Черные металлы и стали

Черные металлы и стали

Продуктами доменного производства являются чугун, доменный шлак, колошниковый газ и колошниковая пыль.

Чугун , выплавляемый в доменных печах, по своему назначению делят на три группы: литейный, передельный и ферросплавы. Из всей выплавки более 80 % составляет передельный чугун. Это преимущественно белый чугун, в котором весь углерод содержится в химически связанном состоянии. Передельный чугун применяют для производства стали. Около 20 % приходится на долю литейных чугунов и ферросплавов. Литейный серый чугун используют для получения фасонных отливок. Ферросплавы , содержащие повышенное количество кремния и марганца, применяют в качестве добавки при производстве стали повышенного качества.

В строительстве применяют главным образом серый чугун для изготовления деталей, работающих при сжатии (башмаков, колонн), а также санитарно-технических (отопительных радиаторов, труб) и архитектурно-художественных изделий. Значительное количество чугуна расходуется для изготовления тюбингов, из которых сооружается туннель метрополитена. Серые чугуны обладают хорошими литейными качествами – жидкотекучестью, мягкостью, хорошо обрабатываются, сопротивляются износу. Установлены следующие марки отливок из серого чугуна: СЧ 00; СЧ 120–280; СЧ 150–320; СЧ 180–360; СЧ 210–400; СЧ 240–440; СЧ 280–480; СЧ 320–520; СЧ 360–560; СЧ 400–600 и СЧ 440–640. СЧ обозначает серый чугун, первое число показывает предел прочности (МПа) при испытании на разрыв, а второе – на изгиб. Серый чугун марки СЧ 00 не испытывается.

Стали по химическому составу делят на углеродистые и легированные. Углеродистые стали , в свою очередь, бывают обыкновенного качества, качественные конструкционные (для машиностроения и наиболее ответственных конструкций) и инструментальные (для изготовления режущих инструментов, штампов, матриц). Легированные стали выпускают конструкционные, инструментальные и специального назначения, отличающиеся некоторыми специфическими свойствами. Стали, применяемые для строительных целей, различаются по качеству, назначению и способу выплавки (мартеновская или конвертерная).

По качеству и назначению сталь бывает: углеродистая обыкновенного качества, углеродистая горячекатаная для мостостроения, углеродистая толстолистовая и широкополосная, термически обработанная, углеродистая качественная конструкционная для железнодорожных и крановых рельсов; низколегированная конструкционная.

В зависимости от способа обработки строительные стали делят на три группы: I – горячего проката, II – холодной вытяжки (выпускается в виде высокопрочной холоднотянутой проволоки круглого и периодического профиля, а также в виде холоднотянутой проволоки обыкновенного качества), III – комбинированной обработки – гнутые профили. В строительстве в основном используется сталь углеродистая обыкновенного качества. Она представляет собой сплав железа с углеродом, кроме того, в ней присутствуют примеси кремния и марганца. Наиболее нежелательны примеси в стали фосфора, который вызывает ее хрупкость при низких температурах (хладноломкость), и серы.

В зависимости от назначения и гарантируемых механических характеристик сталь углеродистую обыкновенного качества делят на две группы и одну подгруппу: группа А – поставляемая по механическим свойствам; группа Б – поставляемая по химическому составу; подгруппа В – поставляемая по механическим свойствам с дополнительными требованиями по химическому составу. Для строительных целей используют в основном сталь группы А.

Углеродистые стали обыкновенного качества применяют без термообработки. Углеродистую сталь обыкновенного качества группы А производят следующих марок: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб и Ст7. С увеличением содержания углерода марка стали повышается, растут прочность и твердость, снижаются пластичность и ударная вязкость. Сталь группы Б изготовляется тех же марок, что и сталь группы А, но перед маркой стали ставят букву Б (БСтО, БСт1). Сталь группы В изготовляют марок ВСт2, ВСтЗ, ВСт4 и ВСт5.

В легированных сталяхв качестве легирующих веществ применяют кремний – в марке стали обозначается буквой С, хром – X, никель – Н, молибден – М, марганец – Г, вольфрам – В, алюминий – А, медь – Д, кобальт – К. Обозначение марки легированной стали, например 25ХГ2С, используемой для арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций, показывает, что в ней содержится 0,25 % углерода, 1 % хрома, 2 % марганца и 1 % кремния. Таким образом, первые две цифры в обозначении марки стали показывают содержание углерода в сотых долях процента, а остальные цифры – содержание легирующего элемента, стоящего перед цифрой в целых процентах. При маркировке высококачественной легированной стали (с низким содержанием серы и фосфора) в конце ставится буква А. Например, ЗОХМА – легированная хромомолибденовая сталь высокого качества. Высоколегированные стали подразделяются на три группы: нержавеющие и кислотостойкие, окалиностойкие и жаропрочные и сплавы с высоким электросопротивлением.

Низкоуглеродистые и низколегированные стали применяют для изготовления металлических конструкций мостов, опор, транспортных галерей, подкрановых балок, мостовых кранов, арматуры железобетонных конструкций и др. Строительные стали применяют в горячекатаном состоянии и после термической обработки. Стали поставляют в виде прутков, профилей, листов и широких полос.

Кроме того, применяют следующие изделия из стали: заклепки, болты, гайки, шайбы, винты, гвозди, поковки, а также стальные канаты. Заклепки используют для неразборного соединения металлических конструкций, а болты и гайки – для разъемных соединений, для крепления деревянной обшивки к металлическому каркасу и т. д. Болты выпускают с шестигранной головкой нормальной и повышенной точности. Болты повышенной точности отличаются более точными размерами и обработанной поверхностью стержней. Поковки строительные изготовляют в виде скоб, применяемых при скреплении деревянных конструкций, для предотвращения их сдвига; в виде штырей – для наращивания досок или брусьев; крючьев – для крепления настенных желобов и водосточных труб. Канаты стальные применяют для такелажных и монтажных работ, а также для крепления подвесных ферм, висячих мостов, для оттяжек мачт и вантовых конструкций. Стальные канаты изготовляют из проволоки марки В (высшая). Проволоку используют светлую или оцинкованную с пределом прочности при растяжении 1100–2000 МПа. Канаты изготовляют однопрядные или многопрядные с крестовой или односторонней свивкой, с органическим или металлическим сердечником.