті жапалақ.
Өндірісте металды флокенмен қолдануға болмайды, сварка кезінде салқын жарықтар
тұрақты металда пайда болады. Егер сутегі жоғары қабатта орналасса, онда ол 150...180 градуста жойылады, вакуумда жақсырақ ~ 10~,, 10~ ммрт.ст.. Жасырын қоспаны жою үшін вакуумды қолданады.
3. Арнайы қоспалар – берілген қасиет алу үшін металға арнайы енгізіледі. Қоспаларды легірленген элементтер дейміз, ал болат – легирленген болат.
Классификация және болатты маркілеу. Болат классификациясы
Болаттар көп түрімен классификацияланады.
1.Химиялық құрамымен: комиртекті және лигерленген
2.Көміртегі құрамымен:
- төменгі көміртекті, көміртегі болуының 0,25-ке% дейн
- орташа көміртекті , көміртегі болуының 0,3...О,б% дейн
- жоғарға көміртекті, көміртегінің болуы 0,7% астам
3.Тең құрылысымен: эвтектоидқа дейін, эвтектоидты, эвтектоидтан кейінгі.
4.Сапасы бойынша: сапалы мөлшер көрсеткіші жағынан зиянды қоспа: күкірт және
фосфор:
-0,04S , P< 0.08% - комиртекті болатты жай сапалы
- 0,03 S , P< 0,04%- сапалы болат
5.Балқыту тәсіліне қарай:
-мартен пештерде;
-ауа конверторларында;
-электр пештерінде: электр доғалық, индукциондық және т.б.
6.Мақсатына қарай:
-конструкциондық-машиналардың бөлшектері мен механизмдерін жасау үшін
қолданылады;
-құрал-жабдықтық-әр-түрлі құрал-жабдықтарды жасау үшін қолданылады;
-арнайы-ерекше қасиеттері бар болаттар: электротехникалық, ерекше магниттік
қасиеттерімен және т.б.
Болаттардың маркіленуі
Болаттардың қабылдалған әріптік-сандық белгіленуі қарапайым сапалы көміртекті болаттар (ГОСТ 380). Болаттарда күкірт пен фосфордың көп мөлшері кездеседі: СТ.2кп.,Ст.3кп.,Ст.4сп. болып маркіленеді. СТ-берілген болат тобының индексі. 0-ден 6-ға дейінгі сандар-бұл болат маркісінің шартты нөмірі. Маркі номірінің ұлғайған сайын болаттың төзімділігі жоғарылайды, ал икемділігі төмендейді. Жеткізу кепілдігіне қарай болаттың 3 тобы белгілі: А, Б және В топтары. А тобыболаттары үшін жеткізу кезінде механикалық қасиеттеріне кепілдік беріледі, ал А тобындағы белгілеуде индекс көрсетілмейді. Б тобындағы болаттар үшін химиялық құрамына кепілдік беріледі. В тобының болаттары үшін механикалық қасиеттеріне де, химиялық құрамына да кепілдік беріледі. кп, пс, сп индекстері болаттың қышқылдану дәрежесін көрсетеді: кп-қайнау дәрежесі, пс-жартылай қалыпты, сп-қалыпты.
Сапалы көміртекті болаттар
Механикалық қасиеттері мен химиялық құрамы бойынша кепілдендірілген сапалы болаттар жеткізіледі (В тобы). Қышқылдану дәрежесі, негізінен қалыпты. Конструкциондық-сапалық көміртекті болаттар. Екі таңбалы санмен, яғни құрамындағы жүздік пайыздық үлесіндегі көміртекпен маркіленеді. Қышқылдану дәрежесі көрсетіледі, егер ол қалыптыдан ерекшеленсе ғана
болат 08 кп, болат 10 пс, болат 45. Көміртектің үлесі, сәйкесінше, 0,8%, 0,10%,0,45. Құрал-жабдықтық-сапалық көміртекті болаттары У әрпімен және құрамындағы көміртегі пайыздың жүздік үлесіндей (көміртекті құрал-жабдықтық болат) болатын санмен маркерленеді. Болат У8, болат У13. Көміртектің үлесі, сәйкесінше, 0,8% және 1,3%. Құрал-жабдықтық-жоғары сапалық көміртекті болат. Құрал-жабдықтық-сапалық көміртекті болат тәрізді маркіленеді, тек маркі соңында (болаттың жоғары сапалы екендігін көрсету үшін А әрпі көрсеіледі).
Сапалы және жоғары сапалы легірленген болаттар. Сандық-әріптік түрде таңбаланады. Легирленетин элементтер шартты түрде таңбаланады. Орыс алфавитіндегі әріптермен белгіленеді. Легирленетин элементтердің белгіленуі: Х-хром, Н-никель, М- молибден, В-вольфрам, К-кобальт, Т-титан, А-азот(маркінің ортасында көрсетіледі), Г-марганец, Д-медь,Ф-ванадий, С-кремний, II-фосфор, Р-бор, Ц-цирконий, Ю-алюминй.
Легирленген конструкционды болаттар.
Болат15Х25Н19ВС2. Маркінің басында екі таңбалы сан, құрамындағы көміртегі пайыздың жүздік үлесін көрсетеді. Одан әрі легирленетін элементтер көрсетіледі. Элементке шамалы ғана жетер жетпейтін сан оның пайыздағы құрамын білдіреді. Егер сан болмаса, онда элемент құрамы 1,5%-дан аспайды. Көрсетілген маркіде болаттың құрамында көміртегінің 0,15%, хромның 25%, никельдің 19%, вольфрамның 1,5%, кремнийдің 2 % бар екенін көрсетеді. Жоғары сапалы легирленген болаттарды белгілеу үшін маркі соңында А символы қойылады.
Легирленген құрал-жабдықтық болаттар.
Болат 9ХС, болат ХВГ. Маркі басындағы біртаңбалы, құрамындағы көміртегі пайыздың жүздік үлесін көрсетеді. Құрамындағы көміртегі 1%-дан аспайды. Одан әрі легирленетін элементтер көрсетіледі. Кейбір болаттар стандартты емес болып таңбаланады. Тез кесілетін құрал-жабдықтық болаттар. Болат Р18. Р-берілген болат тобының индексі (rapid-жылдамдық). Құрамындағы көміртегі 1%. Бұл сан негізгі легирленетін элементті-вольфрамды көрсетеді. Көрсетілген болат құрамындағы вольфрам-18%. Егер болаттар құрамында легирленетін элементтер болса, олардың құрамда болуы сәйкесінше элементтің белгіленуінен кейін ғана көрсетіледі. Шар тәрізді подшипникті болаттар. Болат ШХ6, болат ШХ15ГС. Ш- берілген болат тобының индексі. Х-болаттағы хромның барлығын
көрсетеді. Келесі сан хромның пайыздың жүздік үлесін көрсетеді, сәйкесінше көрсетілген болаттардағы үлес 0,6% және 1,5%. Сонымен қатар болат құрамына кіретін легирлейтін элементтер де көрсетіледі. Құрамындағы көміртегі 1%.-дан асады.
Болат қорыту өндірісі.
Болат
қорыту өндірісі, Қарағанды металлургия
комбинатының болат табак прокаттау
цехтарын металмен қамтамасыз етеді. Мартен
және конвертер цехтары бар. Мартен
цехы алғашқы балқыманы 1964 жылы 10 қаңтарда
берді (1970 жылға дейін Қарағанды
металлургия зауытының мартен цехы).
Цехта 2 пеш бар, әрқайсысының шегіңдісі
650 т. №1 домна пештерінде қорытылған
шойыннан және металл сынықтарынан болат
балқытылады, олардың арақатынасы
тиісінше 65% және 85%. Коспалары: әктас, боксит,
әк. Негізгі өнімі — прокат алу
үшін болат құймалар. Пештердін барлық
элементгері магнезитті, хромды магнезитті
және шамотты отқа тәзімді заттармен
беттелген. Отынды жағу үшін қажетті
ауа регенеттерде 1000-1200 С градусқа
дейін қыздырылады. Балқыма өнімі
арнаулы ленталы ойық арқылы сыйымдылығы
320 т. болат құйғыш шөмішке құйылады.
Шығару барысында тотықсызданып, шындалады.
Факел мен ваннада болат
Балқытып біріктірілген
құралымдар, пісірілген құралымдар — бөліктері бір-бірімен
Орал балқыту-механикалық
Шойын мен болат балқыту негізінде өнім өндіретін, сондай-ақ ауыл шаруашылығы техникасына қажетті қосалқы бөлшектер шығаратын өндірістік кооператив. 1942 жылы қаңтар айында Воронеж облысының Усмань қаласынан көшіріп әкелінген. Бастапқы кезде қазіргі атауымен аталып, артиллерияға қажетті оқтар шығарды. 1942 – 1992 жылы “Құрылыс-монтаждау жабдықтары зауыты” деп аталды. 1992 жылы ұжымдық кәсіпорын, 2000 жылдан өндірістік кооператив ретінде жұмыс істейді. Кооперативтің металды балқытып құю, механика және дәнекерлеу-құрастыру цехтары бар.
Қож (Шлак) — балқыту процестерінде (мысалы, болат қорыту кезінде) сұйық металдың бетінде көлкіп тұратын, қатайғанда тас тектес немесе шыны тектес болатын балқыма. Шикіқұрам мен пешке арнайы салынатын флюстердің коспасынан, сондай-ақ металлургиялық пештердегі химиялық реакциялардың өнімдерінен, отын күлінен тұрады. Металлургия процестерінде маңызды рөл атқарады: астындағы металды пештегі газды ортаның зиянды өсерінен қорғайды, қоспаларды сіңіріп алады және басқа да әр алуан физикалық-химиялық функциялар атқарады.