Структура и свойства сплавов
Эффективно получение стали прямым восстановлением из руд, минуя доменный процесс. Полуфабрикатом для производства стали при этом способе служит губчатое железо, получаемое во вращающихся или шахтных печах, которое подвергается дроблению и отделению от пустой породы. При прямом восстановлении железа из руд отпадает необходимость в коксохимическом производстве, основном при доменном процессе, существенно повышается производительность.Сталь, выпущенная из печей, заливается в специальные чугунные формы-изложницы или поступает на непрерывное Литье. При непрерывной разливке струя расплавленного металла поступает сначала в кристаллизатор, охлаждаемый водой, а затем в зону вторичного охлаждения и автоматически разрезается на слитки необходимой длины. Непрерывное литье по сравнению со штучным позволяет повысить производительность труда, качество стали, сократить отходы литейного производства.
Сталь по составу делится на углеродистую и легированную. Углеродистые стали, кроме железа и углерода, содержат примеси ряда химических элементов (марганца, серы, фосфора, кремния), вносимые исходными сырьевыми материалами или обусловленные особенностями производства. Различают низкого 0,3 % С), средне- (0,3-0,5 % С) и высокоуглеродистые (более 0,5 % С) стали.
Для строительных конструкций применяют обычно конструкционную углеродистую сталь, содержащую до 0,65- 0,70 % углерода. При увеличений количества углерода от Диаграмма растяжения сталей с различным содержанием углерода 0,65 до 1,35 % и содержании марганца до 0,4 % получают инструментальную сталь, при уменьшении углерода до 0,2 % - сталь для глубокой вытяжки, при повышении содержания серы и фосфора - автоматную сталь, применяемую в основном для изготовления крепежных деталей (втулок, болтов).
С повышением содержания углерода повышаются прочность и твердость (рис. 6.3), но снижаются пластичность и свариваемость сталей. Углеродистые стали, полностью раскисленные после выплавки, называют спокойными (сп), раскисленные частично - полуспокойными (пс) и кипящими (кп). Спокойные стали затвердевают без заметного выделения газов. По сравнению с полуспокойными и кипящими сталями они характеризуются лучшими прочностными свойствами, но меньшим выходом металла при прокатке и более высокой стоимостью. Степень раскисления указывается после номера марки стали. Углеродистые стали делят на обыкновенного качества и качественные. Сталь обыкновенного качества применяется для неответственных строительных конструкций, крепежных деталей, листового проката, труб, заклепок и т. д. Ее поставляют трех групп: А - с нормируемыми механическими свойствами, Б - химическим составом, В - механическими свойствами и химическим составом.
Кроме алюминиевых сплавов в строительстве применяют медные сплавы - латуни и бронзы. В латунях основным легирующим элементом является цинк (до 45 %), а в бронзах - олово, алюминий, кремний и другие элементы. Для латуней и бронз характерны высокая прочность (300-600 МПа) и твердость (НВ = 200...250), хорошие антифрикционные свойства и коррозионная стойкость.
Цинк и цинковые сплавы применяются в качестве покрытий, защищающих сталь в среде,, вызывающей коррозию. Высокая прочность в сочетании с коррозионной стойкостью и малой плотностью характерна для титановых сплавов.. Для антикоррозионных покрытий специальных труб, особых видов гидроизоляции, например зачеканки швов между тюбингами в туннелях, применяют свинец.