Специфично тегло на стоманата. Специфична топлина от стомана

Стомана се счита за сплав на желязото с други химични съединения. Сред компонентите, включени в състава, има въглерод в количество от 2,14%. Благодарение на своето присъствие железни сплави придобиват силата си. Специфичното тегло на стоманата е равно на 75500-77500 N / m³. Сплавта може понякога да съдържа легиращи елементи. Специфичната топлинна мощност на стоманата при 20 ° С се измерва при 460 J / (kg * ° C) или 110 cal / (kg * ° C).

класификация

Съществуват различни параметри, според които се характеризира разглежданият материал. Например, стоманата може да бъде инструментална и структурна. Високоскоростната сплав се счита за един от инструменталните видове. Съществуват и разлики в съответствие с химическия състав. В зависимост от елементите, които са налице в сплавта, сплавта и въглеродът са разделени. Класификацията според нивото на въглеродната концентрация също е приета. Така че има три типа сплави:

1. Нисък въглерод. В него въглеродното съдържание е до 0.25%.

2. Среда от въглеродна стомана. В тази въглеродна сплав, около 0.25-0.6%.

3. Високо-въглеродна стомана. В тази сплав има около 0.6-2% въглерод.

По подобен начин, легираната стомана се класифицира според процентното съдържание на сплавните елементи:

1. Ниско легирана стомана съдържа до 4%.

2. В сплавта от среднопластова сплав има до 11%.

3. Високо легирана стомана. Тя съдържа повече от 11%.

Стомана се произвежда по различни методи и използва специални технологии. В зависимост от този или този метод сплавта съдържа различни метални включвания. Този индекс влияе върху специфичното тегло на стоманата. Класифициране на сплавите по броя на примесите, се прави разлика между:

1. Смеси от обикновено качество.

2. Качествено.

3. Високо качество.

4. Особено качествено.

Съществува и класификация в съответствие със структурния състав на материала. Например се произвеждат феритни, баинитни, аустенитни, перлитни и мартензитни сплави. Несъмнено структурният състав също влияе върху специфичното тегло на стоманата. Сплавите са разделени и на двуфазни и многофазни. Това зависи от наличието на фази в структурата. Също така, сплавите се класифицират по естеството на втвърдяване и степента на дезоксидация. Така че има спокойна, полутвърда и кипяща стомана.

Методи за производство на стомана

Чугунът се използва като суровина за производство на стомана. Наличието на голямо количество въглерод, фосфор и сяра в състава му го прави чуплив и крехък. За преработката на един материал в друг е необходимо да се намали съдържанието на тези вещества до желаната концентрация. В същото време специфичното тегло на стоманата и нейните свойства ще се променят. Този или този метод за производство на сплави приема различни начини за окисляване на въглерод в чугун. Най-често използвани са:

1. Методът на Мартен за стоманено топене. Трябва да се отбележи, че тази опция наскоро се конкурира слабо с други методи.

2. Методът на конвертора. Днес повечето видове стоманени продукти се произвеждат чрез тази технология.

3. Електротермичен - един от модерните технологични методи за производство на стомана. В резултат на това произведеният материал е с много високо качество.

Методът на конвертора

Използвайки този технологичен метод, излишъкът от чугун, фосфор и сяра се окислява с кислород. Налягането под налягане се осъществява през разтопения материал в специална пещ. Нарича се конвертор. Тази фурна има формата на круша. В неговата вътрешна част - облицовка с огнеупорни тухли. Тази фурна е много мобилна: тя може да се върти 360 градуса. Капацитетът на конвертора е около 60 тона. По правило за облицовка се използват два вида суровини:

1. Динас - съдържа силициев двуокис, който има киселинни свойства.

2. Доломитна маса - MgO и CaO. Той се получава от доломитния материал MgCO3 * CaCO3, който има свойствата на основи.

Поради различния материал за облицовка, конверторните пещи са разделени на пещи Thomas и Bessemer. Издуханият въздух под налягане покрива цялата площ на метала. Следва да се отбележи, че процесите, протичащи в пещта, имат продължителност не повече от 20 минути. Времето за престой на материала в конвертора влияе на топлинната мощност на стоманата. Сплавта, която се произвежда в конверторни пещи, често съдържа голямо количество железен оксид. Ето защо материалът често е с лошо качество.

Пещта Мартен

Този метод за преработка на чугун е остарял. Несъмнено, при използването на няколко изостанали технологии по време на обработката, качеството на материала се намалява значително, техническите му характеристики (топлинна мощност на стоманата и други) се променят. Мартинската пещ е голяма баня за топене. Тя е покрита със свод от огнеупорни тухли и рекуператорски камери. Тези отделения са предназначени за отопление на горими газове и въздух. Те са изпълнени с дюза, изработена от тухли (огнеупорна). Потокът от горещ газ и въздух се вкарва в пещта през третия и четвъртия рекуператор. Първата и втората междувременно се нагряват от газовете в пещта. След достатъчно повишаване на температурата, целият процес върви в обратната посока.

Електротермичен метод

Този метод има няколко предимства пред отворено огнище и конвертор. Електромеханичният метод позволява да се промени химическия състав на получената стомана. В същото време сместа след обработката е с много високо качество. Поради ограничения достъп на въздуха до електрическата пещ количеството на железен оксид се намалява. Както знаете, то замърсява стоманата с нейните примеси. И това, от своя страна, оказва значително влияние върху неговото качество. В електрическата пещ температурата не спада под 2000 ° С. По този начин, вредните примеси като сяра и фосфор се отстраняват напълно от състав от чугун.

Метод на работа на пещта

Електротермичните пещи, поради високата си температура, позволяват легиране на стомана с помощта на огнеупорни метали. Те включват, по-специално, волфрам и молибден. Процесът на електрическо производство на стомана дава възможност да се получи висококачествена смес: специфичната стомана, както и нейните качествени характеристики, на най-високо ниво. Но, за съжаление, тези пещи консумират голямо количество електрическа енергия (до 800 кВт на час за тон суровини). Капацитетът на електрическите пещи може да варира от 500 кг до 360 тона. Агрегатите използват конвенционална облицовка. Структурата на заряда може да възлиза на 90% от скрап от желязо и 10% от чугун. Понякога пропорциите на суровините могат да бъдат различни. Лаймът, който се добавя към зареждането, играе ролята на поток. Основните химически процеси в електрическите дъгови пещи не са много различни от пещите с открит огън.

Специфично тегло

Токовете на индустриалната честота се използват за индукционно нагряване на метала. Поради голямата маса на ядрото, този ефект е съвсем достатъчен. За топенето на стомана с маса до 100 тона е достатъчен ток от 50 Hz. Трябва да се каже, че някои параметри за различните типове едни и същи суровини могат да съвпадат. Например корозия, топлоустойчива и неръждаема стомана имат специфично тегло 7.9 g / cm3. Този показател е пряко свързан с теглото на крайния продукт на изхода. Тоест, какво е повече, продуктът, съответно, е по-тежък. И специфичното тегло на поцинкована стомана също е около 7,9 g / cm3. Възможно е да има малка разлика в зависимост от типа. Но специфичното тегло на листовата стомана е 7,85 g / cm3. Както можете да видите, индикаторът е малко по-нисък, така че материалът също е по-лесен. Трябва да се приеме, че специфичното тегло на чугун и стомана е различно. Изходът от сплав е по-висок, по правило. Това се дължи повече на факта, че в процеса на преработка, независимо от факта, че някои компоненти са елиминирани от суровината, към сместа се добавят допълнителни елементи. Те оказват влияние върху параметрите на изходния продукт. Различните видове чугун имат своето специфично тегло (в g / cm ³ ):

- бяло - 7,5 ± 0,2;

- сиво - 7,1 ± 0,2;

- ковък - 7,5 ± 0,2.

изчисление

Връзката между обема на сплавта и нейната маса е характерна само за дадено вещество. Освен това този параметър е постоянен. Използвайки специална формула, може да се знае плътността на материята. Тя има пряка връзка с изчисляването на специфичната тежест на сплавта. Така изглежда.

Специфичното тегло на метала се определя във формулата като γ. Тя е равна на съотношението на Р - теглото на хомогенното тяло - към обема на връзката. И се изчислява по следната формула: γ = P / V.

Той работи само когато металът е напълно плътно, непропусклив.

заключение

Новите технологии, които се използват в тежката промишленост, в много отношения се различават от тези, които бяха приложени в началния етап на развитие на тази индустрия. Благодарение на научния прогрес модерната металообработваща промишленост произвежда огромен брой варианти на сплави. Специфичното тегло на съединенията влияе върху избора на конкретен вид суровина, която ще се използва при производството. Ако вземете три различни метала: желязо, мед и алуминий със същия обем - тогава всички те ще имат различни маси. Ето защо, при избора на определен метал, той трябва да вземе предвид, наред с други параметри, и специфичното му тегло.