Кипящей называют малораскисленную сталь, интенсивно выделяющую газы в изложнице во время застывания. Образующиеся газы: до 90% CO, углекислый газ, азот, водород, метан. Сильные раскислители типа алюминия и титана в производстве такого металла не применяются.
Структура слитка малораскисленного металла
Основной признак слитка кипящей стали – отсутствие сосредоточенной усадочной раковины. Структура слитка зависит от интенсивности и периода 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.
В качественных слитках наружная корка настолько плотная и толстая, что при нагреве и прокатке скопление сотовых пузырей не вскрывается.
«Закупоренная» – разновидность кипящей стали
По степени подавления выделения газов при затвердевании расплава материал находится между кипящей и полуспокойной сталями. Отличие этой технологии – закрывание слитка сверху после разливки 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.
Такая методика позволяет уменьшить время выделения газов и снизить количество воздушных пузырей внутри слитка.
Основные характеристики
Кипящие стали отличаются неоднородностью структуры и химического состава, что приводит к снижению некоторых эксплуатационных характеристик. Прочность металла снижается из-за завариваемых при прокатке воздушных пузырей, которые при вальцовке или штамповке могут привести к расслоению материала.
Свойства кипящей стали
- 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
Эта металлопродукция имеет определенные ограничения по сферам использования. Она не допускается для изготовления:
- 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.
Из слитков кипящей стали производят полосы, листы, тонкие плиты, проволоку, прутки, штрипсы, трубы, предназначенные для изготовления продукции рядового назначения.
Какие марки углеродистых сталей могут относится к кипящим?
Для изготовления сплава этого вида используются:
- углеродистые стали обыкновенного качества – кипящие сплавы изготавливаются по ГОСТу380-2005, обозначение – «кп»;
- качественные и высококачественные стали – регламентируются ГОСТом 1050-88, буквенное обозначение – «кп».
В производстве обычно применяются стали с содержанием углерода более 0,15%.
