Термомеханическое упрочнение арматурного проката
технология, средства, разработка
|
|
Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка |
| Главная | О сайте | Стандарты | Технология | Устройства |
| Лаборатория | Библиотека | Глоссарий | Желтые страницы | Обратная связь |
<< Предыдущая страница << || Оглавление || >> Читать дальше >>
Этот
элемент содержится во всех видах стали и чугуна; недаром его называют их
спутником. Большое сродство марганца к сере, кислороду, фосфору используется при
плавке стали. Марганец обладает большим сродством к сере, чем железо. Если
добавить ферромарганец в расплавленную сталь, то марганец отнимает серу сульфида
железа, образуя сульфид марганца, который переходит в шлак. Теперь при
затвердевании стали не образуется между железными кристаллами слоя из железного
сульфида, который уменьшает прочность металла. При этом часть марганца
сплавляется с железом и остается в стали.
Марганец употребляется главным образом в качестве раскислителя, т. е. элемента, освобождающего жидкую сталь от растворенного в ней кислорода. Эту способность марганца впервые заметил английский металлург Р.Мюшетт. В патенте от 22/IX 1856 г. Мюшетт рекомендовал для улучшения качества литой стали прибавлять в жидкий металл порцию зеркального чугуна, содержащего до 15 - 20 % марганца, т.е. ввел операцию раскисления. Мюшетт расплавил бессемеровский металл очень плохого качества в тиглях, прибавил туда зеркальный чугун и затем выкатал из него рельс, который был уложен весной 1857 г. на станции Дерби и пролежал там до 1873 г., пропустив за это время более 2,5 млн. вагонов.
В сталях, в которых марганец является легирующим элементом, он содержится в количестве более 0,8 %.
В 1878 г. девятнадцатилетний английский металлург Роберт Эббот Гадфильд начал свои исследования сплавов железа с другими элементами. Через четыре года он открыл марганцовистую сталь, получившую его имя и благодаря своей высокой износоустойчивости применяемую в железнодорожном строительстве.
Сталь Гадфильда, содержащая 12 - 14 % марганца, 1 - 1,5 % углерода, дает очень плотные отливки и обладает большим сопротивлением ударам и истиранию. Последнее свойство делает ее незаменимой при производстве железнодорожных стрелок, камнедробильных машин, шаровых мельниц, козырьков ковшей экскаваторов, драг и т.д. Сталь Гадфильда явилась первой легированной сталью массового производства - с 1882 г.
До революции Россия получала изделия из марганцевой стали из-за границы. В СССР марганцевую сталь начали выплавлять лишь в 1922 г. на заводе «Серп и молот» по собственной технологии. В 1927 г. было произведено несколько десятков тонн такой стали, в 1932 г. - уже десятки тысяч тонн. В 1930 г. научились ее катать. Сейчас в стране выплавляется около 1 млн. т этой стали.
Сейчас существует большое количество марок марганцевой стали. Содержание в стали до 1,2 - 1,8 % марганца улучшает прокаливаемость и способствует самозакаливаемости. Она используется главным образом в машиностроении - для изготовления деталей машин. Марганец используют также для получения немагнитной стали. В общей сложности почти 90 % добываемого в мире марганца используют в металлургии в виде сплава железа с 70 - 80 % марганца (ферромарганец).
В 1858 г. Окланд работал над получением сплава железа с вольфрамом и предлагал использовать вольфрамовое железо и вольфрамовую сталь. Однако успех выпал на долю другого исследователя, нашедшего сразу конкретную область применения сплава с вольфрамом; он создал быстрорежущую сталь.
Для обточки деталей из дерева, цветных металлов, мягкой стали резцы из обычной твердой стали были вполне пригодны, но при обработке стальных деталей резец быстро разогревался, скоро изнашивался и деталь нельзя было обтачивать со скоростью больше 5 м/мин.
Барьер этот удалось преодолеть после того, как в 1858 г. Мюшетт получил сталь, содержащую 1,85 % углерода, 9 % вольфрама и 2,5 % марганца. Спустя десять лет Мюшетт изготовил новую сталь, получившую название самокалки. Она содержала 2,15 % углерода, 0,38 % марганца, 5,44 % вольфрама и 0,4 % хрома. Через три года на заводе Самуэля Осберна в Шеффилде началось производство мюшеттовой стали. Она не теряла режущей способности при нагревании до 300° С и позволяла в полтора раза увеличить скорость резания металла - 7,5 м/мин.
Спустя сорок лет на рынке появилась быстрорежущая сталь американских инженеров Тэйлора и Уатта. Резцы из этой стали допускали скорость резания до 18 м/мин.
Еще через 5 - 6 лет появилась, сверхбыстрорежущая сталь, допускающая скорость резания до 35 м/мин. Так, благодаря вольфраму было достигнуто повышение скорости резания за 50 лет в семь раз и, следовательно, во столько же раз повысилась производительность металлорежущих станков.
Дальнейшее успешное использование вольфрама нашло себе применение в создании твердых сплавов, которые состоят из вольфрама, хрома, кобальта. Были созданы такие сплавы для резцов, как стеллит. Первый стеллит позволял повысить скорость резания до 45 м/мин при температуре 700 - 750° С. Сплав видиа, выпущенный Круппом в 1927 г., имел твердость по шкале Мооса 9,7 - 9,9 (у алмаза по этой шкале твердость 10).
В наши дни на вольфрамовой основе созданы твердые сплавы, резцы из которых выдерживают скорость резания до 2000 м/мин и режут при температуре до 1000° С.
Но сейчас это не главная область использования вольфрама. На получение карбидных и других твердых сплавов расходуется около 10 % всего производимого вольфрама, а 85 % используется при выплавке качественных сталей. Введение вольфрама в сталь уменьшает склонность ее к росту зерна и способствует сохранению твердости при высоких температурах. Вольфрам вводят в машиностроительные стали для производства коленчатых валов (до 1 %), инструментальные (до 5 - 6 %), быстрорежущие (до 20 %), штамповые (до 10 %), жаростойкие (до 12 %), магнитные (до 7 %) и многие другие.
<< Предыдущая страница << || Оглавление || >> Читать дальше >>
Использована публикация:
Мезенин Н.А. Занимательно о железе. М. "Металлургия",
1972. 200 с.
стр. 25 - 35.
Использована фотография "Руда Марганца" (http://www.asia.ru/)
Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката
Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"
Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)