Классификация сталей по способу раскисления разделяет их на три основные группы: кипящие, полуспокойные и спокойные стали. Способ раскисления влияет на структуру, механические свойства и качество стали.
1. Кипящие стали (полураскисленные стали)
Характеристики:
- Стали, у которых раскисление проводится частично, и в металле остаётся определённое количество кислорода.
- При затвердевании таких сталей происходит бурное выделение газа (водорода и азота), что вызывает образование газовых пузырей и пористую структуру.
Преимущества:
- Низкая стоимость производства.
- Хорошая пластичность и свариваемость.
Недостатки:
- Пористая структура.
- Низкая однородность и механическая прочность.
Применение:
- Изделия, не требующие высокой прочности и плотности, такие как различные строительные элементы, трубы, профили и листы.
2. Полуспокойные стали
Характеристики:
- Стали, у которых раскисление проведено частично, но в большей степени, чем у кипящих сталей.
- Выделение газа при затвердевании уменьшается, но не исчезает полностью, что делает структуру более однородной.
Преимущества:
- Улучшенные механические свойства по сравнению с кипящими сталями.
- Снижение содержания газов и неметаллических включений.
Недостатки:
- Менее однородные по сравнению со спокойными сталями.
Применение:
- Строительные конструкции, элементы машиностроения, детали средней ответственности.
3. Спокойные стали
Характеристики:
- Стали, у которых проведено полное раскисление. При этом в сталь вводятся раскислители (обычно кремний, алюминий или марганец), что приводит к удалению растворённого кислорода.
- При затвердевании таких сталей выделение газа практически отсутствует, что способствует формированию плотной и однородной структуры.
Преимущества:
- Высокая однородность и плотность.
- Лучшие механические свойства и свариваемость.
- Меньшая склонность к образованию трещин.
Недостатки:
- Более высокая стоимость производства по сравнению с кипящими и полуспокойными сталями.
Применение:
- Ответственные конструкции и детали машин, сосуды под давлением, трубопроводы, крупные литые детали и другие изделия, требующие высокой прочности и надёжности.
Влияние раскислителей
Основные раскислители и их функции:
- Кремний (Si): Эффективно удаляет кислород и улучшает механические свойства стали.
- Алюминий (Al): Используется для полного раскисления и уменьшения зернистости стали.
- Марганец (Mn): Помогает удалить серу и кислород, улучшает прочность и твёрдость стали.
Использование различных раскислителей и их комбинаций позволяет получать стали с различными свойствами, соответствующими требованиям конкретных областей применения.