Классификация сталей.

Стали классифицируют по качеству, химическому составу и назначению.

Качество сталей определяется условиями металлургического производства и содержанием в них вредных примесей. Стали классифицируют на группы А,Б,В. Различие в обозначении качественной стали по сравнению с высококачественной сталью состоит в том, что в конце марки высококачественной стали ставят букву «А»: сталь ЗОХНМ – качественная, а стали ЗОХМА и У10А – высококачественные.

По химическому составу стали делят на углеродистые и легированные. Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях с целью изменения ее строения и совйств, называют легирующими элементами.

Углеродистые стали бывают:

● низкоуглеродистые (С< 0,09-0,25%)

● среднеуглеродистые (С< 0,25-0,45%)

● высокоуглеродистые (С< 0,45-0,75%)

Легированные стали условно подразделяют на:

● низколегированные с суммарным содержанием легирующих У элементов 2,5-5%

● среднелегированные 5-10%

● высоколегированные более 10%

По назначению стали подразделяют на строительные. инструментальные, штамповые, стали с особыми физическими свойствами и др.

Производство меди

Для производства меди применяют медные руды, содержащие 1-6% Cи, а также отходы меди и ее сплавов. В рудах медь обычно находится в виде сернистых соединений (CuFeS₂, Cu₂S, CuS), оксидов (Cu₂O, CuO) или гидрокарбонатов (CuCO₃ Cu(OH)₂ 2CuCO₃● Cu(OH)₂). Перед плавкой медные руды обогащают и получают концентрат. Для уменьшения содержания серы в концентрате его подвергают окислительному обжигу при температуре 750-800 ºС.

При пирометаллургическом способе полученный концентрат переплавят на штейн отражательных или электрических печах. При температуре 1250-1300 ºС восстанавливаются оксид меди (CuO) и высшие оксиды железа. Образующийся оксид меди (Cu₂O), реагируя с FeS, дает Cu₂S. Сульфиды меди и железа сплавляются и образуют штейн, а расплавленные силикаты железа растворяют другие оксиды и образуют шлак. Затем расплавленный медный штейн заливают в конвертеры и продувают воздухом 9конвертируют) для окисления сульфидов меди и железа, перевода образующихся оксидов железа в шлак, а серы в SO₂ и получения черновой меди. Черновая медь содержит 98,4-99,4 % Си и небольшое количество примесей. Эту медь разливают в изложницы.

Черновую медь рафинируют для удаления вредных примесей и газов. Сначала производят огневое рафинирование в отражательных печах, примеси S, Fe, Ni, As, Sb и другие окисляются кислородом воздуха, подаваемым по стальным трубкам, погруженным в расплавленную черновую медь. Затем удаляют газы, для чего снимают шлак и погружают в медь сырое дерево. Пары воды перемешивают медь и способствуют удалению SO₂ и других газов. При этом медь окисляется и для освобождения ее от Cu₂O ванну жидкой меди покрывают древесным углем и погружают в нее деревянные жерди. При сухой перегонке древесины, погруженной в медь, образуются углеводороды. которые восстанавливают Cu₂O.

После огневого рафинирования получают медь чистотой 99-99,5 %. Из нее отливают чушки для выплавки сплавов меди (бронзы и латуни) или плиты для электролитического рафинирования.

Электролитическое рафинирование проводят для получения чистой от примесей меди (99,95 % Си). Электролиз ведут в ваннах, покрытых изнутри винипластом или свинцом. Аноды делают из меди огневого рафинирования, а катоды – из листов чистой меди. Электролитом служит водный раствор CuSO₄ (10-16 %) и H₂SO₄ (10-16 %). При пропускании постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор, а на катодах разряжаются ионы меди:

Cu²⁺ +2e ^-→Cu

Примеси (мышьяк, сурьма, висмут и др.) осаждаются на дно ванны, их удаляют и перерабатывают для извлечения этих металлов. Катоды выгружают, промывают и переплавляют в электропечах.

Технически чистая медь имеет плотность 8940 кг/м³, температуру плавления 1083 ºС. обладает высокой пластичностью, коррозийной стойкостью, малым удельным электросопротивлением, высокой теплопроводностью, и поэтому ее широко используют для изготовления электропроводов. деталей электрических машин и приборов, в химическом машиностроении. Медь по чистоте подразделяют на марки МО (99,95 % Си), М1 (99,9 % Си), М2 (99,7 % Си), М3 (99,5 % Си), М4 (99 % Си).

Медные сплавы разделяют на бронзы и латуни.

Бронзы – это сплавы меди с оловом (4-33 % Sn), свинцом (30 % Sb), алюминием (5-11 %Al), кремнием (4-5 % Si), сурьмой и фосфором.Латуни – это сплавы меди с цинком (до 50 %Zn) с небольшими добавками алюминия, кремния, никеля, марганца. Медные сплавы обозначают начальными буквами их названия ( Л – латунь, Бр – бронза), после чего следует первые буквы основных названий элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие количество легирующего элемента в процентах. Например, ЛЦ40Мц1,5 – латунь, содержащая 40% Zn, 1,5% Mn, остальное Си.

Бронзы и латуни разделяют на деформируемые и литейные. Литейные бронзы и латуни отличаются от деформируемых тем, что в их состав вводят добавки, улучшающие литейные свойства сплава – повышающие жидкотекучесть, уменьшающие усадку. Однако эти добавки снижают пластические свойства литейных бронз и латуней по сравнению с деформируемыми.