Классификация сталей

Свойства сталей, выплавляемых в различных агрегатах, разнообразны и зависят от большого числа факторов: химического состава, способа и технологии выплавки, способа разливки, наличия вредных примесей, технологии обработки давлением, термообработки и т.п.

По способу производства – стали различают следующим образом: бессемеровская, томасовская, кислородно-конвертерная, мартеновская, электросталь, тигельная, сталь электрошлакового переплава, сталь, получаемая в вакуумных, индукционных и дуговых печах.

По назначению:

- конструкционные – применяются для изготовления деталей машин, станков, металлоконструкций и каркасов зданий;

- инструментальные – для изготовления резцов, штампов, фрез, мерительного инструмента и т.д.

- Стали специального назначения:

- нержавеющие, жаропрочные, трансформаторные, шарикоподшипниковые, броневые, рельсовые и т.д.

По качеству (отличаются содержанием вредных примесей S и P):

- стали обыкновенного качества,

- качественные,

- высококачественные.

По химическому составу:

- углеродистые (низко-, средне-, высоко-.), легированные (низко-, средне-, высоко-).

Химические процессы сталеплавильного производства

В сталеплавильных печах кислород наиболее быстро окисляет железо, концентрация которого значительно превышает концентрацию других элементов в сплаве:

2Fe + O₂ → 2FeO + Q

Образующаяся закись железа FeO хорошо растворима, как в металле, так и в шлаке и играет роль основного носителя кислорода.

Кремний, марганец, углерод и другие примеси стали, обладают более высоким сродством к кислороду, чем железо, и поэтому они отбирают кислород у железа, восстанавливая его. Окисление примесей идет за счет газообразного кислорода, а также закиси железа по реакции:

Si + O₂ → SiO₂ + Q

Mn + O → MnО + Q

C + O → CO + Q

Si + 2FeO → SiO + 2Fe

Mn + FeO → Mn + Fe

C + FeO → CO + Fe

Все эти реакции идут легко за счет большого количества кислорода и перемешивания. Окисление углерода имеет наиболее важное значение: достижение его заданного значения определяет продолжительность плавки. Кремний окисляется практически полностью. Марганец окисляется примерно на 70%. Фосфор удаляется путем ошлаковывания (перехода в шлак).

P + 5FeO + 3CaO = P₂O₅ 3CaO + 5 Fe + Q

За всю плавку в шлак переходит до 95-98% фосфора шихты. Сера удаляется значительно хуже, чем фосфор, до 50% остается в чугуне.

FeS + CaO = CaS + FeO.

Удаление серы затруднено наличием в шлаке (до 20%) закиси железа. Поэтому для получения стали в кислородном конвертере применяют чугун с ограниченным содержанием серы (до 0,07%).