Просмотр содержимого документа
«Методическая разработка "Железо и его сплавы"»
Название работы: Методическая разработка для проведения занятия
по теме «Железо и его сплавы. Углеродистые стали»
2016 г.
План урока
Дисциплина: Материаловедение
Дата: 1.
Группа:
Тема: Железо и его сплавы. Углеродистые стали.
Цели урока:
Обучающие:
- обобщить и обеспечить повторение базовых понятий материаловедения, которые студенты изучили на предыдущих уроках;
- продолжить формирование знаний студентов по материаловедению, способствовать развитию познавательных интересов.
Развивающая:
- развитие наблюдательности, внимания, памяти, технического мышления.
Воспитывающая:
- привитие студентам стремления к творческому совершенствованию своего труда, ответственности за принятые решения.
Тип урока: комбинированный.
Оборудование: мультимедийное оборудование, карточки для опроса.
Ход занятия:
1 Организационный момент: отметить отсутствующих студентов, сообщить тему и ход урока. (2 минуты).
2 Опрос (25 минут):
Задания для опроса:
Четыре человека отвечают на тестовые задания (приложение А).
Четыре человека отвечают на вопросы кроссворда (приложение Б).
Фронтальный опрос для остальных студентов:
Вопрос 1: Что такое металл?
Предполагаемый ответ: металлами называются химические элементы, характерными признаками которых являются непрозрачность блеск, хорошая электро- и теплопроводность. Слово «металл» в переводе с латинского означает – руда, выплавленный. М.В. Ломоносов писа: «Металлом называется твердое непрозрачное и светлое тело, которое ковать можно».
Вопрос 2: На какие группы делятся металлы?
Предполагаемый ответ: все материалы и сплавы делятся на две группы: черные и цветные. К черным металлам относятся железо и его сплавы с углеродом (сталь, чугун). Все остальные металлы и их сплавы относят к группе цветных металлов, н-р: алюминий, медь, магний, свинец, олово, титан, никель и т.д.
Вопрос 3: Какие типы кристаллических решеток Вы знаете?
Предполагаемый ответ: наиболее часто встречаются решетки: кубическая объемно-центрированная, она ограничивается девятью атомами, восемь из которых расположены по вершинам куба, а девятый в его центре; кубическая гранецентрированная, она ограничивается 14 атомами, восемь из которых расположены по вершинам куба, шесть по его граням гексагональная плотноупакованная, она ограничена 17 атомами, из которых 12 расположены по вершинам шестигранной призмы, два атома – в центре оснований и три – внутри призмы.
Вопрос 4: Назовите на приведенном слайде типы кристаллических решеток (слайд 2).
Предполагаемый ответ: Сталь - это сплав железа с углеродом, с массовым содержанием углерода до 2,14%.
Вопрос 6: Что такое чугун?
Предполагаемый ответ: Чугун – это сплав железа с углеродом, с массовым содержанием углерода более 2,14 %.
Вопрос 7: Что такое кристаллизация металлов и сплавов, из каких этапов она состоит?
Предполагаемый ответ: Кристаллизацией называется образование кристаллов в металлах и сплавах при переходе из жидкого состояния в твердое (первичная кристаллизация), а также перекристаллизация в твердом состоянии (вторичная кристаллизация) при их охлаждении. Кристаллизация складывается из двух этапов:
- образование центров кристаллизации;
- рост кристаллов.
Вопрос 8: На диаграмме железо–цементит укажите превращения в стали, содержащей 1% углерода, при медленном охлаждении от 1600˚С до 20˚С. (слайд 3).
Предполагаемый ответ: Начиная с точки t1,из жидкого раствора выделяются кристаллы аустенита. Аустенит - это твердый раствор углерода в -железе. Аустенит немагнитен, имеет высокие пластичность и вязкость, твердость НВ 200, обладает значительной прочностью при высоком пределе упругости. В интервале температур между точками t1и t2 (1340°С) количество кристаллов аустенита увеличивается, а количество жидкой фазы уменьшается. В точке t2 происходит окончательное затвердевание аустенита. В интервале температур между точками t2 и t3 никаких превращений не происходит, идет охлаждение аустенита. В точке t3 (800°С )начинается вторичная кристаллизация: из аустенита начинает выделяться вторичный цементит, так как растворимость углерода в железе с уменьшением температуры уменьшается. Цементит - это химическое соединение железа с углеродом - карбид железа (Fe3C). Цементит ферромагнитен до температуры Кюри, имеет высокую твердость, хрупкость. В интервале температур между точками t3 и t4 количество цементита увеличивается. Поскольку цементит содержит 6,67% углерода, в остающемся аустените количество углерода уменьшается в соответствии с точками линии ES. В точке t4 (727°C) оставшийся аустенит (точка S), окончательно распадается на перлит. Перлит - это эвтектоид - мелкая механическая смесь феррита и цементита вторичного. Окончательная структура сплава - перлит и цементит вторичный.
3 Мотивация учебной деятельности: (7 минут)
Мы повторили базовые понятия по материаловедению, структурные составляющие диаграммы Fe – Fe3C.
Тема нашего урока: Железо и его сплавы. Углеродистые стали.
С первого занятия мы с вами отмечали, что железо – это важнейший промышленный металл. А какова история открытия этого металла? Послушаем доклад, который подготовила Белякова Наташа «Ода железу» (Приложение В), слайды 4 и 5.
Изучение нового материала: (40 минут)
Вопросы:
1 Шихтовые материалы для получения стали.
2 Доклад «Выдающиеся люди и его величество железо».
3 Классификация углеродистых сталей по назначению.
4 Классификация углеродистых сталей по химическому составу.
5 Влияние постоянных примесей на свойства стали.
6 Классификация углеродистых сталей по содержанию углерода, по качеству, по степени раскисления, по структуре в равновесном состоянии.
7 Маркировка углеродистых сталей и их применение.
Сталь является материальной основой промышленного производства и строительства, важнейшим продуктом черной металлургии. В сравнении с чугуном она имеет более высокие механические свойства, ее можно обрабатывать давлением; многие марки стали в расплавленном состоянии обладают достаточной жидкотекучестью для получения фасонных отливок.
Шихтовыми материалами для получения стали являются: металлошихта, флюсы, окислители(слайд 6).
Задача передела чугуна в сталь состоит в том, чтобы из чугуна удалить избыток углерода, кремния, марганца, серы и фосфора. Особенно важно при этом удалить вредные примеси серы и фосфора, придающие стали хрупкость. Углерод чугуна, соединяясь с кислородом, превращается в газ (оксид углерода СО), который улетучивается. Другие примеси переходят в различные соединения, нерастворимые или малорастворимые в металле; эти соединения вместе с флюсами образуют на поверхности металла шлак. Конечной операцией процесса выплавки стали является ее раскисление (восстановление железа из FeO).
В металлургии в основном применяют следующие способы получения стали: кислородно-конвертерный (в мартеновских и двухванных печах), электротермический. Ознакомиться с сущностью этих способов вы сможете, выполнив самостоятельную работу дома.
Как же развивалась металлургия и кому мы обязаны получением стали и чугуна? Послушаем доклад «Выдающиеся люди и его величество железо» Доперук Насти (приложение Г).
(слайды 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16)
Наличие небольшого количества постоянных примесей в стали не влияет существенно на положение критических точек и характер линий диаграммы железо - цементит, поэтому сталь можно рассматривать сизвестным приближением как двойной сплав железо - углерод.
По назначению стали классифицируют на конструкционные и инструментальные. Конструкционными называют стали, предназначенные для изготовления деталей машин, механизмов и конструкций. Инструментальные стали предназначены для изготовления измерительного, режущего инструмента, штампов.
По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные.
Кроме углерода в углеродистой стали всегда присутствуют кремний, марганец, сера и фосфор, которые оказывают различное влияние на свойства стали.
Рассмотрим влияние примесей на свойства стали.
С увеличением массового содержания углерода временное сопротивление разрыву в и предел упругости уп увеличиваются до 1,2 % С, одновременно уменьшается относительное удлинение . Эти изменения свойств связаны с изменением количества основных структурных составляющих - феррита и цементита. Твердость НВ увеличивается непрерывно.
Постоянные примеси стали обычно содержатся в следующих пределах (%): кремния до 0,5; серы до 0,05; марганца до 0,7; фосфора до 0,05.
Кремний и марганец в указанных пределах существенного влияния на свойства стали не оказывают.
Сера является вредной примесью, она не растворяется в железе, как другие примеси и является причиной красноломкости (хрупкости при нагреве). Кроме того, сера понижает пластичность и прочность стали, сопротивление истиранию и коррозионную стойкость.
Фосфор придает стали хладноломкость (хрупкость при обычной и пониженной температуре).
Углеродистые стали классифицируют по содержанию углерода, качеству, степени раскисления и структуре в равновесном состоянии (слайд 17).
По содержанию углорода стали подразделяют на низкоуглеродистые (менее 0,3 %С), среднеуглеродистые (0,3 – 0,7 %С) и высокоуглеродистые (более 0,7%С).
По качеству стали классифицируют на обыкновенного качества, качественные, высококачественные.
По степени раскисления стали классифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие. Раскисление – процесс удаления из жидкой стали кислорода.
Спокойные стали раскисляют марганцем, кремнием и алюминием. Они содержат мало кислорода и затвердевают спокойно без газовыделения, но при затвердевании образуют усадочную раковину, которую затем отрезают. Спокойные стали имеют высокие механические свойства, но выход годного металла составляет 85-90 %
Кипящие стали раскисляют марганцем. Перед разливкой в них содержится повышенное содержание кислорода, который при затвердевании взаимодействует с углеродом и удаляется в виде СО. Выделение пузырьков СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название. Усадочная раковина не образуется. Выход годного металла составляет 95-100 %. По механическим свойствам уступает спокойной стали, но дешевле ее.
Полуспокойные стали раскисляют марганцем и алюминием. Они занимают промежуточное положение между спокойной и кипящей сталями. Выход годного металла составляет 90-95%.
По структуре в равновесном состоянии стали делятся на:
- доэвтектоидные, имеющие в структуре феррит и перлит;
- эвтектоидные, структура которых состоит из перлита;
- заэвтектоидные, имеющие в структуре перлит и цементит вторичный.
Рассмотрим маркировку углеродистых сталей.
Углеродистая сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380-94 выпускается в виде проката (прутки, балки, листы, уголки, трубы, швеллеры и т.п.).
В зависимости от назначения и комплекса свойств сталь подразделяют на группы А, Б, В:
- группа А – с гарантируемыми механическими свойствами (сталь не подвергается горячей обработке);
- группа Б – с гарантируемым химическим составом (сталь подвергается горячей обработке);
- группа В – с гарантируемыми механическими свойствами и химическим составом (для сварных конструкций).
Стали маркируются сочетанием букв Ст и цифрами от 1 до 6, показывающими номер марки, а не среднее содержание углерода в них, хотя с повышением номера содержание углерода в стали увеличивается.
Стали групп Б и В имеют перед маркой буквы Б и в, указывающие на их принадлежность к этим группам. Группа А в обозначении марки стали не указывается. Степень раскисления обозначается добавлением индексов: «кп» - кипящая, «пс» - полуспокойная, «сп» - спокойная.
Спокойными и полуспокойными производят стали Ст1 – СТ6; кипящими – Ст1 – Ст4 всех трех групп. Сталь Ст0 по степени раскисления не разделяют.
Применение углеродистых сталей обыкновенного качества.
Сталь обыкновенного качества предназначается для изготовления строительных конструкций, арматуры, крепежа, деталей машин, не несущих повышенных нагрузок. Стали группы А используют для изделий, изготовление которых не сопровождается горячей обработкой, например для изготовления металлоконструкций. Стали группы Б применяют для изделий, изготавливаемых с применением горячей обработки (ковки, сварки). Стали группы В дороже, чем стали групп А и Б, их применяют для ответственных деталей, например для производства сварных конструкций).
Углеродистая качественная сталь выпускается горячекатаная и кованая (ГОСТ 1050-88). Маркируются эти стали двузначными цифрами 05, 08, 10, 15, 20…60,65, 70. Двузначные цифры в марке означают среднее массовое содержание углерода в сотых долях процента. Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие – с индексами «пс» и «кп». Кипящие стали производят марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп; полуспокойные – 08пс, 10пс, 15пс, 20 пс.
Качественная сталь превосходит сталь обыкновенного качества по однородности, является более чистой по сере и фосфору, неметаллическим включениям и имеет более узкие пределы массового содержания углерода. Из этой стали делают ответственные детали машин и механизмов, поковки, штамповки, калиброванные прутки, серебрянку - светлые круглые прутки точных размеров со специальной отделкой поверхности, трубы, емкости и т.д.
Инструментальную сталь используют для изготовления режущих, измерительных и других инструментов; она делится на качественную и высококачественную. Сталь качественная обозначается буквой У и цифрой, указывающей массовое содержание углерода в десятых долях процента (например, У7, У8 и далее до У13). Сталь инструментальная высококачественная содержит меньше примесей серы и фосфора, чем качественная; при маркировке добавляют букву А (например, У8А). Выбор марки стали и термическая обработка ее зависят от назначения инструмента (слайд 18).
Закрепление изученного материала.
Задание: расшифровать марки сталей:
Ст1кп
Ответ: сталь конструкционная, углеродистая обыкновенного качества, с гарантированными механическими свойствами без гарантии химического состава, группа А, кипящая.
10 кп
Ответ: сталь конструкционная, углеродистая, качественная, с содержанием углерода 0,1%, кипящая.
ВСт2сп
Ответ: сталь конструкционная, углеродистая обыкновенного качества, с гарантированным химическим составом и с гарантированными механическими свойствами, группа В, спокойная.
30
Ответ: сталь конструкционная, углеродистая, качественная, с содержанием углерода 0,3%, спокойная.
Подведение итогов (3 минуты).
Домашнее задание (2 минуты): конспект; Л1, с. 75-79; СР: способы производства стали (Л1, с. 57-67).
Приложение А
1 вариант
1. При испытании методом Роквелла определяется …
вязкость;
пластичность;
прочность;
твердость.
2. К каким дефектам кристаллических решеток относятся вакансии и межузельные атомы?
1) линейным;
2) точечным;
3)объемным;
4) поверхностным.
3. В гексагональной плотноупакованной кристаллической решетке атомы расположены в …
1) основании шестигранной призмы и внутри призмы;
2) междоузлиях куба;
3) узлах шестигранной призмы и в центре призмы;
4) узлах куба и центре куба.
4. Максимальное напряжение, которое выдерживает образец до разрушения, называется пределом…
1) упругости;
2) пропорциональности;
3) прочности;
4) текучести.
5. Различность свойств кристаллов в разных направлениях называется…
1) анизотропии;
2) изотропии;
3) аллотропии;
4) квазиизотропии.
6. Определение строения металла невооруженным глазом или через лупу – это…
1) рентгенографический анализ;
2) термический анализ;
3) микроанализ;
4) макроанализ.
7. Линия, ниже которой все сплавы на диаграмме Fe – Fe3C находятся в твердом состоянии называется …
1) солидус;
2) ликвидус;
3) кристаллическая линия;
4) кривая линия.
8. Химическое соединение – это сплав, в котором …
1) атомы растворимого вещества замещают атомы растворителя в кристаллической решетке или внедряются в нее;
2) атомы компонента образуют аморфное вещество;
3) компоненты кристаллизуются самостоятельно с образованием собственной кристаллической решетки;
4) атомы компонентов образуют совершенно новую кристаллическую решетку.
9. Эвтектоидный сплав перлит при кристаллизации (при 727С) состоит из…
1) аустенита и феррита;
2) феррита и цементита:
3) перлита и цементита;
4) перлита и феррита.
10. Для выявления трещин, пузырей, неметаллических включений используют метод…
1) радиоактивных изотопов;
2) ультразвуковой дефектоскопии;
3) рентгеноструктурного анализа;
4) магнитной дефектоскопии.
2 вариант
1. При испытании методом Бринелля определяется …
твердость;
вязкость;
прочность;
пластичность.
2. К каким дефектам кристаллических решеток относится наличие субзерен или блоков внутри кристалла?
1) линейным;
2) точечным;
3)объемным;
4) поверхностным.
3. В объемноцентрированной кристаллической решетке атомы расположены в:
1) основании шестигранной призмы и внутри призмы;
2) междоузлиях куба;
3) узлах шестигранной призмы и в центре призмы;
4) узлах куба и центре куба.
4. Наименьшее напряжение, при котором без заметного увеличения нагрузки продолжается деформация образца, называется физическим пределом…
1) упругости;
2) текучести;
3) прочности;
4) пропорциональности.
5. Свойство металлов перестраивать кристаллическую решетку при определенных температурах в процессе нагрева или охлаждения называется…
1) анизотропией;
2) изотропией;
3) аллотропией;
4) квазиизотропией.
6. Определение строения металла с помощью металлографического микроскопа – это…
1) рентгенографический анализ;
2) термический анализ;
3) микроанализ;
4) макроанализ.
7. Линия начала кристаллизации всех сплавов диаграммы Fe – Fe3C называется:
1) солидус;
2) ликвидус;
3) кристаллическая линия;
4) кривая линия.
8. Твердый раствор – это сплав, в котором …
1) атомы растворимого вещества замещают атомы растворителя в кристаллической решетке или внедряются в нее;
2) атомы компонента образуют аморфное вещество;
3) компоненты кристаллизуются самостоятельно с образованием собственной кристаллической решетки;
4) атомы компонентов образуют совершенно новую кристаллическую решетку.
9. Эвтектический сплав ледебурит при кристаллизации (при 1147С) состоит:
1) из аустенита и феррита;
2) из аустенита и цементита:
3) из перлита и цементита;
4) из перлита и феррита.
10. Для выявления распределения компонентов при кристаллизации сплава используют метод…
1) радиоактивных изотопов;
2) ультразвуковой дефектоскопии;
3) рентгеноструктурного анализа;
4) магнитной дефектоскопии.
Ответы к тестовым заданиям
Вариант 1
Номер вопроса
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Номер ответа
4
2
1
3
1
4
1
4
2
4
Вариант 2
Номер вопроса
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Номер ответа
1
4
4
2
3
3
2
1
2
1
Приложение Б
Кроссворд 1
Внутреннее строение материала.
Способность материала разрушаться без предварительной пластической деформации.
Процесс перехода вещества из жидкого состояния в твердое.
Пустой узел кристаллической решетки.
Расположение атомов в аморфных веществах.
Свойство материала восстанавливать свою форму после прекращения действия внешних сил, вызвавших деформацию.
Металл с высокой электропроводностью.
Способность металлов при охлаждении и затвердевании уменьшаться в объеме.
Твердый раствор углерода в γ-железе.
Линейные дефекты кристаллических решеток.
1 с
т
р
у
к
т
у
р
а
2 х
р
у
п
к
о
с
т
ь
3 к
р
и
с
т
а
л
л
и
з
а
ц
и
я
4 в
а
к
а
н
с
и
я
5 х
а
о
т
и
ч
н
о
е
6 у
п
р
у
г
о
с
т
ь
7 м
е
д
ь
8 у
с
а
д
к
а
9 а
у
с
т
е
н
и
т
10 д
и
с
л
о
к
а
ц
и
и
Кроссворд 2
«Светлое тело, которое ковать можно» (М.В. Ломоносов).
Способность материала сопротивляться разрушению и появлению остаточных деформаций под действием внешних сил.
Свойство металла перестраивать кристаллическую решетку при определенных температурах.
Количество атомов в гранецентрированной кубической решетке.
Химически индивидуальное вещество.
Способность материала поглощать механическую энергию.
Испытания, при которых испытуемый материал подвергают воздействию удара или силы, возрастающей весьма быстро.
Тонкая механическая смесь аустенита и цементита.
Твердый раствор углерода в α-железе.
Точечные дефекты кристаллических решеток.
1 м
е
т
а
л
л
2 п
р
о
ч
н
о
с
т
ь
3 а
л
л
л
о
т
р
о
п
и
я
4 ч
е
т
ы
р
н
а
д
ц
а
т
ь
5 к
о
м
п
о
н
е
н
т
6 в
я
з
к
о
с
т
ь
7 д
и
н
а
м
и
ч
е
с
к
и
е
8 л
е
д
е
б
у
р
и
т
9 ф
е
р
р
и
т
10 в
а
к
а
н
с
и
и
Приложение В
Ода железу
Что металл – основа основ народного хозяйства, основной материал, которым пользуется человек – мы знаем давно. Но как давно? 100 лет, 200 лет? Сегодня мы с вами поговорим о железе и узнаем, сколько ему лет. Конечно, вы скажите, кто не знает железо, но я постараюсь рассказать то, о чем вы и не слышали. Если проследить весь ход истории, то можно заметить что с ростом цивилизации увеличивается потребность в металле. Еще совсем недавно на каждого жителя земного шара приходилось в год меньше одного килограмма металла, сейчас эта цифра превышает 500 килограммов. К группе черных металлов относится железо и его сплавы, они составляют 90% всех металлов, применяемых в современном производстве.
Никто не знает точно, когда человечество познакомилось с железом. Одни утверждают, что железу 3000, другие, что 5000 лет. Первобытный человек стал использовать железные орудия за несколько тысячелетий до нашей эры. Возможно, человек случайно наткнулся на метеоритное железо – металл, упавший с неба. Об этом говорят древние мифы и легенды о металле – якобы его на землю ниспослал бог. Метеоритное железо – этот «дар небесный» находили в захоронениях, относящихся к IV – V тысячелетиям до нашей эры в Египте и Месопотамии. Метеоритным железом очень дорожили. Жители одного немецкого города приковали к стене церкви метеорит, упавший в 1492 году, боясь, что он улетит обратно.
Некоторые славянские народы дали металлу название «железо», имея в виду слово «лезо» (лезвие). Латинское название Ferrit, ставшее международным, произошло от греко-латинского слова «твердый» или «крепкий».
Постепенно железо стало мерилом силы и могущества государства. Именем железа была названа целая эпоха. Металлургическое производство всегда поражает своими масштабами и количеством работающих на них людей. Не случайно свою повесть о металлургическом заводе, писатель Александр Иванович Куприн назвал «Молох», в самом конце ХIХ столетия он посетил Юзовские заводы и Донецкий угольный бассейн. По словарю Ушакова «молох» – символ жесткой и неумолимой силы, требующий жертв от людей.
Железо является вторым по распространенности среди металлов в природе, уступая лишь алюминию. Но самородное железо – крайняя редкость.
В своей таблице химик Д.И. Менделеев отвел железу клеточку с № 26. Температура плавления 1535˚С, температура кипения 2861 ˚С. Плотность 7,86 граммов на кубический сантиметр.
Кристаллическая решетка описывается векторами равной длины, все углы прямые. Тип кристаллической решетки - Объемно - центрированная кубическая, состоит из 9 атомов, 8 из которых расположены в вершинах куба, 1 атом – в центре куба, (слайды 4 и 5).
Без железа не было бы цивилизации. Без железа была бы невозможна жизнь животного мира нашей планеты. Оно обнаружено в крови почти всех животных. Присутствие железа в крови, между прочим, объясняет ее красный цвет, так как железо входит в состав гемоглобина.
Приложение Г
Выдающиеся люди и его величество железо
(слайд 7)
Начало ХVIII века. Петр I понимает, что «окно в Европу» невозможно прорубить без помощи русской металлургии и в 1700г. создает «Рудный приказ» (другое название – «Приказ рудокопных дел»), уничтожая монополию на вновь открываемые металлы.Считая, что горное дело призвано «отыскивать недра русских гор и черпать сокрытые в них сокровища, дабы божие благословение под землей втуне не пропадало» он издает 2 ноября 1700 года Указ «О прииске золотых, серебреных, медных и иных руд по всему пространству России; об осмотре Воеводам приисканных руд на месте, и о награждении учинивших таковой прииск частных лиц», (слайд 8)
10 декабря 1719 года издан Указ Петра I о создании Берг-коллегии (главного горного правления) и о льготах для «всех охотников рудных дел».
«Всем, ... какого б чина и достоинства ни был, во всех местах», разрешалось этим Указом «искать, плавить, варить и чистить всякие металлы...».
(слайд 9)
В 1736 году в Германию посылают трех студентов, среди них талантливый Михаил Ломоносов. По возвращению он пишет труд «Первые основания металлургии или рудных дел». Это первая научная монография по металлургии о свойствах металлов и руд, подготовке сырья к плавке. М.В. Ломоносов был первым, но все таки создателем металлургической школы является Михаил Александрович Павлов.
(слайд 10)
М.А. Павлов много внимания уделил усовершенствованию конструкции доменной печи и технологии доменной плавки, он был сторонник внедрения передовой техники в русскую металлургию. По его учебникам изучают металлургию. Он автор книг «Металлургия чугуна», «Вспоминания металлурга и др.»
(слайд 11)
Начало производству легированной стали положил известный металлург Павел Петрович Аносов. Ему удалось раскрыть секрет булатной стали. Колыбелью русского булата является Златоустовский металлургический завод. Здесь в середине 20 века был восстановлен рецепт получения булата, утраченный после смерти Аносова. Оказалось, что булат состоит из железа и его карбидов, это не легированный, а очень чистый углеродистый металл, подвергнутый специальной обработке.
(слайд 12)
Большой вклад в развитие металлургии внес Генри Бессемер - английский изобретатель.
Бессемер имел свыше 100 патентов на изобретения в различных областях техники. Работа по улучшению тяжёлого артиллерийского снаряда (1854) натолкнула его на поиски более совершенного способа получения литой стали для орудийных стволов. В 1856 Бессемер запатентовал конвертер для передела жидкого чугуна в сталь продувкой воздухом без расхода горючего. В 1860 Бессемер запатентовал вращающийся конвертер с подачей воздуха через днище и цапфы, конструкция которого в основном сохранилась до настоящего времени.
(слайд 13)
По окончании горной школы работал на металлургическом заводе своего отца в городе Фуршамбо, в 1854-1883 гг. был директором металлургического завода в Сирёй (близ города Ангулем). В 1864 г. предложил новый способ получения литой стали в регенеративных отражательных пламенных печах. Мартеновский способ стал широко применяться в металлургии в последней четверти 19 века. В 1940—55 годах этим способом изготовлялось около 80 % производимой в мире стали.
(слайд 14)
Бардин Иван Павлович руководил проектированием крупных металлургических предприятий, созданием металлургических агрегатов, разработкой и внедрением в СССР непрерывной разливки стали и кислородно-конвертерного процесса.
(слайд 15)
А точку в рассказе об ученых металлургах я хочу поставить на «Точке Чернова», (слайд 16).
Чернов совершил своё главное открытие в 1866 - 1868 годах, после изучения брака при производстве тяжёлых орудий, а также анализа практических работ Павла Аносова. Он установил, что при изменении температуры сталь меняет свои свойства и проходит полиморфические превращения. Чернов вычислил точки, известные сейчас как точки Чернова.
- точка a (примерно 700°C) - минимальная температура, при которой можно закаливатьсталь. В современной теории, это температура аустенитногоэвтектоидного превращения в стали;
- точка b (примерно 900 C) - температура, при которой можно изменить кристаллическую структуру стали. Согласно современной теории, это максимальная температура, при которой феррит сохраняет свою стабильность;
- точка c соответствует точке плавления стали;
- точка d (примерно 200°C) - температура, до которой нужно охладить сталь для её закалки. В современной теории известна как мартенситное превращение.
Чернов сумел правильно определить значение этих точек, как моментов полиморфических превращений в стали и даже нарисовал первый набросок фазовой диаграммыжелезо-углерод. В 1868 году он опубликовал результаты своих исследований в «Записках Русского технического общества». Многие считают, что именно после публикации этой статьи металлургия превратилась из ремесла в науку.
Десять лет спустя, в 1879 году, Чернов опубликовал монографию «Исследования, относящиеся до структуры литых стальных болванок», в которой описал главные кристаллические структуры в стали и их влияние на характеристики стали.
Чернов был одним из первых, кто предложил использовать чистый кислород при производстве стали (данная технология получила название конвертерного производства).
Дмитрий Чернов был одним из ведущих специалистов по сталеплавильному производству своего времени. Он был почётным председателем Русского металлургического общества, почётным вице - президентом британского Института железа и стали, почётным членом американского Института горных инженеров и многих других русских и иностранных организаций.
