Опишите кристаллическую структуру слитков спокойной и кипящей сталей. Укажите условия и способы получения этих слитков и области их применения. (Решение → 4064)

Заказ №39301

Опишите кристаллическую структуру слитков спокойной и кипящей сталей. Укажите условия и способы получения этих слитков и области их применения.

Структура слитка спокойной стали Спокойная сталь раскисляется сильными раскислителями (кремний, алюминий) и поэтому содержит малое количество растворенного кислорода (<0,005%). Соответственно при разливке и кристаллизации стали в изложницах газовые пузыри не образуются. Наружная зона слитка (зона 1 на рис. 1) образуется в момент соприкосновения жидкой стали с холодными стенками изложницы. Резкое переохлаждение металла приводит к одновременному гетерогенному зарождению большого числа кристаллов на шероховатой поверхности изложниц. В связи с чем кристаллы не успевают вырасти до значительных размеров и принять определенную ориентацию. Толщина корковый зоны составляет 6-15 мм. После нагрева изложницы скорость охлаждения стали уменьшается и протекает при меньшем числе центров кристаллизации. В результате образуется зона столбчатых кристаллов (зона 2 на рис. 1), состоящая из крупных кристаллов, вытянутых в направлении теплоотвода. По мере нагревания изложницы и уменьшения температуры жидкой стали происходит снижение интенсивности роста столбчатых кристаллов и в момент образования зазора между слитком и стенками изложницы (вследствие уменьшения объема стали при затвердевании) происходит остановка направленной кристаллизации. С этого момента кристаллизация стали протекает за счет теплоотвода между слитком и стенками изложницы через образовавшийся газо-воздушный зазор. Центрами кристаллизации в большинстве случаев являются неметаллические включения в объеме оставшейся жидкой стали. В результате образуется зона крупных различноориентированных равноосных кристаллов (зона 3 на рис. 1). Также следует отметить, что в нижней части осевой зоны слитка образуется зона мелких кристаллов (конус осаждения). Образование конуса осаждения связывают с охлаждающим действием поддона на нижнюю часть слитка и оседанием обломков кристаллов во время затвердевания. Рисунок 1 – Строение слитка спокойной стали 1- зона мелких равноосных кристаллов; 2 - зона столбчатых кристаллов 3 - зона крупных равноосных кристаллов; 4 - усадочная раковина Усадочная раковина (зона 4 на рис. 1) образуется в момент затвердевания последних порций металла. Причиной ее образования является уменьшение объема металла при переходе из жидкого в твердое состояние. Величина усадки составляет 2,0- 5,3% в зависимости от химического состава стали. Часть слитка с усадкой после прокатки отрезают и отправляют в переплав. Поэтому с целью уменьшения обрези стремятся уменьшить глубину проникновения усадочной раковины в слиток. Для этого прибегают к мерам, обеспечивающим более позднее затвердевание верхней части слитка: Спокойную сталь разливают в уширенные кверху изложницы. В этом случае большая масса металла в верхней части слитка способствует замедленному его охлаждению. Теплоизолируют боковые поверхности верха слитка. Для этого на изложницу устанавливают прибыльную надставку, которую при разливке заполняют жидким металлом. Боковые стенки прибыльной надставки футерованы огнеупорами или снабжены теплоизоляционными вставками, благодаря чему охлаждение металла замедляется. После наполнения изложницы поверхность жидкого металла в прибыльной