Технически чистое железо ARMCO Pure Iron: характеристики, преимущества и применение

1. Железо ARMCO: описание
2. Разновидности ARMCO-железа
3. ARMCO Pure Iron: характеристики, химически состав и механические свойства, применение
4. ARMCO Telar 57: характеристики, химически состав и механические свойства, обработка, применение
5. Форма поставки стали ARMCO

Железо ARMCO: описание

ARMCO Pure Iron – электротехническая углеродистая сталь, разработанная в 1909 году американской сталелитейной компанией, носившей идентичное название ARMCO (American Rolling Mill Corporation). Сегодня это ведущий производитель плоского проката, в 2000 году взявший название дочерней компании AK Steel. ARMCO Pure Iron представляет собой мягкий плавкий материал, содержание железа (Fe) в котором составляет до 99,92%, а суммарная доля остальных элементов – до 0,08-0,1%. Большая доля феррума позволяет считать сплав технически чистым железом, незначительно загрязненным примесями.

Коррозионностойкое ARMCO-железо с низким содержанием углерода (до 0,02%) было разработано в ходе экспериментов по изучению процесса плавления в мартеновской печи чугуна с железной рудой и добавлением стальной руды. Современные технологии позволяют выплавлять его как в мартеновских, так и электрических плавильных печах, удлинняя процесс выгорания примесей.

В 1957 году для удовлетворения особых требований развивающейся электротехнической промышленности ARMCO Pure Iron была доработана, и появился нестареющий вариант чистого железа ARMCO Telar 57. Но по сей день технически чистое железо остается уникальным и незаменимым изобретением для металлургии, приборостроения, металлообработки.

Разновидности ARMCO-железа

ARMCO Pure Iron

Материал является самым чистым в истории металлургии сталеплавильным чугуном с превосходными характеристиками, обусловленными высокой степенью чистоты железа:

• малая коэрцитивная сила и высокие магнитные свойства;
• хорошая электропроводимость;
• повышенная стойкость к окислению и коррозии;
• большая способность к холодному пластическому деформированию;
• хорошая свариваемость.

Железо АРМКО проходит более тщательную очистку в процессе плавки, поэтому после затвердевания имеет максимально однородный состав, низкое содержание кислорода и полное отделение шлаков.

Для улучшения магнитных свойств Pure Iron в течение 2 - 4 часов подвергается отжигу при 900 °С, после чего его медленно охлаждают при 600 °С. С целью предотвращения окисления процесс термообработки проходит в вакууме или защитной среде. Во время отжига в материале уменьшается внутреннее напряжение, снижается количество дефектов в кристаллической решетке, укрупняется зерно и уменьшается суммарная удельная поверхность зерен. Термическая обработка способствует замедлению механического старения материала и улучшает его обрабатываемость.

Класс стали	C	Mn	P	S	N	Cu	Co	Sn
Класс 1	0,020	0,20	0,015	0,015	0,007	0,06	**	0,010
Класс 2	0,010	0,10	0,010	0,008	0,006	0,03	**	0,010
Класс 3	0,010	0,08	0,010	0,005	0,005	0,03	**	0,010
Класс 4	0,010	0,06	0,005	0,003	0,005	0,03	0,005	0,005

** – значения не определены.

Механические свойства после отжига при умеренных температурах (средние значения)

Предел прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение, %	Относительное сужение, %	Твердость по Бринеллю, МПа	Твердость по Роквеллу	Модуль упругости, ГПа
290	186	38	73	74-83	40-50	207

Механические свойства чистого железа после специального отжига (как при нормализации)

Предел прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение, %	Твердость по Роквеллу
276	138	40	30-40

Специальный отжиг позволяет достичь высокой проницаемости при низкой и средней индукции и минимальных гистерезисных потерь.

Плотность, г/см3	Температура плавления, °С	Удельная теплоемкость, Дж/кг·°С	Теплопроводность, Вт/м·K при 20 °С	Коэффициент температурного расширения, 1/K при 20-399 °С
7,86	1532	450	73,2	13,7

Температура, °С	0	100	200	300	400	500	600	700	800
Проводимость, См	9,6	15,0	22,6	31,4	43,1	55,3	69,8	87,0	105,5

Значения изменяются в условиях атмосферных воздействий.

Применение чистого железа ARMCO Pure Iron

Более чем через сто лет после разработки ARMCO Pure Iron остается одним из базовых компонентов в производстве сталей и сплавов: низкоуглеродистых, нержавеющих, кислотостойких, жаропрочных, магнитных сплавов, в качестве шихты для выплавки легированных сталей. Материал используется для производства монетных заготовок, ширм рентгеновских аппаратов, а также для изготовления горячекатаных прутков из низкоуглеродистой стали.

Чистое железо высоко востребовано в электротехническом сегменте, где выполняет функцию электромагнитного элемента при производстве:

• сердечников, полюсных наконечников, якорей и полюсов машин постоянного тока;
• экранирующих корпусов аппаратов МРТ и рентгеновского оборудования;
• составных частей асинхронных двигателей;
• проводов для обмотки электромагнитов, генераторов, электродвигателей, катушек индуктивности, реле постоянного тока, предохранителей, запоминающих устройств и пр.
• магнитных систем различных электротехнических изделий.

В металлообработке технически чистое железо применяется для производства посуды и сосудов специального назначения, антикоррозионных шайб для клемм, уплотнительных колец, прокладок и анодов систем охлаждения и для применения в агрессивных средах.

ARMCO Telar 57

ARMCO Telar 57 является нестареющей вариацией ARMCO Pure Iron, разработанной с учетом потребностей электротехнической промышленности. Это высокочистое электромагнитное железо, для которого свойственны:

• малая коэрцитивная сила;
• высокий уровень индукции при намагничивании;
• высокая плотность магнитного потока;
• устойчивость к размагничиванию.

ARMCO Telar 57 изначально был доступен в двух версиях: Telar 57S для стержней и проволоки и Telar 57N для горячекатаных и холоднокатаных полос. Второй вариант был заменен на марки, аналогичные ARMCO.

Химический состав в % ARMCO Telar 57

Из Pure Iron, взятого за основу, в значительной степени удалены естественные примеси: углерод, кислород, фосфор, азот. Telar 57 содержит четко определенные добавки в виде марганца, алюминия и серы, которые повышают эффективность обезуглероживания, способствуют сохранению магнитных свойств и улучшают обрабатываемость.

Telar 57	C	Si	Mn	P	S	N	Cu	Al
Полоса	0,015	следы	0,25 - 0,35	0,02	0,015	0,005	0,07	0,5 - 0,10
Провод	0,020	следы	0,35 - 0,50	0,02	0,015 - 0,030	0,005	0,07	0,5 - 0,10

Механические свойства ARMCO Telar 57*

Условия	Предел прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение, %
До отжига при комнатной температуре	384	360	19
После отжига	262	74	47

* – указаны средние значения для набора из пяти образцов

Физические свойства ARMCO Telar 57

Плотность, г/см3	Температура плавления, °С	Удельная теплоемкость, Дж/кг·°С	Теплопроводность, Вт/м·K при 20 °С	Коэффициент температурного расширения, 1/K при 20-399 °С
7,86	1532	450	73,2	13,7

Обработка ARMCO Telar 57

Холодная обработка

Мягкость, пластичность и высокий уровень формования чистого железа обеспечивают легкость его вытяжки, прессования, холодной штамповки. В процессе формовки исходная прочность материала на разрыв может увеличиваться вдвое. Однако следует отметить, что деформация и внутренние напряжения, возникающие при холодной механической обработке, снижают магнитные свойства Telar 57, и впоследствии требуется их восстановление. Внутренние напряжения снимаются отжигом.

Токарная обработка

Для резания железа Telar 57 подходят инструменты как из быстрорежущей стали, так и из твердых металлов. При механической резке требуется охлаждение и смазка инструмента и обрабатываемой поверхности (рекомендуется использовать минеральное масло). Чистая сталь имеет свойство размазываться, поэтому обрабатывается глубоким резом при медленной подаче резца.

Фрезерование

Рекомендованный угол наклона зубьев цилиндрической фрезы – 45-52°. Радиальный угол резания должен составлять 30°, при использовании боковых фрез – 10°. Охлаждение и смазывание – как при токарной обработке.

Сверление

Угол заточки сверла для мягких металлов должен быть несколько меньше, чем при обычном сверлении. Подача в тело металла составляет примерно 0,05 - 0,10 мм / об.

Форма поставки стали ARMCO

Железо ARMCO поставляется в виде полуфабрикатного переплава (блюмы, плиты, слитки) или готового продукта:

• прутка круглого горячекатаного и холоднотянутого;
• прутка квадратного горячекатаного;
• горячекатаных листов;
• пластин и широких щелевых катушек;
• вырезанных пластин и круглых заготовок по запросу или чертежу заказчика;
• прецизионных полос;
• катанки в бухтах;
• бесшовных защитных гильз для пирометров.

В Европейской металлургической компании вы можете купить чистое железо ARMCO Pure Iron и Telar 57. Мы осуществляем комплексные поставки металлопроката по европейским и американским стандартам и предлагаем технически чистое железо с доставкой по СНГ.

Для получения консультации и оформления заявки на железо Армко позвоните нам или закажите звонок, напишите в онлайн-чат либо оставьте заявку через форму заказа в 1 клик.