Чым якасна адрозніваецца сталь ад чыгуну

Чыгунныя і сталёвыя вырабы металургічнай прамысловасці знаходзяць прымяненне як у побыце, так і на вытворчасці. Абодва матэрыялу ўяўляюць сабой унікальныя сплавы жалеза і вугляроду. Усім вядома, што жалеза здабываецца з глыбінь зямлі ў велізарных колькасцях. Але ў чыстым выглядзе эксплуатаваць яго немагчыма, гэты элемент занадта мяккае, а таму непрыдатны для вырабу высокатрывалых вырабаў. Таму ў прамысловых, будаўнічых і бытавых мэтах ўжываецца не жалеза ў чыстым выглядзе, а яго вытворныя -чугуны і сталі. Чым адрозніваецца сталь ад чыгуну?

Вытворчасць чыгуну і сталі

Чыгун і сталь ўяўляюць сабой сплавы жалеза і вугляроду.

Іх адрозненне выяўляецца ў шматлікіх якасцях, і агульнасць элементаў пры вытворчасці не дае матэрыялу ідэнтычныя характарыстыкі.

Градацыя сталі і чыгуну

Вярнуцца да зместа

сталь

Схема вытворчасці сталі

Схема вытворчасці сталі.

Для атрымання сталі жалеза сплаўляецца з вугляродам і разнастайнымі прымешкамі. Абавязковай умовай з'яўляецца ўтрыманне вугляроду не больш за 2% (ён павялічвае трываласць), а жалеза - не менш за 45%. Астатнюю частку складаюць легіравальных злучаюць кампаненты (хром, малібдэн, нікель і г.д). Хром павялічвае трываласць сталі, яе цвёрдасць і супраціўляльнасць зносу. Нікель павялічвае трываласць, глейкасць і цвёрдасць, павышае яе антыкаразійныя якасці і прокаливаемость. Крэмній дадае трываласці, цвёрдасці і пругкасці сталі, зніжае яе глейкасць. Марганец паляпшае свариваемость і прокаливаемость.Металлурги вылучаюць розныя віды сталі. Класіфікуюць іх у залежнасці ад аб'ёму хто пакідае элементаў. Напрыклад, змест больш за 11% легіравальных металаў дае высоколегированную сталь. Існуе таксама:

  1. Низколегированная сталь - да 4%.
  2. Среднелегированная сталь - да 11%.
Механічныя ўласцівасці сталі

Механічныя ўласцівасці сталі.

Па колькасці вугляроду сталь класіфікуецца на:

  • низкоуглеродистый метал - да 0,25% З;
  • рэалагічнае метал - да 0,55% З;
  • высокавугляродзістага метал - да 2% С.

Склад неметалічных элементаў (фасфіду, сульфідаў) класіфікуе метал на:

  • звычайную;
  • якасную;
  • высакаякасную;
  • асабліва высакаякасную сталь.

У выніку ўсе віды сталі ўяўляюць сабой трывалы, зносаўстойлівасцю і ўстойлівы да дэфармацыі сплаў з тэмпературай плаўлення ад 1450 да 1520 ° C.

Вярнуцца да зместа

чыгун

У вытворчасці чыгуну таксама сплаўляецца жалеза і вуглярод. Асноўным жа адзнакай чыгуну ад сталі з'яўляецца ўтрыманне апошняга ў сумесі. Яно павінна складаць больш за 2%. Акрамя гэтага, сумесь утрымлівае прымешкі: крэмній, марганец, фосфар, серу і легіравальных металы. Чыгун больш далікатны, чым сталь, і руйнуецца без бачнага дэфармавання. Вуглярод у метале прадстаўлены графітам або цементитом, пры гэтым аб'ём і форма элемента даюць вызначэнне разнавіднасцям сплаву:

вытворчасць чыгуну

Вытворчасць чыгуну.

  1. Белы чыгун, у якім увесь аб'ём вугляроду прадстаўлены цементитом. На зломе гэты матэрыял мае белы колер, вельмі цвёрды, але пры гэтым далікатны. Лёгкі ў апрацоўцы і ўжываецца для вытворчасці каваннем разнавіднасці.
  2. Шэры - вуглярод прадстаўлены графітам, якія надаюць матэрыялу пластычнасць. Мяккі, схільны рэзанню, з нізкай тэмпературай плаўлення.
  3. Коўка, які атрымліваецца з белага чыгуну спецыяльным адпалам (пагоню) яго ў адмысловых награвальных печах пры тэмпературы 950-1000 ° С. Пры гэтым празмерная далікатнасць і цвёрдасць, характэрныя для белага чыгуну, нашмат зніжаюцца. Каванага чыгуну ня куецца, а назва паказвае толькі на яго пластычнасць.
  4. Высокатрывалы чыгун, які змяшчае шарападобных графіт, адукаваны ў працэсе крышталізацыі.

Колькасцю вугляроду ў сплаве вызначаецца тэмпература яго плаўлення (чым больш ўтрыманне элемента, тым ніжэй тэмпература і вышэй цякучасць пры нагрэве). Таму чыгун з'яўляецца жидкотекучим, непластичным, далікатным і цяжка паддаюцца апрацоўцы матэрыялам з тэмпературай плаўлення ад 1150 да 1250 ° C.

Вярнуцца да зместа

Ўстойлівасць да карозіі

Абодва сплаву схільныя карозіі, і няправільная эксплуатацыя спрыяюць паскарэнню гэтага працэсу.

Атрыманне чыгуну з руды

Атрыманне чыгуну з руды.

Чыгун у працэсе выкарыстання пакрываецца зверху сухі іржой. Гэта так званая хімічная карозія. Вільготная (электрахімічная) карозія ўздзейнічае на чыгун павольней, чым на сталь. Першапачаткова напрошваецца выснова, што антыкаразійныя характарыстыкі чыгуну значна вышэй. На самай справе абодва гэтыя сплаву схільныя карозіі ў роўнай ступені, проста ў дачыненні да чыгунных вырабаў з-за тоўстых сцен працэс займае больш часу. Гэтым, напрыклад, можна растлумачыць розніцу ў тэрміне службы катлоў: сталёвыя - ад 5 да 15 гадоў, чыгунныя - ад 30 гадоў.

У 1913 годзе Гары Бреарли здзейсніў адкрыццё ў галіне металургіі. Ён выявіў, што сталь з высокім утрыманнем хрому мае добрае супраціў да кіслотнай карозіі. Так з'явілася нержавеючая сталь. Яна таксама мае сваю градацыю:

  1. Каразійна-ўстойлівая сталь мае ўстойлівасць да карозіі ў элементарных прамысловых і бытавых умовах (нафтагазавая, лёгкая, машынабудаўнічая прамысловасць, хірургічныя інструменты, бытавая нержавеючая посуд).
  2. Цеплатрывалую сталь ўстойлівая да высокіх тэмператур і агрэсіўным серадах (хімічная прамысловасць).
  3. Гарачатрывалых сталь адрозніваецца падвышанай механічнай трываласцю ва ўмовах высокіх тэмператур.
Вярнуцца да зместа

Тэрмічны шок і ўдаратрываласць

Параўнальныя паказчыкі чыгуну і сталі

Параўнальныя паказчыкі чыгуну і сталі.

Чыгун і сталь часта ўжываюцца пры вырабе ацяпляльных катлоў. Пры гэтым пытанне ўстойлівасці да тэрмічных ударам становіцца асабліва важным. Калі ў Неастылі чыгунны кацёл патрапіць халодная вада, ён можа трэснуць. Сталёвым вырабам термошок не страшны. Сталь больш эластычная і выдатна пераносіць розніцу тэмператур. Але вялікія і частыя тэмпературныя перапады у сталі спрыяюць з'яўленню «стомленых» зон і, як следства, расколін у месцах, якія аслабленыя зваркай.

Добрая пластычнасць робіць сталёвыя вырабы устойлівымі да механічных пашкоджанняў. Далікатнасць жа чыгуну непазбежна прыводзіць да адукацыі расколін пры ўдарах ці перакосах.

Шэры чыгун мае больш аднастайную структуру, павышаныя пластычнасць і антыкаразійныя ўласцівасці, здольны вытрымліваць вялікія тэмпературныя скокі.

высновы:

  1. Чыгун меней трывалы і цвёрды, чым сталь.
  2. Сталь цяжэй і мае больш высокую тэмпературу плаўлення.
  3. Больш нізкае ўтрыманне вугляроду ў сталі ў адрозненне ад чыгуну дазваляе больш лёгка яе апрацоўваць (варыць, рэзаць, каваць).
  4. Па аналагічнай прычыне чыгунныя вырабы вырабляюць толькі метадам ліцця, сталёвыя ж могуць быць каванымі і зварнымі.
  5. Вырабы з сталі менш кіпрыя, чым з чыгуну, а таму іх цеплаправоднасць значна вышэй.
  6. Вырабы з чыгуну маюць, як правіла, чорны колер і матавую паверхню, а з сталі - светлыя з бліскучай паверхняй.

Вярнуцца да зместа

Як адрозніць чыгун ад сталі?

Спосабы адрозніць:

  1. Па шчыльнасці вырабы. Неабходна ўзважыць прадмет і вызначыць, які аб'ём вады ён выцесніць. Шчыльнасць сталі ляжыць у дыяпазоне 7,7-7,9 г / см³, шэрага чыгуну - не перавышае 7,2 г / см³. Гэты спосаб не адрозніваецца асаблівай надзейнасцю, таму што белы чыгун мае шчыльнасць паміж 7,6 і 7,8 г / см³.
  2. Пры дапамозе магніта. Чыгун магніта горш, чым сталь. Мінус гэтага метаду ў тым, што сталі з высокім утрыманнем нікеля практычна не прыцягваюць магніт.
  3. Найбольш дакладным спосабам з'яўляецца вызначэнне чыгуну пры дапамозе шліфавальнай машынкі і віду ўтвараецца габлюшкі. Варта ўзяць напільнік з дробным насяканнем і правесці па паверхні прадмета некалькі разоў. Якія ўтварыліся пілавінне неабходна сабраць на паперу, скласці яе ўдвая і энергічна пацерці. Чыгун прыкметна выпацкае паперу, сталь практычна не пакіне слядоў.

Можна зрабіць высновы пра матэрыял па велічыні, форме і колеру іскраў, якія з'яўляюцца пры шліфоўцы. Чым больш вугляроду, тым ярчэй і мацней будзе сноп светла-жоўтых іскраў. Як мы ўжо ведаем, чыгун змяшчае вугляроду больш, чым сталь. Таксама пры свідраваннем вырабы тонкім свердзелам можна вызначыць матэрыял па выглядзе габлюшкі. Чыгунная габлюшка літаральна на вачах яна ператворыцца ў пыл, сталёвая - набудзе выгляд вітай спружыны.

Дадаць каментар