Кипящая сталь. Какую сталь называют кипящей?

Сталь Silent Steel характеризуется плотной структурой и хорошими механическими свойствами. Он менее восприимчив к нежелательным реакциям на сварочное тепло и старение. Гомогенная (однородная) микроструктура придает сплаву максимальную коррозионную стойкость и пластичность.

Какую сталь называют кипящей

Недостатком процесса окисления является образование больших пустот. Для устранения этого дефекта необходимо отрезать до 16 % от общей массы слитка. Эта потеря ответственна за высокое значение для сплавов покоя по сравнению с соответствующими кипящими сплавами.

Окислители в сочетании со свободным кислородом в сплаве выполняют эти задачи:

снижение негативного влияния свободного оксигена на формирование структуры слитка;
поддержание высокой температуры, способствующее удалению газов и шлаков;
обеспечение мелкозернистой однородной структуры (за счет образования алюминатов и силикатов повышается кристаллизация металла).

«Закупоренная» сталь

В английском языке кипящая сталь — это обычно сталь с губами. В английском языке — rim, от английского слова rim — край, зона. Этот термин отражает главную особенность кипящего стального прутка — внешнюю оболочку (обод, кромка, зона) из чистой стали. Другой тип кипящей стали в английской литературе называется покрытой сталью. Покрытая сталь — это тип стали с аналогичными свойствами, что и черновая сталь, но которая находится между полуспокойной и черновой сталью по степени подавления газов во время затвердевания (см. рисунок). Название этой марки стали происходит от английского слова cap, что в переводе на русский язык означает «крышка», так как эти прутки после отливки механически или химически закрываются, т.е. «закупориваются» сверху. Поэтому их русское название может быть «пробковые стали».

При производстве блоков из штепсельной стали используется меньше окислителей, чем при производстве блоков из полуштекерной стали. Таким образом, можно в определенной степени контролировать формирование внешнего слоя слитка во время затвердевания.

Читайте также: Горячекатаные плиты, ГОСТ 19903-74

Технология резки прутка является вариантом технологии производства стали методом варки. Функция герметизации слитка ограничивает время эволюции газа и предотвращает образование чрезмерных пузырьков газа внутри слитка. Герметичные прутки обычно используются для сталей с содержанием углерода более 0,15%, которые применяются для производства листов, полос, тонких листов, лент, проволоки и прутков.

При механическом уплотнении стальных слитков используются тяжелые чугунные крышки для уплотнения верхней части слитка и предотвращения образования внешней оболочки, как это происходит в случае с кипящими слитками. Химическое уплотнение слитков осуществляется на открытых слитках. Уплотнение достигается путем добавления алюминия или ферросилиция в верхнюю часть слитка, что приводит к быстрому затвердеванию верхней части слитка. Затем верхняя часть слитка отрезается и отправляется в металлолом.

Сталь AUS-8 - характеристики, применение. Что за сталь aus 8?

В зависимости от степени раскисления сталь делится на различные категории:

Бесшумная сталь

— Окисленная сталь с минимальным содержанием шлака и неметаллических примесей. Это литая сталь, которая более окислена, чем кипящая и полуфабрикатная, что вызвано введением большего количества сильных окислителей — ферросилиция, алюминия и др. — в печь или ковш (иногда также в форму). Он кристаллизуется тихо, без кипения или искрения, и имеет плотную структуру. На нем нанесены буквы «sp».

Полутвердая сталь — это сталь, полученная путем окисления (в печи, ковше или литейном цехе) жидкого металла, менее полного, чем при производстве неподвижной стали, но более полного, чем при производстве кипящей стали. Получистая сталь затвердевает без кипения, но с выделением газов. Полуспокойный стальной слиток содержит меньше пузырьков, чем кипящий стальной слиток, а усадочная раковина меньше, чем в спокойном стальном слитке. По своим качественным характеристикам он приближается к покоящейся стали. Он обозначается буквами «ps».

Кипящая сталь — это неокисленная сталь с высоким содержанием неметаллических примесей. Сталь с низким содержанием углерода, поступающая со сталелитейных заводов и слегка раскисленная, так что при застывании в формах окисление углерода продолжается за счет растворенного в стали кислорода, что внешне проявляется выделением пузырьков газа (кипение металла). Он обозначается буквами «kp».

Какие бывают марки спокойных сталей?

Полностью окисленные стали классифицируются следующим образом:

спокойные сплавы, насыщенные углеродом (производство контролируется в соответствии с требованиями ГОСТа 380-2005);
металлы обычного и высокого качества (ГОСТ 1050-88);
составы с низким, средним или высоким содержанием легирующих компонентов.

Следует отметить, что углеродистые стали имеют маркировку «sp». Сплавы, полученные методом непрерывного литья, полностью раскисляются во время процесса.

Структура слитка малораскисленного металла

Основной характеристикой кипящего стального слитка является отсутствие конденсированной усадочной раковины. Структура слитка зависит от интенсивности и времени кипения расплава. В затвердевшем состоянии он имеет 5 зон:

наружная плотная корка;
скопление сотовых пузырей, имеющих вытянутую форму;
промежуточная зона между сотовыми и вторичными пузырями;
скопление глубинных (вторичных) воздушных пузырей;
сердцевина слитка – зона глубинных пузырей.

Как правильно выбрать обои. Как правильно выбрать обои.

В качественных слитках внешняя корка настолько плотная и толстая, что скопление пузырьков не вскрывается при нагреве и прокатке.

«Закупоренная» – разновидность кипящей стали

По степени подавления газов во время затвердевания расплава материал находится между кипящими и полукипящими сталями. Разница в этой технологии заключается в том, что слиток после разливки закрывается сверху механическим или химическим способом.

При механическом закупоривании слиток закрывается тяжелой чугунной крышкой.
Химическое закупоривание реализуется с помощью добавления сверху изложницы присадок алюминия или ферросилиция. Это приводит к ускоренному твердению верхней части слитка, которая отрезается и отправляется в отходы.

Эта техника сокращает время выхода газа и количество воздушных пузырьков внутри слитка.

Основные характеристики

Кипящие стали характеризуются неоднородной структурой и химическим составом, что приводит к снижению некоторых эксплуатационных характеристик. Прочность металла снижается из-за пузырьков воздуха, вваренных во время прокатки, что может привести к расслаиванию материала во время прокатки или штамповки.

Проблемная свариваемость из-за резко выраженной неравномерности по толщине изделия расположения фосфора и серы, негативно влияющих на свойства металла. Зоны с повышенным содержанием серы становятся причиной появления кристаллизационных трещин в шве и около него.
Металл склонен к старению в зоне около сварного шва, что приводит к его охрупчиванию при отрицательных температурах.
Более высокая подверженность коррозии, по сравнению со спокойными и полуспокойными сталями.

Области применения кипящей стали

На использование этих металлических изделий наложены определенные ограничения. Их производство не допускается:

крепежных элементов котлов, работающих под давлением;
конструкций и оборудования, запланированных для эксплуатации при температурах ниже -20°C
аппаратов, эксплуатируемых при динамических, знакопеременных, пульсирующих нагрузках;
оборудования и конструкций, контактирующих с агрессивными, взрыво- и пожароопасными средами, сжатыми и сжиженными газами.

Кипящий пруток используется для производства полос, листов, тонких пластин, проволоки, прутков, лент и труб, предназначенных для изготовления обычных изделий.

Какие марки углеродистых сталей могут относится к кипящим?

Этот тип сплава используется для производства данного типа стали:

углеродистые стали обыкновенного качества – кипящие сплавы изготавливаются по ГОСТу380-2005, обозначение – «кп»;
качественные и высококачественные стали – регламентируются ГОСТом 1050-88, буквенное обозначение – «кп».

Жидкое стекло для гидроизоляции бетона. Жидкое стекло как гидроизоляция?

В производстве обычно используются стали с содержанием углерода более 0,15%.

Характеристики кипящей стали

Рассмотрим свойства кипящей стали. Структура сплава не является однородной. Это влияет на использование и механические свойства материала. Скопление воздушных пузырьков снижает прочность металла на порядок, и материал может легко отслаиваться при дальнейшей обработке.

Свойства сплава следующие:

Проблемная сварка кипящей стали из-за неравномерного распределения фосфора и серы в изделии. Участки с концентратом серы приводят к кристаллизованным трещинам около шва.
Металл возле сварного шва склонен быстро стареть, его структура становится хрупкой.
Подверженность коррозии сильнее, чем у других видов сплавов.
Термостойкость до + 100 градусов.
Есть склонность к расслоению структуры материала.
Устойчивость к морозу до -2 градусов.

Есть и преимущества. Например, эта сталь дешева в производстве конвейерных лент. Он вязкий и содержит мало неметаллических включений в расплаве.

Маркировка кипящей стали

Согласно ГОСТ 380-2005, кипящие сплавы обозначаются буквами «кп». Давайте рассмотрим несколько примеров кипящей стали:

05кп – содержание углерода здесь не более 0.06%, кремния – 0.03%, хрома в пределах 0.10%, а марганца 0.4%.
08кп – углерод – 0.05-0.11%, хром 0.10%, марганец 0.25-0.50%, кремний до 0.03%.
10кп – хром 0.15%, углерод 0.07-0.14%, кремний 0.07%.
11кп – содержание углерода от 0.05 до 0.12%, хром 0.15%, а кремния до 0.06%.

То есть, маркировка кипящей стали основана на содержании углерода в сплаве в сантиметрах или десятых долях.

Применение кипящей стали

Из-за более низких эксплуатационных характеристик использование кипящей стали в этой области запрещено:

Элементах крепежа котлов, работающих в условиях повышенного давления системы.
Конструкциях, используемых в диапазоне температур ниже -20 градусов.
Аппаратах, работающих с пульсирующими нагрузками или динамически изменяемыми параметрами.
Оборудовании, которое вынужденно вступает в контакт с агрессивными веществами или средами.

Соответственно, свойства кипящей стали подходят для производства проката в форме проката: