Вид страницы
sale@metallz.ru
Мытнинская, д.2
без выходных

Спокойная сталь: особенности и применение

    Спокойной называется сталь, которая затвердевает после разливки практически без выделения газов. Достичь такого эффекта позволяет полное раскисление – удаление свободного кислорода с помощью введения в расплав специальных добавок.

    Раскислители: виды и функции

    В качестве раскислителей используют ферросилиций в количестве 0,12-0,3% по массе, ферромарганец, алюминий – до 0,1%, титан.

    Негативное последствие раскисления – образование усадочной раковины больших размеров. Для ее удаления приходится отрезать от слитка спокойной стали до 16% по массе. Из-за такой потери металла, а также затрат на раскисляющие добавки стоимость спокойной стали существенно превышает цену кипящего металла.

    Раскисляющие добавки, соединяясь со свободным кислородом, находящимся в сплаве, решают следующие задачи:

    • снижают негативное влияние свободного кислорода на формирующуюся структуру слитка;
    • поддерживают в течение длительного периода высокую температуру стали, что обеспечивает максимальное шлако- и газоудаление;
    • способствуют получению металла мелкозернистой, однородной структуры, поскольку образующиеся силикаты и алюминаты повышают число центров кристаллизации. Это обуславливает измельчение зерен и улучшает качество и механические характеристики металла.

    Марки спокойной стали

    Сплавы полного раскисления разделяют на следующие группы:

    • углеродистые спокойные стали обыкновенного качества – регламентируются ГОСТом 380-2005 года, обозначаются «сп»;
    • качественные и высококачественные – выпускаются по ГОСТу 1050-88, буквенного индекса по этому стандарту не имеют;
    • все легированные и низколегированные стали обычно изготавливают спокойными, буквенного индекса не имеют.

    Внимание! Стали, полученные непрерывной разливкой, во время процесса полностью раскисляются.

    Преимущества спокойной стали

    Благодаря однородности и мелкозернистости структуры, для  раскисленных сталей характерны следующие преимущества:

    • хорошее сопротивление динамическим воздействиям и хрупкому разрушению, благодаря чему их применяют при изготовлении конструкций ответственного назначения, для которых планируются статические и динамические воздействия;
    • сталь, для раскисления которой применялись присадки алюминия, не подвержена старению, которое подразумевает изменение свойств материала без заметного изменения микроструктуры. Снижаются пластичность, сопротивление хрупкому разрушению, порог хладоломкости, немного повышается прочность;
    • равномерное распределение серы и фосфора;
    • хорошая свариваемость.

    Области применения спокойной стали

    Высокая стоимость такой продукции обуславливает ее применение для производства сортового и фасонного проката, предназначенного для использования в ответственных конструкциях, узлах машин и механизмов. Это:

    • железнодорожные и рудничные рельсы;
    • заготовки деталей арматуры для трубопроводов;
    • элементы для железнодорожных наземных и подвесных путей;
    • детали клепаных конструкций, ручки, тяги, втулки, рычаги, упоры, фланцы и другие детали, эксплуатируемые в широком интервале температур;
    • фасонный и листовой прокат толщиной до 25 мм для несущих сварных конструкций, эксплуатируемых при знакопеременных нагрузках в широком температурном интервале -40…+425°C, прокат толщиной 25-40 мм (при предоставлении гарантий свариваемости);
    • поковки с диаметром сечения до 800 мм.

    Низколегированные стали востребованы при строительстве объектов гражданского и промышленного назначения, эксплуатируемых в условиях высоких нагрузок и/или в регионах с суровыми климатическими условиями.

    Отличие спокойной стали от полуспокойной

    Полуспокойные стали являются промежуточными по степени раскисления, качеству и стоимости между спокойными и кипящими сплавами. При выборе, какая сталь лучше – спокойная или полуспокойная – для каждого конкретного случая оценивают необходимость дополнительных финансовых затрат на приобретение полностью раскисленного сплава.

    Таблица сравнения характеристик

    Характеристики

    Спокойная сталь

    Полуспокойная сталь

    Выход годного, %

    58-90

    90-95

    Содержание свободного кислорода, %

    0,002

    0,01

    Условия затвердевания

    Практически без газовыделения, но с большой усадочной раковиной

    Выделяет большее количество пузырьков, усадочная раковина меньше