Продукция черной металлургии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новокузнецкий филиал-институт

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Кемеровский государственный университет»

Экономический факультет

Кафедра менеджмента и маркетинга

РЕФЕРАТ

по типовым промышленным технологиям

«Продукция черной металлургии»

Студент группы МПМ-12-2

Костюнкин А.В.

Руководитель: Лубяная С.В.

Новокузнецк 2013

Содержание

1. Основы металловедения

2. Классификация и ассортимент чугуна и сталей

3. Стальной прокат и металлические изделия

1. Основы металловедения

Простые вещества в зависимости от свойства делятся на металлы и неметаллы. Некоторые вещества, которые по своим свойствам занимают промежуточное положение между металлами и неметаллами (бор, германий и др.), называются металлоидами.

Металлы - это непрозрачные, кристаллические, твёрдые при комнатной температуре (за исключением ртути) тела, отличающиеся характерным металлическим блеском, ковкостью, высокой электро- и теплопроводностью, прочностью, вязкостью и пластичностью. Они составляют три четверти всех элементов таблицы Д. Менделеева и образуют множество металлических сплавов. Условно металлы подразделяют на чёрные и цветные.

По степени чистоты (наличию примесей) металлы подразделяют на шесть подгрупп.

Классификация металлов приведена на рис. 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Классификация металлов

Металлическими сплавами называют материалы, которые представляют собой сложные системы из металлов, неметаллов и их соединений, сохраняющих типичные признаки металлического состояния вещества. Классификация сплавов приведена на рис. 2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Классификация сплавов

Все металлы и сплавы в твёрдом состоянии имеют кристаллическое строение, что обуславливает особенности их свойств по сравнению с аморфными веществами: различные свойства кристалла в различных направлениях (анизотропность); наличие плоскостей скольжения; существование критической температуры при затвердении (плавлении). Основные свойства металлов и сплавов существенно зависят от формы и размеров зерна. Для изменения параметров и количества зёрен в слитке металла используют модифицирование, пластическую деформацию, рекристаллизацию, аллотропию и др. методы.

2. Классификация и ассортимент чугунов и сталей

В металловедении железоуглеродистые сплавы в зависимости от содержания углерода подразделяют на две группы: чугуны, в которых содержание углерода составляет 2,14-6,67%, и стали, содержащие 0,03-2,14% углерода.

В товароведении важно, что из чугуна, обладающего высокими литейными свойствами, изделия получают простым способом - литьём с последующей обработкой, а для производства изделий из стали, обладающей высокими пластическими свойствами, можно использовать различные методы пластической деформации. Ассортимент стальных изделий разнообразнее, нежели чугунных, поэтому более 80% выплавляемого чугуна перерабатывают в сталь. На практике, если изделие можно получить дешёвым методом литья, используют чугун.

Сталь и чугун наряду с пластмассами, камнем, керамикой, стеклом, деревом и т.п. относятся к основным конструкционным материалам, которые предназначены для изготовления деталей машин, приборов, оборудования, инженерных конструкций, подвергающихся механической нагрузке. Конструкционные материалы подразделяют на группы:

· обеспечивающие жёсткость, статическую и пластическую прочность стали;

· с особыми технологическими свойствами;

· износостойкие;

· с высокими упругими свойствами;

· малой плотностью;

· высокой удельной прочностью;

· устойчивые к воздействию температуры и рабочей среды.

Чугун классифицируют по таким признакам:

· назначению - передельный ( для переработки в сталь), литейный ( для получения отливок - фасонного литья труб) и специальный или доменный ферросплав;

· содержанию связанного углерода - белый, половинчатый, серый (перлитный, ферритно-перлитный и ферритный);

· форме графитных включений - серый, высокопрочный и ковкий;

· составу - обычный, модифицированный (с добавкой модификаторов - ферросилиция, силикокальция, графита и др.) и легированный (с добавками легирующих элементов - хрома, никеля, марганца, меди, молибдена, алюминия).

В состав чугуна кроме железа и углерода ( содержание последнего - обычно 2,5-4,5%) входят как полезные примеси (марганец - до 1,5%, кремний - до 4,5%, легирующие элементы - хром, никель, алюминий и др.), так и вредные (сера - до 0,08%, фосфор - до 1,8%).

Ассортимент чугунов соответствует их классификации по назначению.

Выпускают такие марки литейного чугуна: Л1, Л2, Л3, Л4, Л5, Л6, а также ЛР1, ЛР2, ЛР3, ЛР4, ЛР5, ЛР6, ЛР7, где Л - литейные, Р - рафинированные магнием, цифра - порядковый номер в зависимости от содержания кремния. Процентное содержание кремния, от которого непосредственно зависят литейные свойства, в литейных чугунах находится в таких пределах: 3,2-3,6% - для марок Л1 и ЛР1; 1,2-1,6% - для марки Л6 и 0,8 - 1,2% - для марки ЛР7.

Предельный чугун выпускается марок П1 и П2 (для использования в сталеплавильном производстве), ПЛ1 и ПЛ2 (для литейного производства), а также ПФ1, ПФ2, ПФ3, ПВК1, ПВК2 и ПВК3, где П - передельный, Ф - фосфористый содержание фосфора - 0,8-2,0%), В - высококачественный, К - коксовый, цифра - порядковый номер в зависимости т содержания кремния (от 0,5% для марок с порядковым номером 3 до 1,2 для марок с порядковым номером 1).

Литейные и передельные чугуны по массовому содержанию марганца и фосфора подразделяют на классы, а по содержанию серы - на категории. Процентное содержание фосфора и серы определяет качество железоуглеродистых сплавов.

Легированные чугуны по суммарному содержанию легирующих элементов подразделяют на низколегированные (3%), среднелегированные (3-10%) и высоколегированные (более 10%). Если эти элементы содержатся в железной руде, то получаемые все из неё чугуны называются природнолегиоваными.

Легированные чугуны по применению подразделяют на конструкционные, ростоустойчивые (способные сопротивляться необратимому увеличению объёма при нагреве до высоких температур) и др. (табл. 1.)

Для улучшения свойств чугунов используют легирование, термическую обработку и модифицированные методы.

Табл. 1.

Применение и марки легированных чугунов

И - износостойкий; Ч - чугун; А - антифрикционный; С - серый; Ж - жаростойкий; К - ковкий; Х, Н, Г, Д, М, Ю - легирующие элементы (соответственно хром, никель, марганец, медь, молибден, алюминий), а цифры - содержание легирующего элемента в процентах (при отсутствии цифры оно не превышает 1%).

Изделия, получаемые путём заливки жидкого металла или сплава в литейные формы, называются отливками. Материал чугунных отливок оценивают по механическим свойствам и обработке. Чугуны для изготовления отливок подразделяют на серые (СЧ), высокопрочные (ВЧ), ковкие (КЧ), специальные (жаропрочные, антифрикционные и др.).

В табл. 2. приведены марки и назначение чугунов для отливок.

металл сталь чугун прокат марка

Табл. 2.

Марки и назначение чугунов для отливок

Цифра - минимальное значение временного сопротивления разрыву при растяжении в МПа*10-1

Маркировка наносится на необрабатываемую поверхность отливки литыми, набивными или красочными обозначениями. Отливки поставляются партиями и сопровождаются документом, в котором отражён товарный знак предприятия-изготовителя, номер чертежа детали или отливки, номер или дата плавки, количество и масса отливки, марка чугуна, результаты испытаний, штамп ОТК и обозначение стандарта.

Массовой продукцией литейного производства являются чугунные трубы и соединительные изделия к ним - фитинги (муфты, тройники, отводы, колена, пробки, заглушки и др.). Чугунные трубы на одном конце имеют раструб для их соединения. Они отличаются повышенной стойкостью против коррозии, большой толщиной стенки (6-27 мм.) и длительным сроком службы.

Выпускают напорные ( для транспортировки жидкости пол давлением) и канализационные чугунные трубы. Они характеризуются длиной, внутренним диаметром (условным проходом), толщиной стенки (с делением на классы), массой 1 м погонной длины. Сортамент чугунных труб приведён в табл. 3.

Табл. 3

Сортамент чугунных труб

При заказе чугунных труб и соединительных частей указывают их вид, размеры, класс, стандарт, например труба ЧНР150х6000 Б; труба Б-1 300 ЛА; труба ТЧК 100-2000; угольник У40х25; патрубок П-100х250. При этом используют такие обозначения: Р - раструбная; Б-1 - тип резиновой манжеты; Б; ЛА - класс трубы; ТЧК - труба чугунная канализационная; У - угольник; П - патрубок; Н - напорная; 150; 100 (40х25) - условные расходы; 6000; 2000 - длина, мм.

Упаковывают трубы в контейнеры, пакеты, кассеты или увязывают проволокой с учётом расположения раструба. Фитинги укладывают в контейнеры или транспортируют и хранят без упаковки в связке.

Чугунные трубы и соединительные части к ним поставляют партиями, каждую из которых сопровождают документом о качестве установленной формы.

Ферросплавами называют сплавы железа с другими элементами. По способу получения их подразделяют на доменные и электропечные. Они используются для раскисления и легирования стали. Буквы в марках ферросплавов отражают наименование компонентов, а цифры - содержание основного элемента: углерода или полезных примесей (табл. 4).

Сталь - основной конструкционный материал, ковкий железоуглеродистый сплав с содержанием углерода 0,1-1,4%. В её химический состав входят примеси: постоянные (углерод, марганец, кремний, сера и фосфор), скрытые (кислород, азот и водород), случайные (медь, цинк, свинец и другие металлы, попадающие в сталь с шихтовыми материалами) и специальные (легирующие добавки - хром, никель, молибден, вольфрам ванадий и др.)

Табл. 4

Марки ферросплавов и содержание в них примесей

Классификация стали осуществляется по следующим признакам:

· назначению - конструкционная, инструментальная, жаропрочная, строительная и др.;

· способу получения - мартеновская, кислородно-конверторная, электросталь;

· способу изготовления изделий - литая, кованная, катаная, штампованная и т.д.;

· способ раскисления - кипящая, полуспокойная, спокойная;

· химическому составу - углеродистая, низколегированная, высоколегированная, сложнолегированная;

· структуре - доэвтектоидная, эвтектоидная, заэвтектоидная (после ожига) и перлитного, мартенситного и аустенитного классов (после нормализация);

· качеству - обыкновенного, повышенного качества, качественная, высококачественная.

Углеродистая сталь не содержит никаких специальных добавок. По количеству углерода её подразделяют на низко- (до 0,3%), средне- (0,3-0,6%) и высокоуглеродистую (0,7-1,6%). Чем больше углерода, тем выше прочность и твёрдость, но ниже пластичность стали. Углеродистая конструкционная сталь (углерода 0,1-0,85%) выпускается обыкновенного качества групп А (Ст0-Ст6), Б (БМСт1, БКСт7, МСт2, Кст5 и др.) и В (ВМСт6, Вст2 и др.), качественная (05кп,08пс,65Г и др.) и автоматная (А12,А40Г и др.). Инструментальная (углерода 0,65-1,4%) углеродистая сталь (У7, У13А, У8Г, У8ГА и др.) применяется для изготовления различных инструментов. Цифры в маркировках углеродистых конструкционных качественных сталей соответствуют содержанию углерода в сотых долях процента, а в инструментальных - в десятых.

В состав легированной стали, кроме углерода, входит одна или несколько добавок (легирующих элементов) в количестве, заметно изменяющем структуру стали, её свойства и условия обработки. Маркировка легированной стали состоит из сочетания букв и цифр, отражающих её химический состав. На первом месте маркировки - цифра, указывающая среднее содержание углерода. Далее идут буквы, обозначающие те или иные легирующие элементы, и цифры, характеризующие их среднее содержание в процентах. Буква «А» в конце маркировки обозначает высококачественную сталь.

Основными легирующими элементами, используемыми при производстве сталей, являются марганец (увеличивает прочность, прокаливаемость и износостойкость), кремний (улучшает прочностные, механические и режущие свойства, коррозионную стойкость и прокаливаемость), никель (повышает прочность и коррозионную стойкость, не снижая ударной вязкости), молибден (повышает прокаливаемость, глубину закладки, вязкость при низких температурах, ковкость и абразивную стойкость), вольфрам (повышает твёрдость и ржущие свойства).

Ассортимент легированных сталей включает конструкционные (низко- и среднелегированные, качественные и высококачественные, цементируемые и улучшаемые) (табл. 5), инструментальные стали (в том числе быстрорежущие) и стали с особыми свойствами (жаропрочные, Коррозионностойкие, жаростойкие с большим электросопротивлением).

Табл. 5

Группы и марки легированной конструкционной стали

Например, легированная конструкционная сталь марки 38Х2МЮА содержит 0,38% углерода, 2% хрома (Х), по 1% молибдена (М) и алюминия (Ю), является высококачественной (А).

Отдельную группу составляют стали специального назначения - шарикоподшипниковая (Ш) марок ШХ9, ШХ15 и т.п.; быстрорежущая (Р) марок Р18, Р12 и т.п.; автоматная (А) марок А11, АС40 и т.п.; электротехническая (Э) марок Э1211, Э1212 и т.п.; для постоянных магнитов (Е) марок ЕХ, ЕВ6 и т.п.; нержавеющая марок 12Х13, 15Х28 и т.п.; арматурная марок 25Г2С, 35ГС и т.п.; строительная марок Ст3, 17ГС и т.п.; пружинно-рессорная марок 70, 50СГ и т.п.; штамповая марок 4ХС, 6ХС, 5ХГМ и т.п.

Например, в марке инструментальной стали Р9К9 буква Р обозначает, что она - быстрорежущая, К - кобальт, а цифры - содержание вольфрама (9%) и кобальта (6%).

Если сталь подвергалась переплаву, то в конце её марки через тире буквами указывают его метод, например Ш - электрошлаковый, ВД - вакуумно-дуговой, ЭЛ - электро-лучевой, ПД - плазменно-дуговой, ВН - вакуумно-индукционная плавка, ШД - электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплав, ШЛ - электронно-лучевой и электрошлаковый переплав и т.д.

3. Стальной прокат и металлические изделия

Большая часть выпускаемой стали (около 75%) прокатке (обработке давлением между вращающимися валками прокатных станов). Различают горячую и холодную прокатку. Получаемое стальное изделие называется прокатом, а форма его поперечного сечения - профилем. В качестве заготовок прокатного производства используются блюмы, слябы, сутунки и трубные заготовки.

Основные виды стального проката: сортовой (простой и фасонный), специальный и трубы (рис.3). К простому сортовому прокату относят квадратный, круглый, треугольный, шестиугольный, овальный, полукруглый, сегментный, к фасонному - угловой (равнобокий и неравнобокий), швеллерный, одно- и двутавровый, зетобразный, колонный и др. Фасонный прокат выпускается по номерам, соответствующим его основным размерам. К специальному прокату относят рельсы, бандажи, колёса, профили с переменным сечением по длине (периодические профили). Стальные трубы выпускаются общего и специального назначения (презиционные, подшипниковые, для мотовелопромышленности, нефтяного сортамента, биметаллические и др.). С трубами поставляются и соединительные части к ним (фитинги). При заказе проката возможны три варианта его длины: складские (торговые), кратные и мерные.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Классификация продукции прокатного производства

К продукции дальнейшего предела проката относятся листовой прокат с покрытиями, сталь тонколистовая кровельная, тонколистовая оцинкованная, горячекатаная толстолистовая двухслойная, трёхслойная горячекатаная листовая и широкополосная, рифлёная, дикапированная, белая жесть и т.д.

Для получения металлических изделий кроме прокатки применяют литьё, ковку, штамповку, волочение, прессование, накатывание резьб и рифлений, нагартовку, калибрование.

При заказе стального проката указывают его вид, основные размеры, марку стали, стандарты и другие сведения. Например, запись «Круг В30/ВСт3пс2-1» означает круг обычной точности прокатки (В) диаметром 30 мм; сталь марки ВСт3пс, второй категории, подгруппы 1 (для холодной обработки резанием).

Методы обработки стальных изделий обозначают буквами, например, Т - термически обработанные, Н - нагартованные, а - для горячей обработки давлением, б - для холодной механической обработки, в - для холодного волочения и т.д.

В машиностроении, строительстве и быту широко применяются металлические изделия.

Метизы - стандартизованные металлические изделия разнообразной номенклатуры. К метизам промышленного назначения относят стальную холоднокатаную ленту, стальную проволоку и изделия из неё (гвозди, канаты, сетку, сварочные электроды и др.), крепёжные детали (болты, гайки, шпильки, винты, заклёпки и др.), железнодорожные костыли, противоугоны, изделия из прецизионных сплавов, биметаллов, пружины, канаты, тросы, сетки и т.д. К метизам широкого назначения относят стальные помольные шары для мельниц, ножовки, полотна к ним, ножи и т.п.

Метизы изготовляются литьём и методами пластической деформации (ковкой, штамповкой, прессованием, прокаткой, волочением, накатыванием резьб и рифлений, нагартовкой, калиброванием и т.д.). При необходимости их подвергают различным видам обработки (резанию, шлифованию, полированию, дробе- и пескоструйной обработке).

Метизы классифицируют по следующим признакам:

· назначению - общего и специального;

· виду материала - стальные, чугунные, алюминиевые, латунные и др.;

· способу изготовления - литые, кованые, штампованные, прессованные и др.;

· виду металлического покрытия - оцинкованные, лужёные, никелированные, хромированные и др.;

· способу термической обработки - отожженные, закалённые, нормализованные и др.;

· отделке - шлифованные, полированные, крацованные и др.;

· точности изготовления - нормальной и высокой точности.

Изучая ассортимент метизов, необходимо рассмотреть их разновидности, качественные характеристики и применение. Проволока выпускается холоднотянутая, а также холодно- и горячекатаная (катанка). Её классифицируют по назначению, форме поперечного сечения, химическому составу и другим признакам (табл. 6).

Канат или трос - это гибкое металлическое изделие, получаемое сплетением или скручиванием ряда проволок. Различают их виды по количеству свивок, направлению и способу свивания, степени крутимости, механическим свойствам проволоки и виду её покрытия, назначению и структуре (табл. 7).

Табл. 6

Классификация проволоки

Табл. 7

Классификация канатов

В обозначении конструкций канатов первая цифра обозначает количество прядей, вторая - количество проволок в рядках, цифры в скобках: первая - количество центральных проволок, вторая - количество проволок в первом слое, третья - количество проволок во втором слое и т.д. Основными характеристиками канатов являются разрывное усилие, временное сопротивление разрыву, коэффициент запаса прочности.

К крепёжным изделиям относятся болты, шпильки, винты, гайки, шайбы, шплинты, заклёпки, штифты, шпонки, шурупы, гвозди. Необходимо знать их основные размеры (длину, длину нарезной части, диаметр резьбы, размер под ключ, высоту и др.) и назначение.

Размещено на Allbest.ru