Тема 2 метали і металовироби

Питання:

2.1 Продукція чорної металургії

2.1.1.Основи металознавства

2.1.2 Класифікація й асортименти чавунів і сталей

2.1.3 Сталевий прокат і металеві вироби

2.2 Продукція кольорової металургії

2.2.1 Асортимент легких і важких металів і сплавів на їх основі

2.2.2 Асортимент легкоплавких, тугоплавких і дорогоцінних металів

2.2.3 Зберігання і транспортування металопродукції

2.3 Вартість, направлення економії металопродукції

2.1 Продукція чорної металургії

2.1.1.Основи металознавства

Прості речовини залежно від властивостей діляться на метали й неметали. Деякі речовини, які по своїх властивостях займають проміжне положення між металами й неметалами (бор, германій і ін.), називаються металоїдами.

Метали — це непрозорі, кристалічні, тверді при кімнатній температурі (за винятком ртуті) тіла, що відрізняються характерним металевим блиском, ковкістю, високої електро- і теплопровідністю, міцністю, в'язкістю й пластичністю. Вони становлять три чверті всіх елементів таблиці Д. Менделєєва й утворять безліч металевих сплавів. Умовно метали підрозділяють на чорні й кольорові.

По ступеню чистоти (наявності домішок) метали підрозділяють на шість підгруп.

Класифікація металів наведена на мал. 2.1 і в дод. 4.

Металевими сплавами називають матеріали, які являють собою складні системи з металів, неметалів і їхніх з'єднань, що зберігають типові ознаки металевого стану речовини. Класифікація сплавів наведена на мал. 2.2.

Всі метали й сплави у твердому стані мають кристалічну будову, що й обумовлює особливості їхніх властивостей у порівнянні з аморфними речовинами: розходження властивостей кристала в різних напрямках (анізотропність); наявність площин ковзання; існування критичної температури при затвердінні (плавленні). Основні властивості металів і сплавів істотно залежать від розмірів і форми зерна. Для зміни параметрів і кількості зерен у злитку металу використовують модифікування, пластичну деформацію, рекристалізацію, алотропію й інші методи.

Рис. 2.1. Класифікація металів

Рис. 2.2. Класифікація сплавів

2.1.2 Класифікація й асортименти чавунів і сталей

У металознавстві залізовуглецеві сплави, залежно від змісту вуглецю, підрозділяють на дві групи: чавуни, у яких зміст вуглецю становить 2,14-6,67 %, і стали, що містять 0, 03-2,14% вуглецю.

У товарознавстві важливо, що із чавуну, що володіє високими питними властивостями, виробу одержують простим способом - литтям з наступною обробкою, а для виробництва виробів зі сталі, що володіє високими пластичними властивостями, можна використовувати різні методи пластичної деформації. Асортименти сталевих виробів різноманітніше, ніж чавунних, тому більше 80 % виплавлюваного чавуну переробляють у сталь. На практиці, якщо виріб можна одержати дешевим методом лиття, використовують чавун.

Сталь і чавун поряд із пластмасами, каменем, керамікою, склом, деревом і т.п. ставляться до основних конструкційних матеріалів, які призначені для виготовлення деталей машин, приладів, устаткування, інженерних конструкцій, що піддаються механічному навантаженню. Конструкційні матеріали підрозділяють на групи:

• забезпечуючих твердість, статичну й циклічну міцність стали;

• с особливими технологічними властивостями;

• зносостійкі;

• с високими пружними властивостями;

• малою щільністю;

• високою питомою міцністю;

• стійкі до впливу температури й робітничого середовища.

Чавун класифікують по таких ознаках:

• призначенню — передільний (для переробки в сталь), ливарний (для одержання виливків — фасонного лиття й труб) і спеціальний або доменний феросплав;

• змісту зв'язаного вуглецю — білий, половинчастий, сірий (перлітний, феритно-перлітний і феритний);

• формі графітних включень — сірий, високоміцний і ковкий;

• составу — звичайний, модифікований (з добавкою модифікаторів — феросиліцію, сілікокальцію, графіту й ін.) і легований (з добавками легуючих елементів — хрому, нікелю, марганцю, міді, молібдену, алюмінію).

До складу чавуну крім заліза й вуглецю (зміст останнього - звичайно 2,5-4,5 %) входять як корисні домішки (марганець - до 1,5 %, кремній - до 4,5 %, що легують елементи - хром, нікель, алюміній і ін.), так і шкідливі (сірка - до 0,08 %, фосфор - до 1,8 %).

Асортименти чавунів відповідає їхній класифікації по призначенню.

Випускають такі марки ливарного чавуну: Л1, Л12, ЛЗ, Л4, Л5, Л6, а також ЛР1, ЛР2, ЛРЗ, ЛР4, ЛР5, ЛР6, ЛР7, де Л — ливарні, Р — рафіновані магнієм, цифра — порядковий номер залежно від змісту кремнію. Процентний вміст кремнію, від якого безпосередньо залежать ливарні властивості, у ливарних чавунах перебуває в таких межах: 3,2-3,6 % - для марок Л1 і ЛР1; 1,2-1,6 % - для марки Л6 і 0,8-1,2 % - для марки ЛР7.

Передільний чавун випускається марок П1 і П2 (для використання в сталеплавильному виробництві), ПЛ1 і ПЛ2 (для ливарного виробництва), а також ПФ1, ПФ2, ПФЗ, ПВК1, ПВК2 і ПВКЗ, де П — передільний, Ф — фосфористий (зміст фосфору — 0,8—2,0 %), В — високоякісний, ДО — коксового, цифра — порядковий номер залежно від змісту кремнію (від 0,5 % для марок з порядковим номером 3 до 1,2 % для марок з порядковим номером 1).

Ливарні й передільні чавуни по масовому змісті марганцю й фосфору підрозділяють на класи, а по змісту сірки — на категорії. Процентний вміст фосфору й сірки визначає якість залізовуглецевих сплавів.

Леговані чавуни по сумарному змісті легуючих елементів підрозділяють на низьколеговані (3 %), середньо леговані (3—10 %) і високолеговані (більше 10 %). Якщо ці елементи втримуються в залізній руді, то одержувані з її чавуни називаються природньолегованими.

Леговані чавуни по застосуванню підрозділяють на конструкційні, ростоустійкі (здатні пручатися необоротному збільшенню обсягу при нагріванні до високих температур) і ін. (табл. 2.1 і дод. 5-7).

Для поліпшення властивостей чавунів використовують легування, термічну обробку й модифіковані методи.

Таблиця 2.1