Структура кипящих слитков

Б. СТРУКТУРА КИПЯЩИХ СЛИТКОВ [c.20]

Структура слитка кипящей стали в продольном направлении представлена на рис. 109. При соприкосновении стали со стенками изложницы образуется тонкая плотная корочка без пузырей 1. Образующиеся при этом пузыри СО быстро удаляются в жидкий металл, толщина корочки 3—40 мм. Далее располагается зона сотовых пузырей 2, образующаяся в условиях роста дендритных кристаллов стали, главные оси которых направлены перпендикулярно к стенкам изложницы. Выделяющиеся при кипении стали пузыри СО растут между осями дендритов. Часть их успевает всплыть, а те, которые зародились тогда, когда уже в жидкой стали проросли дендриты, остаются зажатыми между осями дендритов, приобретая вытянутую форму от поверхности слитка к центру. Зона сотовых пузырей имеет высоту до 2/3 высоты слитка. В верхней части слитка сотовых пузырей нет, так как здесь газы успевают выделиться из металла. Кипение стали в изложнице искусственно прерывают, накрывая изложницу массивной крышкой или добавляя в головную часть раскисли-тели, которые подавляют кипение и облегчают быстрое образование слоя твердого металла. Верх слитка замораживается , давление внутри слитка возрастает и выделение пузырей СО прекращается, образуется зона плотного металла 3. Жидкий металл насыщается углеродом и кислородом, и, несмотря на более трудные условия, начинается выделение вторичных пузырей СО. Поскольку эти пузыри не могут подниматься вверх, они приобретают округлую сферическую форму 4. Такие же пузыри возникают и в центральной части слитка 5. В верхней части слитка вследствие повышенной загрязненности металла и всплывания пузырей образуется зона их скопления — головная рыхлость 6. Усадочная раковина в слитке кипящей стали не образуется. Ее объем распределяется по многочисленным газовым пузырям. В слитках кипящей стали благодаря перемешиванию металла поднимающимися пузырями СО не образуются крупные столбчатые кристаллы, поэтому кристаллическая структура таких слитков более однородная. Важным фактором получения качественного проката из кипящей стали является толщина корочки. При прокате корочка не должна разрываться и сотовые пузыри не должны открываться наружу, так как при этом окисляется их внутренняя поверхность. Окисленные поверхности пузырей не свариваются при прокатке и эту часть металла бракуют. Для увеличения толщины корочки сталь дополнительно окисляют либо перед разливкой, либо во время разливки, добавляя в изложницу материалы, насыщающие сталь кислородом. При этом начальная стадия кипения получается более бурной — корочка становится более толстой. [c.226]

Иную структуру имеют слитки кипящей стали, содержащие не более 0,3 % С и не раскисленные полностью в печи ферросплавами и алюминием. При заливке такой стали в изложницу после образования небольшого слоя мелких кристаллов из почти чистого железа в оставшемся жидком металле (при дальнейшей кристаллизации) повышается содержание кислорода и углерода с охлаждением металла смещается равновесие реакции окисления углерода и начинается активное образование окиси углерода по схеме [c.76]

В верхней части нормального слитка кипящей стали обычно накапливаются не успевшие удалиться округлые пузыри. Могут проявиться усадочные пустоты, усадочная раковина отсутствует. Усадку в слитке кипящей стали компенсирует сумма всех газовых пузырей и возможных усадочных пустот. Структура типичных слитков кипящей стали представлена на рис. 137. [c.376]

Рис. 50. Схема структуры чистой зоны кипящих слитков

Котельные стальные листы для барабанов получают прокаткой из слитков или из слябов, т. е. обжатых прокаткой слитков. Качество листов зависит от степени обжатия, которая должна быть по возможности не менее двадцатикратной. При этом разрушается литая структура, металл становится более плотным, пузыри (в кипящей стали) завариваются. В листах, прокатанных из слябов, степень обжатия выше, чем в листах, прокатанных из слитков. [c.104]

Знание строения стального слитка позволяет установить преимущества прокатки котельных листов из слябов перед прокаткой их из слитков. Качество металла котельных листов в значительной мере зависит от степени деформации (обжатия) литого металла слитка, т. е. от величины отношения сечения слитка к сечению листа. Для получения металла листа надлежащего качества степень обжатия должна быть порядка не менее двадцатикратной. При этом недостатки строения литого металла слитка в значительной степени устраняются, металл становится более плотным, литая структура разрушается, пузыри (в случае кипящей стали) завариваются. [c.34]

Спокойная сталь. Простая углеродистая, низколегированная и легированная сталь, перед выпуском из печи или в ковше перед разливкой обязательно раскисляются присадкой ферросилиция, ферромарганца и алюминия. Кислород связывается в оксиды, образуемые раскислителем, и при заливке стали в изложницу кипения не происходит, в связи с отсутствием свободного кислорода, необходимого для протекания реакции взаимодействия углерода с кислородом. Слитки застывают спокойно и имеют плотную структуру. По ряду своих свойств спокойная сталь значительно превосходит кипящую, но себестоимость ее несколько выше, так как необходимо использовать раскислители. [c.224]

Если сталь разливается ковшом в изложницы в кипящем состоянии, то в слитках стали появляются отдельные участки со значительным скоплением газов и неравномерным распределением таких компонентов, как, например, серы. Такая кипящая сталь менее однородна по - механическим свойствам и имеет склонность к образованию трещин как при сварке, так и при переменных нагрузках в условиях температуры ниже —20° С. Если снизить интенсивность кипения путем добавления алюминия или кремния (, 1 кг на 1 т), то будет получена спокойная сталь, обладающая более однородной структурой, но дороже кипящей стали на 12—25%. [c.142]

Котельные стальные листы для барабана получают прокаткой из слитков или слябов, т. е. обжатых прокаткой слитков. Качество листов зависит от степени обжатия, которая должна быть не менее 20-кратной. При этом литая структура разрушается, металл становится более плотным, пузыри (в кипящей стали) завариваются. [c.79]

Дубров H. Ф., Структура слитка кипящей стали, Металлургиздат, 1950. [c.533]

Недостатки кипящих сталей следующие. Так большая склонность к сегрегации приводит к неоднородности химического состава, структуры и механических свойств по объему слитка и в готовых листах. Это ухудшает пластические свойства и снижает выход сталей для глубокой вытяжки. [c.42]

Недостатками кипящих сталей являются их большая склонность к старению и неоднородность химического состава, структуры, механических и технологических свойств листов, прокатанных из различных частей слитка. Наблюдается неоднородность также между боковыми и средними частями листа и между поверхностными и внутренними слоями листа. В кипящих сталях возможны превышения верхних пределов допустимого содержания С, Р и 5 в листе, что зачастую бывает, если на металлургическом заводе недостаточно обрезали головную часть слитка, наиболее обогащенную примесями. Для специальных условий глубокой вытяжки можно применять лишь листы, прокатанные из самой высококачественной части слитка кипящей стали. Из-за этого недостатка кипящие стали для глубокой вытяжки бывают непригодны для автоматического непрерывного способа штамповки из полосы и для изготовления штамповок специальной формы и повышенной точности. Листы из кипящей стали и полученные из них штамповки имеют поверхность лучшего качества, чем листы из полуспокойных и спокойных сталей. [c.197]

Установлено, что металл, прокатанный из верхней части слитка спокойной стали, будет иметь большую прочность и твердость, чем металл из нижней части слитка. То же самое относится и к кипящей стали, но в этих сталях наблюдается также разница между коркой слитка и ядром. Свойствами стальных листов, требуемыми при глубокой вытяжке, являются твердость, пластичность, структура зерна и качество поверхности. [c.82]

Качество изделий, полученных из кипящей, полуспокойной и спокойной сталей, прежде всего зависит от структуры слитка и качества его поверхности, последние же во многом зависят от ведения процесса плавки и разливки стали. [c.84]

Поверхность кипящей стали лучше, чем спокойной, но внутренняя ее структура хуже. Поэтому за рубежом начали разливать кипящую сталь (для глубокой вытяжки) с последующим успокоением ее в изложницах. Такую сталь называют химически закупориваемой . Для прекращения образования и выделения газов в головную часть слитка присаживают алюминий. Иногда при производстве высокосернистых гаечных, автоматных и других видов сталей добавляют в тонкоизмельченном виде 90%-ный ферросилиций. Так как кремний повышает твердость и предел текучести, содержание его в стали для глубокой вытяжки должно быть по возможности минимальным. [c.132]

Методы получения плотной структуры слитков кипящей стали различны и не всегда учитываются при сифонной разливке стали, которой широко пользуются при производстве конвертерной стали. [c.146]

Если исходная структура слитка очень мелкозерниста или степень деформации очень велика, то металлографически невозможно наблюдать микроструктуру видны только грубые неоднородности, такие как место стыка краевой зоны с сердцевиной, газовые пузыри и темные полосы в кипящих сталях (ф. 573/1 576/4 578/1), концентрические кольца темных полос, У-образная зона ликвации, ликвация в головной части слитка (ф. 573/2), газовые пузыри в спокойных сталях (ф. 575/4) и многочисленные строчечные включения в пудлинговом железе (ф. 572/8). [c.31]

Спокойная сталь по содержанию наиболее однородна. В кипящей стали распределение С, Р и S неравномерно по слитку. Структура спокойной стали более мелкозерниста, порог хладноломкости ее при испытании на коп ре образцов с надрезами находится в пределах от —30 до —50° С, структура кипящей стали обычно крупнозернпста, порог хладноломкости ее значительно выше. [c.7]

Полуспокойная сталь (рис, 2.9, в, е) частично раскисляется в печи и ковше, а частично — в изложнице. Слиток полуспокойной стали имеет в нижней части структуру спокойной стали, а в верхней — кипящей. Ликваиия в верхней части слитков полуспокойной стали меньше, чем у кипящей, и близка к ликвации спокойной стали, но слитки полуспокойной стали не имеют усадочной раковины. [c.45]

Кипящая сталь наиболее дешевая, так как при ее вьшлавке расходуется минимальное количество специальных добавок и обеспечивается максимальный выход годного продукта. Пониженное содержание кремния и марганца обусловливает меньшую прочность и большую пластичность, чем у спокойной стали. Недостатками кипящей стали являются развитая ликвация, в головной части слитка неоднородность содержания углерода достигает 400 %, серы — 900 % от их среднего содержания. В спокойной стали неоднородность содержания углерода лишь на 60 %, а по сере на 110% превышает их среднее содержание в стали. Прокат из кипящей стали более неоднороден по химическому составу, чем прокат из спокойной стали. Листы и профили, изготовленные из разньсс частей слитка, различаются по содержанию углерода, серы и фосфора. Поэтому прокат из кипящей стали характеризуется неоднородностью структуры и механических свойств даже для металла одной плавки. В среднем кипящая сталь содержит около 0,02 % кислорода, что в несколько раз больше, чем у спокойной стали. Хладостойкость кипящей стали понижена, в среднем Гзо у нее на 10-20 °С выше по сравнению с для спокойной стали. Пониженное сопротивление хрупкому разрушению особенно характерно для проката значительной толщины (14—20 мм и более) из кипящей стали. [c.277]

Важное значение с точки зрения штамнуемости и устойчивости против коррозии имеет однородность структуры металла в отношении неметаллических включений и сегрегации. Детальное исследование темплетов (путем металлографического контроля и химического анализа), отобранных от сутунки медефосфористой стали, указывает, что в слитке спокойной стали как по его высоте, так и по ширине, несмотря на низкий процент обрези и высокое содержание в металле фосфора, степень ликвации весьма мала и значительно меньше, чем в кипящем слит" ке той же медефосфористой стали. Это объясняется благоприятным влиянием раскисления металла алюминием на уменьшение ликвации и относительно небольшим развесом слитка опытной стали. Разница в содержании серы и фосфора в разных зонах по высоте и ширине слитка не превышала 20%. В темплетах, отобранных от разных зон (по высоте и ширине) слитка кипящей медефосфористой стали разница в содержании серы, фосфора, а также углерода достигала 50% и более. [c.122]

По трубам, в том числе эмалированным, могут транспортироваться жидкости и газы под давлением до50/сГ/сл(2 и при высоких температурах. Поэтому сталь для труб должна обладать высокой прочностью и плотной структурой и не должна быть подвержена старению. Этим условиям в большей мере удовлетворяет спокойная сталь, раскисленная алюминием, чем кипящая [386], хотя осевая часть слитка спокойной стали, как правило, менее однородна, загрязнена неметаллическими включениями и более пориста, чем периферийная, и поэтому менее пластична. Это обстоятельство ведет в дальнейшем к образованию дефектов на внутренней поверхности бесшовных труб, образуемой в результате прошивки стального слитка по его центральной оси [387]. Тем не менее, в большинстве случаев предпочитают изготовлять трубы из спокойной стали. [c.303]

Полуспокойпая сталь. Эта сталь имеет прохмежуточную рас-кисленность между спокойной и кипящей. Частично ее раскисляют в печи и ковше, а частично — в изложнице за счет углерода, содержащегося в металле. Слиток полуспокойной сталп имеет в нижней части структуру спокойной стали, а в верхней — кипящей (рис. II. 13, в, е). Слитки полуспокойной стали не имеют концентрированной усадочной раковины, поэтому обрезь головных частей слитков при прокатке составляет 5—6%, за счет чего выход годного металла увеличивается до 90—95%. Вместе с тем химическая однородность (ликвация) в слитках полуспокойной стали меньше, чем у кипящей, и приближается к ликвации в слитках спокойной стали. [c.63]

Сера в стали обычно находится в виде сернистых включений, которые ухудшают пластические свойства материала. Нормы ряда стран допускают содержание серы в качественных сталях для глубокой вытяжки не больше 0,035%, а в сталях для трудноштампуемых деталей 0,025% 1, 7]. Сернистые включения в большей мере снижают способность стали к глубокой вытяжке, если они находятся в структуре в виде крупных включений [2]. Фосфор и сера относятся к элементам, которые при затвердевании слитка значительно сегрегируют. Поэтому в кипящих сталях их содержание по плавочному анализу [c.11]

В последнее время для изготовлениятлолос для глубокой вытяжки чаще применяют полуспокойные стали, отлитые в слитки снизу и частично раскисленные алюминием, вводимым в воронку пр И. разливке стали в изложницу [I]. Сталь разливают, как кипящую, в конусные изложницы, суженные кверху, а алюминиевую крупу подают в воронку перед концом разливки. Преимущество этого способа производства стали состоит в том, что сталь затвердевает в изложнице, как кипящая, имеет чистый поверхностный слой ( есколько тоньше, чем у кипящей стали), между тем как центральная часть сл итка имеет относительно однородные химический состав и механические свойства. После затвердевания слиток имеет небольшую усадочную раковину в головной части. По сравнению с рассмотоенными выше способами лроизводства стали этот способ обеспечивает более высокую однородность химического состава, структуры л механических свойств по всему объему слитка, а сама сталь менее склонна к старению. По такой же технологии выплавляют и нестареющую сталь, успокоенную алюминием. [c.48]

При выплавке кипящей стали раскислители практически не используются, так как металл самораскислится при разливке и кристаллизации в изложницах. Если вводят раскислители, то в ограниченных количествах, чтобы не затормозить самораски-сления, выделения газов и получения нормальной структуры слитка кипящей стали. Обычно в печь вводится ферромарганец. [c.374]

Фронт затвердевания может быть довольно гладким, например в слитке кипящей стали (ф. 563/5), или, наоборот, рыхлым на глубине свыше нескольких саР1тиметров (ф. 523/1), как в слитках, легированных или нелегированных высокоуглеродистых сталей. Эта внутренняя структура зависит от интервала температур затвердевания (см. ф. 518 и 553). [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...