Бинарный урок по химии и материаловедению "Сталь"

Открытый урок

                                                              по химии

Тема:  «Производство стали».

                                        преподаватель  химии-

                                      Котосина Татьяна Леонидовна

с.Кубенское

2004-2005 г.

1.     Сталь – основной продукт чёрной металлургии.

В:  Чем отличается сплав от металла?

- составом

- физико- химическими и механическими свойствами

- строением кристаллической решётки

  В: Какие сплавы железа называ­ют сталью? 

              (Сплав железа, марганца, углерода, кремния)

Ещё в древние египтяне предпринимали попытки объяснить, что отличительные свойства стали обусловлены иным, чем у железа, составом: «Железо есть металл несовершенный... Вероятно, составлен он из собственной ему земли и горючего ве­щества и есть самый твердый и упругий металл, когда бывает без примеси... Когда он будет доведен до того, что никакой в нем не останется примеси и излишняя извлечется горючесть, тогда назы­вается сталью» (XVIII в.).

От дождя я не ржавею,         (Устойчива к коррозии)

Не ломаюсь, не темнею.       (Пластичная, устойчивая к окислению)

Как алмаз в бою крепка,      (Очень твёрдая)

Как лозиночка, гибка.          ( упругая)

Если крепко закалюсь –

Никогда не отступлюсь.   (Выдерживает нагрузки, мех. прочность: t, р)

Буду дерево пилить,

Резать ткань, металл сверлить,

Научусь всему свободно!

Всё могу, на всё пригодна –

На педаль и на пищаль,

На скрижаль и на медаль.

Такова моя мораль!

Дальше мой автограф -:……         ( Сталь)                                        

                                    Сплавы железа (чёрные металлы)                  схема на доске

           Чугун                                                        Сталь                 

                      2-4% С

                                                                      мягкая                                           твёрдая

                                                                    0,3% С                                           1-2% С

Сталь – сплав железа с углеродом, доля которого менее 2 %

Лишь во второй половине XIX в. было доказано, что главным различием чугуна и стали является разное содержание в них угле­рода.

 Г. Агрикола 400 лет назад, XVI век отмечал задачу металлургии прошлых веков-

     стремление к тому, «чтобы добытую руду плавить с пользой для дела и получать из  неё путём отделения шлаков чистые металлы»

Эта задача стоит и перед современной металлургией.

Династия Демидовых- русских заводчиков и землевладельцев славилась в России.

С 1720 года вошли в круг высшей аристократии и знати.

Имея большие средства, они на полную мощь развернули производство металла в России. Они основали 50заводов, которые производили 40% чугуна и стали.

 В:    Металлы получают из руд. Дайте определение руды.        

У:   Руда – это природное минеральное образование, содержащее соединение какого – либо металла, нескольких металлов, а также пустую породу - примеси.

        Примеси затрудняют переработку руды, от них нужно освободиться.

 Именно по этой причине металлурги стремятся найти такие способы, которые позволили бы перерабатывать руду «с пользой для дела», чтобы извлечь из неё как можно больше чистого металла.

2.   Способы получения стали.

    В. Почему чугун называют первичным продуктом чёрной металлургии?

Основная масса производимого чугуна (90%)  перерабатывается в сталь.

Сущность процесса передела чугуна в сталь заключается в удалении из чугуна избытка углерода, а также снижения содержания имеющихся в нём примесей.

 Это осуществляется посредством реакций окисления.  

                                                                                                     Презентация.

1.   Железо окисляется кислородом до оксида железа (II)

                                          2Fe + О₂ = 2FeO + Q

2.   Оксид   железа   (II),   перемешиваясь  с   расплавом,   окисляет кремний, марганец, фосфор и углерод:

Si + 2FeO = SiO₂ +2 Fe+ Q

Mn + FeO = MnO + Fe + Q

2P + 5FeO = P₂O₅ + 5Fe + Q                                                                                       С + FeO = CO + Fe – Q

3.   Удаление фосфора и серы:

P₂O₅ + 4СаО = Са₃(РО₄)₂ . СаО

FeS + CaO = CaS + FeO

4.   Добавление раскислителей (ферромарганец, ферросилиций,

                                                         алюминий).

2Аl + 3FeO =  Аl₂O₃ + 3Fe

Процесс передела чугуна осуществляют в сталеплавильных пе­чах при возможно более высоких температурах. При этом атмосфе­ра в печах

является окислительной — в ней содержатся кислород и водяной пар.

 Источником кислорода служат воздух и оксиды же­леза, содержащиеся в металлических отходах, добавляемых к чугу­ну. В этих условиях железо, которого в чугуне намного больше, чем других элементов (до 93% по массе), частично окисляется. (1)

Образующийся оксид железа (II), перемешиваясь с расплавлен­ным чугуном, окисляет кремний, марганец, фосфор, углерод, содер­жащийся в чугуне.(2)

Учащимся предлагают составить уравнения со­ответствующих реакций. Далее составляют уравнения реакций, по­средством которых добиваются удаления из стали вредных примесей — фосфора и серы. В этих целях к чугуну добавляют из­весть — оксид кальция СаО.

Оксид кальция вступает   в реакции: (3)

Образовавшиеся сульфид и фосфат кальция переходят в шлак, который всплывает на поверхность стали.

Когда количество углерода уменьшается до значения, определя­емого сортом стали, из нее удаляют оксид железа (II) FeO. Этот процесс называют раскислением стали. В расплав стали добавля­ют восстановители, избыток которых не снижает качества стали.

 К раскислителям относят сплавы железа с марганцем или

кремнием, а также алюминий. Учащимся предлагают составить уравнения

 ре­акций восстановления оксида железа (II) марганцем и алюминием. (4)

При всех процессах выплавки жидкая сталь содержит неболь­шое количество растворенного кислорода (до 0,1%). При кристал­лизации стали кислород взаимодействует с растворенным углеро­дом, образуя оксид углерода(II). Этот газ выделяется из стали в виде пузырей. Все это приводит к ухудше­нию механических свойств стали.

Поэтому процесс выплавки стали обычно заканчивается ее рас­кислением — уменьшением количества растворенного в жидкой стали кислорода. Существуют различные способы раскисления стали. Чаще всего применяется добавка к стали небольших коли­честв элементов, активно соединяющихся с кислородом. Обычно в качестве раскислителей применяют марганец, кремнии, алюминий, титан. Образующиеся оксиды этих элементов переходят в шлак.

Хорошо раскисленная сталь застывает спокойно — без газовы­деления — и называется спокойной. При, застывании нераскисленной или неполностью раскисленной стали из нее выделяются газы, металл как бы кипит; такая сталь называется кипящей. Спокой­ная сталь лучше кипящей. Однако кипящие стали дешевле и так­же находят применение.

Выплавленную сталь выпускают в разливочный ковш и разли­вают в металлические формы — изложницы — или направляют на непрерывную разливку. После затвердевания сталь получается в виде слитков.

Характеристика способов получения стали.

I. Мартеновский способ.

II. Конверторный способ.

Ш. Электродуговой способ.

Сообщения учащихся:                                           

                           Мартеновский способ.                           Презентация.

Был назван по фамилии отца и сына Мартен, открывшими этот способ.

 Является старым способом получения стали.

Технологические особенности способа:

1. Печь выложена огнеупорным кирпичом, внутри которой имеется ванна.  Впереди печи имеются загрузочные окна, через которые загружается сырьё и берутся пробы во время варки стали.

2. Сырьем является металлический лом, холодный чугун, руда и известняк для вывода пустой породы в шлак.

3.  В печь подаётся газ и воздух для создания температуры в печи, которая достигает 1700 градусов.

4. Сверху подаётся кислород для улучшения процесса горения.

Для вывода отработанных газов имеются специальные трубы.

5. В конце варки шлак располагается по верх стали.

                                                                                                   Презентация.     

Характеристика кислородно-конвертерного способа.

Этот способ получения стали в металлургии довольно распространен.

 Технологические особенности его состоят в следующем:

1.   Сталь получают в конвертере — аппарате периодического действия.

2. Для выплавки стали используют жидкий чугун (он поступает из доменного цеха), к нему добавляют твердый чугун и стальной лом. После за­грузки шихты в конвертер сильной струей продувают чистый кислород. Из­весть загружают в процессе плавки порциями.

3. Кислородно-конвертерный процессе бестопливный. Температура, не­обходимая для плавки, обеспечивается за счет тепла экзотермических реакций, протекающих в конвертере.

4. В конвертере жидкий чугун интенсивно перемешивается, благодаря чему обеспечивается большая площадь поверхности соприкосновения его с кислородом. Окисление кремния, марганца, углерода и других элементов протекает в конвертере очень быстро (весь процесс длится 30—40 мин, это продолжительность одной плавки).

Преимущество этого способа состоит в том, что плавка идет быстро, поэтому себестоимость получаемой стали относительно невелика.

К недо­статкам способа относят его периодичность.

Выплавка стали в электропечах                                     Презентация.

Этим способом получают в настоящее время высококачественные

 ле­гированные сорта сталей.

Технологические особенности способа:

1.     Источником теплоты в данном способе является электрический

ток, благодаря чему плавку в электропечах ведут при температуре

более высо­кой  (до 2000 °С), чем в конвертере,  что само по себе очень важно.

2.  Температуру в печи точно регулируют. Это делает возможным уве-­
личение количества извести (флюсов) на одну плавку. Тем самым обеспе­чивается более полное удаление вредных примесей — фосфора и серы, что положительно сказывается на качестве стали.

3. В печь кислород не подают, поэтому атмосфера в ней

не окисли­тельная. Вследствие этого снижается содержание оксида железа (II) в по­лучаемой стали. Отсюда меньше расход дорогих раскислителей.

В заключение учитель дает краткую характеристику последней стадии металлургического процесса, в ходе которой осуществляют переработку полученной жидкой стали в заготовки.

По ходу рассказа учащиеся заполняют таблицу:

Характеристика способов получения стали.

Способы получения стали	Сталепла- вильная печь		Сырьё	Топливо, Подача кислорода	Вре-мя варки	Положи-тельное	Отрицате-льное
Мартеновс- кий способ.
Конвертор- ный способ.
Электро- дуговой способ

   3.Виды стали.

Появление в это время новых областей применения стали — машиностроения и железнодорожного строительства — сделало не­обходимым поиск способов улучшения качества металла.

В России систематическим изучением способов улучшения свойств стали занялся уральский ученый-металлург П. П. Аносов. Он исследовал влияние на сталь различных элементов — золота, платины, марганца, хрома, алюминия, титана и др. П. П. Аносов.

Он первым доказал, что физико-химические и механические свойства стали могут быть значительно изменены и улучшены добавками не­которых легирующих элементов.

Тем самым ученый заложил основы металлургии легированных сталей.

В настоящее время известно уже более 8000 сплавов железа с углеродом и другими элементами, на основе которых получают марки сталей самого различного назначе­ния. Например, были проведены специальные исследования по со­зданию особых марок сталей, способных сохранять свою прочность при низких температурах порядка —65 °С. Такую сталь удалось по­лучить путем добавки в нее циркония. Этот метод был разработан профессором  механического института (г. Ленинград) С. М. Бара­новым.  Морозостойкую  сталь назвали «северянка». Производят эту сталь на Череповецком  металлургическом заводе, используют ее для изготовления труб газопроводов, которые прокладываются в Заполярье.

Разработаны, в свою очередь, и жаропрочные стали на основе никеля и кобальта, с добавками хрома и других легирующих эле­ментов. Такие стали нашли широкое применение при изготовлении газовых турбин различного назначения.

Стали, в свою очередь, под­разделяются на группы по своему химическому составу и по назна­чению. По химическому составу стали делятся на углеродистые и ле­гированные.

Углеродистые стали — это сплавы железа с углеродом, причем содержание последнего не превышает 2,14%. Присутствие других примесей обус­ловлено тем, что они содержатся в исходной руде и в малых количествах переходят в чугун, а затем и в сталь. Полностью изба­виться от них трудно. Поэтому при увеличении содержания углерода в стали ее твердость повышается. Кроме того, частицы цементита затрудняют движение дислокаций в основной фазе — в феррите. По этой причине увеличение коли­чества углерода снижает пластичность стали.

Углеродистая сталь имеет очень широкое применение. В зависи­мости от назначения применяется сталь с малым или с более вы­соким содержанием углерода, без термической обработки (в «сы­ром» виде — после проката) или с закалкой и отпуском.

Легированные стали. Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях для изменения ее свойств, называются л е г и р у ю щ и м и  э л с м е н т а м и, а сталь, содер­жащая такие элементы, называется легированной сталью. К важнейшим легирующим элементам относятся хром, никель, марганец, кремний, ванадий, молибден.

По своему назначению стали делятся на конструкционные, инструменталь­ные и стали с особыми свойствами. Конструкционные стали применя­ются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. В качестве конструкционных могут использоваться как углеродистые, так и легированные стали. Конструкционные стали обладают высокой прочностью и пластичностью. В то же время они должны хорошо поддаваться обработке давлением, резанием, хорошо свариваться. Основные легирующие элементы конструкционных сталей— это хром (около 1%), никель (1—4%) и марганец (1 — 1,5%).

Инструментальные стали — это углеродистые и легированные ста­ли, обладающие высокой твердостью, прочностью и износостойкостью. Их при­меняют для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов. Необходимую твердость обеспечивает содержащийся в этих сталях углерод (в количестве от 0,8 до 1,3%). Основной легирующий элемент инструментальных сталей — хром; иногда в них вводят также вольфрам и ванадий. Особую группу инструментальных сталей составляет быстрорежущая сталь, сохраняющая ре­жущие свойства при больших скоростях резания, когда температура рабочей части резца повышается до 600—700 ^СС. Основные легирующие элементы этой стали — хром и вольфрам.

Стали   с   особыми   свойствами.  К этой группе относятся нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, магнитные и некоторые другие стали.  Не­ржавеющие стали устойчивы против коррозии в атмосфере, влаге и в растворах кислот, жаростойкие — в коррозионно-активных средах при высоких температу­рах. Жаропрочные стали сохраняют высокие механические свойства при нагре­вании до значительных температур, что важно при изготовлении лопаток газовых турбин, деталей реактивных двигателей и ракетных установок.  Важнейшие ле­гирующие элементы жаропрочных сталей — это хром (15—20%), никель (8—15%), вольфрам.

Магнитные стали используют для изготовления постоянных магнитов и сер­дечников магнитных устройств, работающих в переменных полях. Для постоянных магнитов применяют высокоуглеродистые стали, легированные хромом или вольфрамом. Они хорошо намагничиваются и длительное время сохраняют остаточ­ную индукцию. Сердечники магнитных устройств изготовляют из низкоуглероди­стых (менее 0,005% С) сплавов железа с кремнием. Эти стали легко перемагничиваются и характеризуются малым значением электрических потерь.

4. Переработка стали

Для устранения дефектов слитков большая часть всей выплавляемой стали (около 90%) обрабатывается давлением. При этом структура стали делается значительно более однородной, в результате чего ее механические свойства улуч­шаются.

 Важнейший вид обработки давлением это прокатка. Слитки, поступающие в прокатный цех металлургического завода, на­греваются до 1000—1300 °С. Нагретые слитки поступают на прокатный стан. Он представляет собой комплекс машин, главное значение которых состоит в деформации металла с помощью вращающихся валков. Различные прокат­ные станы дают возможность получать разнообразную продукцию: листы, трубы, рельсы, балки, изделия более сложной формы, например, железнодорожные ко­леса.. Горячекатанная сталь — наиболее употре­бительный материал для производства машин, станков, строительных металло­конструкций, предметов широкого потребления.

Термическая обработка стали. Термической (тепловой) обработкой ста­ли называется изменение ее структуры, а следовательно, и свойств, достигаемое нагреванием до определенной температуры, выдерживанием при этой температуре и охлаждением с заданной скоростью. Термическая обработка стали — важней­шая операция в технологии стали; она может очень сильно изменить свойства стали. Ей подвергают как готовые изделия, главным образом инструменты Применяются различные виды термической обработки, придающие стали различные свойства. Важнейшими являются закалка и отпуск.

Закалка осуществляется нагреванием стали до определённой температуры, выдержкой при этой температуре и быстрым охлаждением. Закалка придает стали твердость, прочность, но в то же время делает ее хрупкой.

Поэтому закаленную сталь обычно подвергают еще одной операции— отпуску. Он состоит в нагревании стали до температуры, выдержке при этой температуре и сравнительно медленном охлаждении. От­пуск — конечная операция термической обработки. В результате закалки и от­пуска, проводимых по заданному режиму, сталь получает требуемые механиче­ские свойства.

При низкотемпературном отпуске изделия нагревают до 150— 250 °С. Низкотемпературный отпуск повышает ее прочность, а ее твердость

и износостойкость сохраняются. Этому виду отпуска подвергают режущие и из­мерительные инструменты.

Среднетемпературный отпуск проводится при 350—500°С. Она становится упругой, в связи с чем среднетемпературному отпуску подвергают пружины и рессоры.

Отпуск, проводимый при 500—680°С, называется  высокотемпературным, или высоким.. При высоком отпуске создается наилучшее соотношение механических свойств стали. Поэтому закалка с высоким отпуском называется улучшением стали. Улучшение — основной вид термической обработки конструкционных сталей.

 В некоторых случаях поверхность изделия или детали должна обладать ме­ханическими свойствами, отличными от свойств в ее массе. Например, автомо­бильная ось должна иметь твердую поверхность, хорошо сопротивляющуюся истиранию, и в то же время не быть хрупкой, т. е. обладать известной упру­гостью во избежание поломок при толчках. В таких случаях применяется химико-термическая обработка стали. При химико-термической обра­ботке поверхность изделия насыщается углеродом, азотом или некоторыми дру­гими элементами, что достигается диффузией элемента из внешней среды при повышенных температурах. При этом поверхностный слой стали глубиной 0,5—2 мм приобретает большую твердость и прочность, тогда как остальная масса стали остается вяз­кой и упругой. При азотировании стали, т. е. насыщении ее поверхности азотом, изделие подвергают длительному нагреванию в атмосфере аммиака  при 500—600 °С. Азотированная сталь  обладает еще большей твердостью, чем цемен­тированная, вследствие образования в поверхностном слое нитридов железа. Она выдерживает нагревание до 500 °С, не теряя своей твердости.

Классификация сталей по химическому составу.

 По химическому составу стали делятся на углеродистые и ле­гированные.

Углеродистые стали — это сплавы железа с углеродом, причем содержание последнего не превышает 2,14%. Присутствие других примесей обус­ловлено тем, что они содержатся в исходной руде и в малых количествах переходят в чугун, а затем и в сталь. Полностью изба­виться от них трудно. Поэтому при увеличении содержания углерода в стали ее твердость повышается. По этой причине увеличение коли­чества углерода снижает пластичность стали.

Углеродистая сталь имеет очень широкое применение. В зависи­мости от назначения применяется сталь с малым или с более вы­соким содержанием углерода, без термической обработки (в «сы­ром» виде — после проката) или с закалкой и отпуском.

Легированные стали. Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях для изменения ее свойств, называются л е г и р у ю щ и м и  э л с м е н т а м и, а сталь, содер­жащая такие элементы, называется легированной сталью. К важнейшим легирующим элементам относятся хром, никель, марганец, кремний, ванадий, молибден.

                                           План ответа.

1.     На какие группы делятся стали по химическому составу?

2.     Назовите характерные признаки углеродистых сталей.

3.     Что значит легированная сталь? Какие элементы называют легированными?

4.     Какое применение находят эти стали в технике?

Классификация сталей по назначению.

По своему назначению стали  делятся на конструкционные, инструменталь­ные и стали с особыми свойствами.

Конструкционные стали. В качестве конструкционных могут использоваться как углеродистые, так и легированные стали. Конструкционные стали обладают высокой прочностью и пластичностью. В то же время они должны хорошо поддаваться обработке давлением, резанием, хорошо свариваться. Основные легирующие элементы конструкционных сталей—  это хром ,никель и марганец.

Инструментальные стали — это углеродистые и легированные ста­ли, обладающие высокой твердостью, прочностью и износостойкостью. Необходимую твердость обеспечивает содержащийся в этих сталях углерод. Основной легирующий элемент инструментальных сталей — хром; иногда в них вводят также вольфрам и ванадий. Особую группу инструментальных сталей составляет быстрорежущая сталь, сохраняющая ре­жущие свойства при больших скоростях резания, когда температура рабочей части резца повышается до 600—700 ^СС. Основные легирующие элементы этой стали — хром и вольфрам.

Стали   с   особыми   свойствами.  К этой группе относятся нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, магнитные и некоторые другие стали. 

Не­ржавеющие стали устойчивы против коррозии в атмосфере, влаге и в растворах кислот, жаростойкие — в коррозионно-активных средах при высоких температу­рах. Жаропрочные стали сохраняют высокие механические свойства при нагре­вании до значительных температур.  Важнейшие ле­гирующие элементы жаропрочных сталей — это хром (15—20%), никель (8—15%), вольфрам.

Магнитные стали  используют для изготовления постоянных магнитов и сер­дечников магнитных устройств, работающих в переменных полях. Для постоянных магнитов применяют высокоуглеродистые стали, легированные хромом или вольфрамом. Они хорошо намагничиваются и длительное время сохраняют остаточ­ную индукцию. Сердечники магнитных устройств изготовляют из низкоуглероди­стых  сплавов железа с кремнием. Эти стали легко перемагничиваются и характеризуются малым значением электрических потерь.

                                                   План ответа.

1.     На какие группы делятся стали по назначению?

2.     Химический состав конструкционных сталей, физические свойства.

Изделия из конструкционных сталей.

3.      Химический состав инструментальных сталей, физические свойства.

Изделия из инструментальных сталей.

    4.  Стали с особыми свойствами. Состав, свойства, применение в технике.

Обработка стали давлением.

Для устранения дефектов слитков большая часть всей выплавляемой стали (около 90%) обрабатывается давлением. При этом структура стали делается значительно более однородной, в результате чего ее механические свойства улуч­шаются.

 Важнейший вид обработки давлением это прокатка. Слитки, поступающие в прокатный цех металлургического завода, на­греваются до 1000—1300 °С. Нагретые слитки поступают на прокатный стан. Он представляет собой комплекс машин, главное значение которых состоит в деформации металла с помощью вращающихся валков. Различные прокат­ные станы дают возможность получать разнообразную продукцию.

Горячекатанная сталь — наиболее употре­бительный материал для производства

План ответа.

1.     В чём заключается сущность обработки стали давлением?

2.  Обладает ли хрупкостью

 3.  Какие изделия получают путем прокатки?

          ( заполните схему «Обработка стали давлением»)

Химико – термическая обработка.

В некоторых случаях поверхность изделия или детали должна обладать ме­ханическими свойствами, отличными от свойств в ее массе. Например, детали машины должны иметь твердую поверхность, хорошо сопротивляющуюся истиранию, и в то же время не быть хрупкой, т. е. обладать известной упру­гостью во избежание поломок при толчках. В таких случаях применяется химико-термическая обработка стали. При химико-термической обра­ботке поверхность изделия насыщается углеродом, азотом, алюминием, бором, что достигается диффузией элемента из внешней среды при повышенных температурах. При этом поверхностный слой стали глубиной 0,5—2 мм приобретает большую твердость и прочность, тогда как остальная масса стали остается вяз­кой и упругой. При азотировании стали, т. е. насыщении ее поверхности азотом, изделие подвергают длительному нагреванию в атмосфере аммиака  при 500—600 °С. Азотированная сталь  обладает еще большей твердостью, чем цемен­тированная. Она выдерживает нагревание до 500 °С, не теряя своей твердости.

                                   План ответа.

 1.Дайте определение химико – термическая обработка стали.

2. Раскрыть понятия:

  - Цементация                                                                                                                                                                       - Азотирование

 3. Приведите примеры стальных деталей машины к которым применяется химико – термическая обработка.

 4. С какой целью изделия из стали перед отправкой потребителю обильно смазывают специальными маслами – тавотом или солидолом?

Термическая обработка стали.

 Термической (тепловой) обработкой ста­ли называется изменение ее структуры, а следовательно, и свойств, достигаемое нагреванием до определенной температуры, выдерживанием при этой температуре и охлаждением с заданной скоростью. Термическая обработка стали — важней­шая операция в технологии стали; она может очень сильно изменить свойства стали. Ей подвергают как готовые изделия, главным образом инструменты Применяются различные виды термической обработки, придающие стали различные свойства. Важнейшими являются закалка и отпуск.

Закалка осуществляется нагреванием стали до определённой температуры, выдержкой при этой температуре и быстрым охлаждением. Закалка придает стали твердость, прочность, но в то же время делает ее хрупкой.

Поэтому закаленную сталь обычно подвергают еще одной операции— отпуску. Он состоит в нагревании стали до температуры, выдержке при этой температуре и сравнительно медленном охлаждении. От­пуск — конечная операция термической обработки. В результате закалки и от­пуска, проводимых по заданному режиму, сталь получает требуемые механиче­ские свойства.

При низкотемпературном отпуске изделия нагревают до 150— 250 °С. Низкотемпературный отпуск повышает ее прочность, а ее твердость

и износостойкость сохраняются. Этому виду отпуска подвергают режущие и из­мерительные инструменты.

Среднетемпературный отпуск проводится при 350—500°С. Она становится упругой, в связи с чем среднетемпературному отпуску подвергают пружины и рессоры.

Отпуск, проводимый при 500—680°С, называется  высокотемпературным, или высоким.. При высоком отпуске создается наилучшее соотношение механических свойств стали. Поэтому закалка с высоким отпуском называется улучшением стали. Улучшение — основной вид термической обработки конструкционных сталей.

План ответа.

1.     Что называют термической обработкой стали?

2.     Назовите виды термической обработки стали.

3.     В чём сущность закалки стали? В чём её недостатки?

4.     В чём сущность отпуска стали?

5.     Характеристика видов отпуска.

6.     Почему при закалке повышается прочность и твёрдость стали?

7.     Заполните схему «Обработка стали» примерами изделий к которым применяется отпуск.

 Тема урока:

1.      Сталь – основной продукт чёрной металлургии.

     2.   Способы получения стали.

а) Химические реакции, лежащие в основе получения стали:

      1. Окисление железа

             2.  Окисление кремния, марганца,  фосфора и углерода

             3.Удаление серы и фосфора.

             4. Добавление раскислителей.

                            Характеристика способов получения стали.

Способы получения стали	Сталепла- вильная печь	Сырьё	Топливо, Подача кислорода	Время варки	Положитель-ное	Отрицательное
Мартеновс- кий способ.
Конвертор- ный способ.
Электро-дуговой способ

3.Применение стали.

а) Классификация стали:           Сталь ( сплав  ………….                )

По химическому составу                             По назначению            

а) Углеродистые                                     а) Конструкционные

                                                                                       б) Инструментальные             

б) Лигированные                                                                                  

                                                                                      в) Стали с особыми свойствами

б)  Обработка стали:

          Давление                                                         Термическая обработка

      Прокатка                                                     Отпуск                                                          Закалка

                                       низкотемпературный             среднетемпературный            

                                                                          высокотемпературный

       Химико – термическая обработка:

          Цементация –

          Азотирование -

          Насыщение поверхности алюминием, бором.