Greutatea specifică a oțelului. Căldura specifică a oțelului

Oțelul este considerat drept aliaj de fier cu alți compuși chimici. Printre componentele incluse în compoziție, există carbon în cantitate de 2,14%. Datorită prezenței sale, aliajele de fier dobândesc forța lor. Greutatea specifică a oțelului este egală cu 75500-77500 N / msup3-. Aliajul poate conține uneori elemente de aliere. Capacitatea specifică de căldură a oțelului la 20 ° C este măsurată la 460 J / (kg * ° C) sau 110 cal / (kg * ° C).

clasificare

Există diverși parametri, conform cărora materialul în cauză este caracterizat. De exemplu, oțelul poate fi instrumental și structural. Aliajul de mare viteză este considerat unul dintre tipurile instrumentale. Există, de asemenea, diferențe în funcție de compoziția chimică. În funcție de elementele prezente în aliaj, aliajul și carbonul sunt împărțite. Clasificarea în funcție de concentrația de carbon a fost, de asemenea, adoptată. Deci, există trei tipuri de aliaje:

1. Low-carbon. În acesta, conținutul de carbon este de până la 0,25%.

2. Oțel cu conținut mediu de carbon. În acest aliaj de carbon, aproximativ 0,25-0,6%.

3. Oțel cu conținut ridicat de carbon. În acest aliaj, este prezent aproximativ 0,6-2% carbon.

În mod similar, este clasificat și oțel aliat prin conținutul procentual al elementelor de aliere:

1. Oțelul slab aliat conține până la 4%.

2. În aliajul de aliaje medii, este prezentă până la 11%.

3. Oțel de înaltă calitate. Conține mai mult de 11%.

Oțelul este produs prin diferite metode și prin tehnologii speciale. În funcție de această metodă sau de această metodă, aliajul conține diferite incluziuni metalice. Acest indice afectează gravitatea specifică a oțelului. Clasificarea aliajelor prin numărul de impurități, distingă:

1. Amestecuri de calitate obișnuită.

2. Calitativ.

3. De înaltă calitate.

4. În mod deosebit de calitativ.

Există, de asemenea, o clasificare în funcție de compoziția structurală a materialului. De exemplu, se obțin aliaje feritice, bainite, austenitice, perlite și martensitic. Fără îndoială, compoziția structurală afectează și greutatea specifică a oțelului. Aliajele sunt de asemenea împărțite în două și mai multe etape. Aceasta depinde de prezența fazelor în structură. De asemenea, aliajele sunt clasificate prin natura solidificării și gradul de deoxidare. Deci, există un oțel calm, semi-calm și fierbinte.

Metode de producere a oțelului

Fonta este utilizată ca materie primă pentru fabricarea oțelului. Prezența unei cantități mari de carbon, fosfor și sulf în compoziția sa îl face fragilă și fragilă. Pentru prelucrarea unui material în altul, este necesar să se reducă conținutul acestor substanțe la concentrația dorită. În același timp, greutatea specifică a oțelului și proprietățile sale se vor schimba. Aceasta sau acea metodă de producere a aliajelor presupune diferite moduri de oxidare a carbonului din fontă. Cele mai des utilizate sunt:

1. Metoda Marten topirea oțelului. Trebuie remarcat faptul că această opțiune concurează recent foarte slab cu alte metode.

2. Metoda convertorului. Astăzi, majoritatea tipurilor de produse din oțel sunt produse utilizând această tehnologie.

3. Electrotermale - una dintre metodele tehnologice avansate de producere a oțelului. Ca urmare, materialul produs este de o calitate foarte bună.

Metoda convertorului

Folosind această metodă tehnologică, excesul de fontă, fosfor și sulf este oxidat cu oxigen. O presiune care suflă prin materialul topit este realizată într-un cuptor special. Se numește convertorul. Acest cuptor are forma unei pere. În partea sa interioară - căptușire cu cărămizi refractare. Acest cuptor este foarte mobil: se poate roti 360 de grade. Capacitatea convertizorului este de aproximativ 60 de tone. De regulă, două tipuri de materii prime sunt utilizate pentru căptușeală:

1. Dinas - conține SiO2, care are proprietăți acide.

2. Masa dolomită - MgO și CaO. Se obține din material dolomit MgCO3 * CaCO3, care are proprietățile bazelor.

Din cauza materialului diferit pentru căptușeală, cuptoarele de convertizor sunt împărțite în cuptoare Thomas și Bessemer. Aerul suflat sub presiune acoperă întreaga suprafață a metalului. Trebuie remarcat faptul că procesele care apar în cuptor au o durată de cel mult 20 de minute. Timpul de rezidență al materialului din convertizor afectează capacitatea de căldură a oțelului. Aliajul produs în cuptoarele de conversie conține adesea o cantitate mare de monoxid de fier. De aceea, materialul este adesea de proastă calitate.

Cuptorul Marten

Această metodă de prelucrare a fontei este depășită. Fără îndoială, atunci când se utilizează mai multe tehnologii înapoiate în timpul procesării, calitatea materialului este redusă semnificativ, caracteristicile sale tehnice (capacitatea de căldură a oțelului și altele) se modifică. Cuptorul Martin este o baie mare de topire. Este acoperit cu o boltă de cărămizi refractare și camere de recuperare. Aceste compartimente sunt destinate încălzirii gazelor și aerului combustibil. Ele sunt umplute cu o duză din cărămizi (refractară). Fluxul de gaz fierbinte și aer este suflat în cuptor prin intermediul celor trei și patrulea recuperatori. Și prima și a doua, între timp, sunt încălzite de gazele din cuptor. După o creștere suficientă a temperaturii, întregul proces merge în direcția opusă.

Metoda electrotermică

Această metodă are mai multe avantaje față de vatra deschisă și convertorul. Metoda electromecanică vă permite să modificați compoziția chimică a oțelului. În același timp, amestecul după procesul de prelucrare este de o calitate foarte înaltă. Datorită accesului limitat la aerul din cuptorul electric, cantitatea de monoxid de fier este redusă. După cum știți, poluează oțelul cu impuritățile sale. Și aceasta, la rândul său, are un impact semnificativ asupra calității sale. În cuptorul electric, temperatura nu scade sub 2000 ° C. Astfel, impuritățile dăunătoare, cum ar fi sulful și fosforul, sunt îndepărtate complet din compoziția fontei.

Metoda de funcționare a cuptorului

Cuptoarele electrotermale, datorită temperaturii lor ridicate, permit aliajul de oțel cu ajutorul metalelor refractare. Acestea includ, în special, tungsten și molibden. Procesul de fabricare a oțelului electric permite obținerea unui amestec de înaltă calitate: căldura specifică a oțelului, precum și caracteristicile sale calitative - la cel mai înalt nivel. Dar, din păcate, aceste cuptoare consumă o cantitate mare de energie electrică (până la 800 kW pe oră pe tonă de materii prime). Capacitatea cuptoarelor electrice poate varia de la 500 kg la 360 tone. În agregate folosiți căptușeala obișnuită. Structura sarcinii poate ajunge la 90% resturi de fier și 10% în fontă. Uneori proporțiile de materii prime pot fi diferite. Varul, care este adăugat la sarcină, joacă rolul de flux. Principalele procese chimice în cuptoarele cu arc electric nu sunt foarte diferite de cuptoarele cu vatră deschisă.

Greutate specifică

Curenții frecvenței industriale sunt încălzire prin inducție metal. Datorită masei mari a miezului, acest efect este suficient. Pentru topirea oțelului cu o masă de până la 100 tone, un curent de 50 Hz este suficient. Trebuie spus că anumiți parametri pentru diferite tipuri de materii prime pot coincide. De exemplu, coroziunea, căldura și oțelul inoxidabil au o greutate specifică de 7,9 g / cm³. Acest indicator este direct legat de greutatea produsului finit la ieșire. Cu alte cuvinte, cu cât este mai mult, produsul este mai greu. Iar greutatea specifică a oțelului galvanizat este, de asemenea, de aproximativ 7,9 g / cm³. Este posibil să existe o ușoară diferență în funcție de tip. Dar gravitatea specifică a oțelului - 7,85 g / cm³. După cum puteți vedea, indicatorul este ușor mai mic, ceea ce înseamnă că materialul este și mai ușor. Ar trebui să se presupună că greutatea specifică a fontei și oțelului este diferită. Aliajul la ieșire este, de regulă, mai mare. Acest lucru se datorează mai mult faptului că, în procesul de procesare, în ciuda faptului că unele componente sunt eliminate din materiile prime, se adaugă elemente suplimentare la amestec. Acestea influențează parametrii produsului de ieșire. diferit tipuri de fontă au greutatea lor specifică (în g / cm³):

- alb - 7,5 ± 0,2;

- gri - 7,1 ± 0,2;

- maleabil - 7,5 ± 0,2.

calcul

Relația dintre volumul unui aliaj și masa sa este caracteristică numai unei anumite substanțe. În plus, acest parametru este permanent. Folosind o formulă specială, se poate cunoaște densitatea unei substanțe. Are o influență directă asupra calculării gravitației specifice a aliajului. Iată cum arată.

Greutatea specifică a metalului este atribuită în formula: gamma-. Ea este egală cu raportul P - greutatea unui corp omogen - cu volumul conexiunii. Și calculat după următoarea formulă: gamma- = P / V.

Funcționează numai atunci când metalul are o stare complet densă, neporoasă.

concluzie

Noile tehnologii care sunt utilizate în industria grea, sunt foarte diferite de cele utilizate în etapa inițială de dezvoltare a industriei. Datorită progresului științific, industria metalică modernă produce un număr uriaș de variații de aliaje. Greutatea specifică a compușilor influențează alegerea unui anumit tip de materie primă, care va fi utilizată în producție. Dacă luați trei metale diferite: fier, alama și aluminiu cu același volum - atunci toate vor avea mase diferite. Prin urmare, atunci când alegeți un anumit metal, acesta ar trebui să ia în considerare, printre alți parametri, greutatea sa specifică.