Сталь полуспокойная это – марки, преимущества, отличия от спокойной стали

alexxlab | 22.03.2020 | 0 | Разное

Применение и характеристики полуспокойной стали

Ключевое отличие стали – это способ ее производства и степень раскисления. Так, различают спокойные и полуспокойные виды материалов. Рассмотрим подробнее основные особенности и сферу применения полуспокойной стали.

Как получают полуспокойную сталь? Чем она отличается?

Сталь выбирают с учетом условий ее использования. Например, если надо изготовить силовые пружины или амортизаторы для автомобиля, применяют материал с отличными характеристиками упругости.

Основные свойства, по которым различается сталь:

• модуль упругости и сдвига;
• плотность и ударная вязкость;
• предел прочности и пр.

Полуспокойную сталь удается получить путем специальной выплавки, предполагающей не полное раскисление материала (тогда как кипящая сталь требует полного раскисления). Данный вид стали приобретает твердость без кипения, поэтому в ее составе гораздо меньше пузырьков. По качеству полуспокойный вид является промежуточным между сталью спокойного и кипящего вида.

Есть несколько марок полуспокойной стали, включая углеродистый материал, изготавливаемый в соответствии с установленными стандартами. Реже встречаются низколегированные полуспокойные марки.

Качественная полуспокойная сталь пользуется высоким спросом, ее используют для производства различных строительных элементов и изготовления металлопрокатных изделий. Подробную информацию о материале и его характеристиках можно уточнить на сайте поставщика.

От производства сортового проката до изготовления гаек

Сталь, полностью раскисленная в процессе производства, имеет менее высокие показатели неоднородности состава. Материал полуспокойного типа стоит дешевле. Из стали получают качественный сортовой прокат: шестигранники, уголки, полосы, круги, листы и пр. Это востребованные виды изделий, применяемые в строительстве, машиностроении, станкостроении, изготовлении мебели и т.д.

Полуспокойная сталь применяется в производстве заготовок для трубного проката. Благодаря высокой прочности материал используют для получения несущих сварных конструкций, способных выдерживать значительные интенсивные нагрузки. Еще одна сфера применения – это производство крепежных изделий.

При выборе стали нужно ориентироваться на условия ее эксплуатации, включая температурный режим и уровень оказываемой нагрузки. Покупайте материал у крупного поставщика, который предложит широкий выбор марок стали и поможет определиться с выбором.

stroylegko.com

Технология разливки полуспокойной стали

Полуспокойную сталь разливают как сифоном, так и сверху в сквозные расширяющиеся книзу или в бутылочные изложницы. Хорошие результаты дает применение скоростной разливки сверху с линейной скоростью подъема металла не менее 1,5 м/мин. В этом случае за счет быстрого роста ферростатического давления возможно подавить или по край­ней мере ослабить процесс образования подкорковых пузырей. Если глубина их залегания не превышает 3—4 мм, они удаляются вместе со слоем окалины, образующимся при нагреве слитков, и не ухудшают поверхности проката.

Полуспокойную сталь разливают как в бутылочные, так и в сквоз­ные уширяющиеся книзу изложницы. Последние получили большее распространение как более удобные в эксплуатации.

 

Дефекты стальных слитков

 

Дефекты стальных слитков разделяют на естествен­ные или неизбежные, которые возникают при затвердевании и охлаж­дении слитка, и технологические, которые возникают из-за несо­вершенства технологии разливки, а также выплавки стали. К числу первых относятся усадочная раковина, осевая рыхлость, химиче­ская и структурная неоднородность, сотовые пузыри, эндогенные неметаллические включения; к числу вторых — трещины, плены, завороты корки, подкорковые пузыри в слитках спокойной стали, «голенища» и рослость слитков кипящей стали, малая толщина в них здоровой корочки и некоторые другие. Часть дефектов рассмотрены при описании строения слитков, наиболее важные из остальных рас­сматриваются ниже.

Осевая рыхлость. В верхней осевой части слитков спокойной стали обнаруживаются скопления мелких усадочных пустот, называемые осевой рыхлостью или пористостью. При кристал­лизации слитка осевая зона незатвердевшего металла все время сужается и в отдельных местах происходит срастание кристаллов, растущих с противоположных боков этой зоны. Под сросшимися кристаллами затвердевание идет без доступа жидкого металла сверху из прибыльной части слитка и поэтому в этих местах образуются мелкие усадочные пустоты.

Увеличению осевой рыхлости способствуют понижение темпера­туры разливаемого металла, увеличение массы слитка, наличие в стали элементов, повышающих усадку при затвердевании (в осо­бенности углерода), наличие элементов (хрома, титана), увеличи­вающих вязкость жидкой стали,

Улучшение обогрева верхней части слитка приводит к уменьше­нию осевой пористости.

Заворот корки. Это дефект поверхности слитков, образующийся преимущественно при сифонной разливке вследствие окисления и охлаждения поверхности жидкой стали в изложнице.

Обычно поверхность поднимающегося в изложнице металла по­крывается пленкой окислов, образующихся в результате окисления составляющих стали кислородом воздуха. Затвердевающий под пленкой металл образует вместе с ней корку, которая поглощает также всплывающие из жидкой стали неметаллические и шлаковые включения. Если корка пристает к стенкам изложницы, то подни­мающийся снизу металл прорывает ее, заворачивает к стенке излож­ницы и заливает. В месте заворота корки в слитке обнаруживаются скопления неметаллических включений и газовые пузыри, образу­ющиеся в результате взаимодействия окислов корки с содержа­щимся в стали углеродом. В процессе прокатки в месте заворота корки возникают рванины, поэтому требуется зачистка поверх­ности проката или поверхности слитков перед прокаткой, что усложняет производство и вызывает дополнительные потери ме­талла.

Интенсивность роста корки и пораженностъ слитка заворотами увеличиваются при низких температуре разливаемой стали и ско­рости разливки и, в особенности, при наличии в стали легкоокис­ляющихся элементов (хрома, алюминия, титана). Для снижения пораженности слитка заворотами прибегают к специальным мерам защиты поверхности металла в изложнице от окисления.

Поперечные горячие трещины. Образование наружных попереч­ных трещин — результат препятствия свободной усадке затвердевающего слитка. Наиболее часто трещины возникают вследствие местного зависания слитка в изложнице.

Для предупреждения образования этого порока необходимо обеспечивать плотное прилегание прибыльной надставки к излож­нице и отбраковывать изложницы с дефектными стенками.

Продольные наружные горячие трещины. Они возникают при разливке перегретой стали и при повышенных скоростях разливки. Их ширина составляет 1—3 мм, длина достигает 1 м и более.

Трещины образуются следующим образом. В результате усадки корки затвердевающего слитка и теплового расширения изложницы между ними образуется зазор. Жидкий металл оказывается как бы в сосуде, стенками которого служит корка затвердевшего металла. Тонкая корка может не выдержать ферростатического давления жидкой стали; ее разрыв в продольном направлении представляет собой продольную трещину. Вероятность разрыва тем выше, чем выше температура стали и скорость разливки, так как в этих случаях из-за избытка тепла медленнее нарастает толщина корки затвердев­шего металла. Обычно продольные трещины образуются по углам слитка.

Мерами борьбы с образованием продольных горячих трещин обычно служат: предотвращение перегрева стали, уменьшение ско­рости разливки, применение изложниц с вогнутыми и волнистыми стенками.

Продольные холодные наружные трещины. Они образуются в про­цессе охлаждения затвердевшего слитка на его гранях при темпера­туре ниже 600 °С. Они возникают при слишком быстром охлаждении слитков в результате термических и фазовых напряжений. Для предотвращения их образования следует медленнее проводить охлаж­дение слитков. Наиболее действенное средство против образования термических трещин — посадка слитков в нагревательные колодцы в горячем состоянии.

Плены. Они обычно образуются при разливке сверху и преиму­щественно в нижней части слитка. В результате удара струи металла о дно изложницы сталь разбрызгивается. Брызги и заплески застывают на стенках изложницы, причем поверхность их окисляется и поэтому они не растворяются в поднимающейся жидкой стали и не свариваются с основной массой слитка, образуя дефект поверхности слитка — плены. Плены не свариваются с металлом и при прокатке, вследствие чего поверхность прокатанных заготовок приходится подвергать зачистке.

Для уменьшения разбрызгивания заполнение изложниц начинают медленно при не полностью открытом стопоре или затворе. С целью уменьшения пленообразования применяют также разливку через промежуточные ковши и воронки.

Подкорковые пузыри. В слитках спокойной стали иногда обнару­живаются газовые пузыри, расположенные у поверхности слитка. Причин возникновения этих подкорковых пузырей несколько. Одна из них — излишне толстый слой смазки изложницы. В этом случае смазка не успевает выгореть до подхода жидкого металла и залитая металлом возгоняется. Возгоны задерживаются между кристаллами затвердевающего металла, образуя пузыри. Пузыри образуются и при слишком высоком (>0,5 %) содержании влаги в смазке в ре­зультате ее испарения, а также при разливке недостаточно раскисленной стали вследствие образования при ее кристаллизации пу­зырьков СО. Образуются подкорковые пузыри и в результате раз­брызгивания стали при разливке сверху. Приставшие к стенкам капли металла (брызги) окисляются с поверхности. Попав затем в жидкую сталь окислы капель реагируют с углеродом стали, образуя пузырьки СО.

При прокатке слитков в местах расположения пузырей возни­кают волосовины — мелкие тонкие трещины.

Рослость слитка спокойной стали и внутренние газовые пузыри. Причиной этого дефекта слитков спокойной стали является повышенное содержание в стали водорода. Во время кристаллизации избыточный водород выделяется из раствора и остается между кристаллами в виде пузы­рей, вызывая увеличение высоты («рост») слитка. Этот дефект харак­терен для сталей с повышенным содержанием кремния.

Голенище. При чрезмерной окисленности кипящей стали кипение в процессе заполнения изложницы идет очень бурно, пузырьки СО сильно вспенивают металл. После окончания интенсивного кипения (при химическом закупоривании после ввода алюминия) сталь осе­дает, оставляя на стенках изложницы застывшую корку (голенище).

Рослость слитков кипящей стали. При недостаточной окислен­ности металла и вялом кипении в слитке остается много пузырей, в результате чего возрастает высота слитка, уменьшается плотность головной части и увеличивается головная обрезь при прокатке.

Непрерывная разливка стали



infopedia.su

Полуспокойная сталь

Полуспокойную сталь используют для уменьшения химической и структурной неоднородности металла, а так же получения более однородных механических свойств листов по высоте слита и повышения выхода годного. Полуспокойная сталь представляет собой промежуточную форму между спокойной и кипящей сталями.

Выплавка полуспокойной стали производится по технологии кипящей, но с последующим раскислением металла в изложнице или в ковше.

Рскислители в сталь вводят так, чтобы в слитке в процессе кристализаци выделялось ограниченное количество газовых пузырей, а так же обеспечивалось распределение их, учитывая компенсацию усадки металла.

При этом следят за тем, чтобы не происходил рост головной части слитка.

Степень раскисления полуспокойной стали определяют по интенсивности газообразования.

Нормально раскисленный слиток полуспокойной стали во время наполнения изложницы должен искрить, после же заливки он должен застывать, образуя ровную поверхность.

Если искрение металла продлевается, а так же происходят разрывы поверхности корки и вытекание жидкого металла одновременно с выходом газа, то металл недостаточно раскислился.

В случае же переокисления металла, которое происходит из-за недостойного количества газов, метал практически не искрит, а верхняя корка образуется немного вогнутой. Такие слитки имеют немного сосредоточенную глубокозалегающую усадочную полость.

Нормально раскисленный слиток дожжен состоять из безпузыристой кипящей корочки, толщина которой должна быть в пределах 15-20 мм, а так же полуспокойной сердцевины.

Головная часть слитка должна содержать равномерно распределённые большие и небольшие неокисленные пузырьки, которые свариваются при прокатке.

Маркировка полуспокойной стали – ПС.

Читайте так же:

Специальные латуни, свойства и применение

Кладочная сетка в строительстве

www.junona-2.ru

Классификация по степени раскисления. – Классификация стали – Каталог статей

По степени раскисления сталь делится на:

-спокойную сталь,

-полуспокойную сталь,

-кипящую сталь.

Спокойная сталь – раскисленная сталь с минимальным содержанием шлаков и неметаллических примесей. Это литая сталь, более полно раскисленная по сравнению с кипящей сталью и полуспокойной сталью, что достигается вводом в печь или в ковш (иногда в изложницы) увеличенного кол-ва сильных раскислителей – ферросилиция, алюминия и др. Кристаллизуется спокойно, без кипения и выделения искр; отличается плотной структурой. Обозначается буквами «сп».  

Полуспокойная сталь – сталь, полученная при раскислении (в печи, ковше или изложнице) жидкого металла, менее полном, чем при выплавке спокойной стали, но большем, чем при производстве кипящей стали. Полуспокойная сталь затвердевает без кипения, но с выделением газов. В слитке полуспокойной стали содержится меньше пузырей, чем в слитке кипящей стали, а усадочная раковина меньше, чем в слитке спокойной стали. По своим характеристикам качества приближена к спокойной стали. Обозначается буквами «пс».    

Кипящая сталь – не окисленная сталь с высоким содержанием неметаллических примесей. Низкоуглеродистая сталь, выпускаемая из сталеплавильных агрегатов слабо раскислённой, поэтому при её застывании в изложницах продолжается окисление содержащегося в ней углерода кислородом, растворённым в стали, что внешне выражается выделением пузырьков газа (кипением металла). Обозначается буквами «кп».    

Спокойная сталь имеет наилучшие механические свойства. Полуспокойная по качеству занимает среднее место между кипящей и спокойной сталью, частично заменяя последнюю (главным образом в виде конструкционной стали). Полуспокойная сталь дешевле спокойной. Кипящая сталь дешевле спокойной стали и полуспокойной стали, однако уступает им по механическим свойствам, поэтому кипящую сталь для изделий ответственного назначения не применяют

Также степень раскисления влияет на свариваемость стали. Кипящая сталь сваривается хуже. Такая сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения серы и фосфора по толщине проката. Местная повышенная концентрация серы может привести к образованию кристаллизационных трещин в шве и околошовной зоне. Кипящая сталь склонна к старению в околошовной зоне и переходу в хрупкое состояние при отрицательных температурах.

В спокойных сталях сера и фосфор распределены более равномерно, чем в кипящих сталях. Эти стали менее склонны к старению и отличаются меньшей реакцией на сварочный нагрев. Полуспокойная сталь по склонности к старению занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью.

prokatmetalla.ucoz.com