Сталь это сплав железа с: Сталь-это сплав железа и углерода. в составе стали углерод составляет 2%, остальное

Содержание

Борсодержащая сталь: типы, преимущества, использование

Борсодержащая сталь – это сплав железа с углеродом и другими элементами, в который в качестве легирующей добавки введен бор. В небольших количествах он позитивно влияет на формирование микроструктуры стали и делает металл прочнее.

Стали с бором используются для изготовления деталей аграрных и промышленных машин: ножей грейдера, гусеничных цепей, дробильных установок, ножей и режущих полотен, плугов, дисков для бороны и других. Чтобы машины дольше работали без поломок, такие детали должны обладать высокой прочностью, устойчивостью к ударам и износостойкостью. 

Машиностроителям Группа Метинвест предлагает горячекатаный прокат, легированный бором, по украинским, европейским и международным стандартам – ДСТУ EN 10083-3, EN 10083-3, BS EN ISO 683-2:2018. 

Прокат в толстом листе, рулонах и резаных листах поставляется потребителю для закалки с отпуском – это технология упрочняющей термической обработки металла.

Например, в сельскохозяйственном машиностроении из горячекатаного проката вырезают необходимую деталь, нагревают до высокой температуры, формуют и резко охлаждают в воде или масле. Так изделие приобретает свою конечную твердость и прочность.

Преимущества сталей с бором

  • Высокая прочность в закаленном состоянии
  • Формуемость: простота изготовления сложных конструкций и деталей в горячекатаном состоянии
  • Пластичность и хорошая обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии
  • Износостойкость: закаленная деталь прослужит дольше
  • Вязкость и устойчивость к трещинам
  • Хорошее сопротивление механическим нагрузкам

 

Бор: три самые популярные марки

Первопроходцем среди легированных бором марок стали для Метинвеста стала 30MnB5. Мариупольский металлургический комбинат имени Ильича начал выпускать эту марку в 2015 году. На украинском рынке она заменила «универсальную» советскую рессорно-пружинную марку 65Г, которую определенными способами обработки можно было приспособить и для сельхозтехники. В то же время в Европе аграрные машиностроители вовсю использовали низколегированные борсодержащие стали. И чтобы заменить вышедшую из строя деталь импортной техники, нужна была именно такая сталь. К тому же, после закалки и отпуска детали приобретают повышенную эксплуатационную стойкость – их ресурс в два-три раза выше по сравнению с продукцией из стали 65Г. Неудивительно, что украинские компании, которые тогда перешли на 30MnB5, сегодня выросли во флагманов отрасли. 

Для предприятий, у которых технология закалки предполагает использование масла вместо воды, Метинвест в 2017-2018 годах освоил выпуск листа и рулонов из марки 38MnB5. Это более прочная и износостойкая сталь, которую можно калить в масле, как и 65Г. Таким образом, компании могут перейти на высокопрочный металл без больших затрат, минимально изменив технологию.

Тройку самых популярных борсодержащих марок сталей от Метинвеста замыкает 27MnCrB5. Этот сплав дополнительно микролегирован хромом и марганцем, что обеспечивает еще лучшую прокаливаемость и более высокую прочность при низком содержании углерода. Прокат из такой стали особенно удобен для изготовления деталей, которые нужно сваривать.

В 2015-2018 годах Метинвест выпустил 23,5 тыс. тонн проката из борсодержащих марок стали. 

Сегодня прокат из борсодержащей стали в Украине производят ММК имени Ильича и «Азовсталь», в Италии – Trametal и Ferriera Valsider. Метинвест реализует эту продукцию производителям сельскохозяйственного и промышленного машиностроения Украины и СНГ, а также стран Западной и Центральной Европы. 

 

Сплавы с бором для Miilux

Miilux Poland – польское подразделение крупной финской группы Miilux Oy, специализирующееся на производстве закаленного толстолистового проката и износостойких деталей для машиностроения. Когда производство только начиналось, компания закупала горячекатаный прокат для закалки с отпуском на открытом рынке. 

Специально для Miilux Метинвест освоил производство борсодержащей стали марок B16S, B20S и B27S. Специалисты компании скорректировали химический состав, создали технологию выплавки и подобрали специальный режим прокатки на «Азовстали» и ММК имени Ильича. Так Метинвест стал ключевым поставщиком горячекатаного проката для польской компании. Теперь Группа не только производит подкат для Miilux, но и реализует готовую продукцию этого производителя на территории СНГ через собственную сеть продаж.

Miilux Poland производит высокопрочный износостойкий лист трех классов твердости. Например, марки HB 400 и HB 450 подойдут для изготовления ковшей экскаваторов, а HB 500 – зубьев подземных проходческих комбайнов. 

Сотрудничество Метинвеста с Miilux – пример взаимодействия, когда в выигрыше остаются обе стороны, но больше всего – конечный потребитель.

 
 

Углеродистые качественные конструкционные стали в СПб

В классическом понимании сталь – это сплав железа с углеродом. Углеродистые качественные конструкционные стали получаются путем добавления различных примесей. Основой для классификации этого металла являются дополнительные элементы в сплаве и технологии изготовления.

Маркировка металлов – один из ключевых показателей, но, чтобы разобраться в их многообразии, не обязательно быть отличником по химии. Подобрать необходимый по назначению вид не так уж и сложно, достаточно просто знать несколько ключевых моментов.

Классификация металлического сплава

Что влияет на качество стали?

Углеродистая качественная сталь по ГОСТ должна соответствовать содержанию не менее 45% железа. Содержание углерода может быть от 0,1% до 2,4%. В единичных случаях, по спец. заказу добавляют 3-3,4%. Чем больше содержание углерода, тем выше прочность и твердость стали, но, при этом, снижается ее вязкость и пластичность.

В древности, индийцы и японцы получали стальные слитки случайным соотношением основных компонентов, что абсолютно не допустимо, в современном производстве. В качественных конструкционных сталях строго регламентированы добавки, такие как:

  • · кремний
  • · марганец
  • · хром
  • · никель
  • · медь

 Вредные примеси:

  • · Фосфор
  • · Сера

 От их содержания зависит классификационная группа качественной готовой стали: 

  • · Обыкновенная (марка Ст, до 0,05% содержания P и S).
  • · Качественная (марка Сталь, до 0,035 % — P и S).
  • · Высококачественная (марка А, до 0,025 % — P и S).
  • · Особовысококачественная (марка Ш, до 0,015 % — P и S).

 Таким образом, углеродистая конструкционная сталь приобретает новые качественные характеристики. От ее физических, химических и механических параметров зависит, где (в какой сфере, отрасли) будет использоваться этот качественный металл и возможности его дальнейшей обработки.

Используются углеродистые качественные конструкционные стали по двум направлениям:

  • · Машиностроительная отрасль
  • · Строительная сфера

 Таблицы химического состава позволят точно определить маркировку стали и возможность использования по назначению. Содержание углерода в качественной конструкционной углеродистой стали по ГОСТ для строительства начинается от 0,3% в общем составе.

 Марки машиностроительной стали

Основой для их изготовления является железоникелевая или никелевая добавка. Кроме этого, для получения специальных свойств, химический состав имеет незначительные количества важных определяющих веществ. Исходя из этого, определены следующие категории стали:

  • · Для производства изделий методом литья
  • · Автоматные (А12,А20, А35)
  • · С повышенной износостойкостью
  • · С исключительной жаростойкостью (с добавлением кремния – 12Х17, 15Х28, 15Х6СМ, 20Х20Н14С2)
  • · Шарикоподшипниковые
  • · Пружинные
  • · Криогенные (устойчивые к низким температурам регламентируются ГОСТом 5632)
  • · Жаропрочные качественные конструкционные стали (из группы мартенситных, перлитных и аустенитных сталей).

Сплавы для строительной отрасли

Чтобы получить хорошую свариваемость метала количество углерода при изготовлении должно быть в диапазоне от 0,1 до 0,2% с незначительным добавлением хрома, марганца и кремния. При этом металл приобретает:

  • · отличную ковкость
  • · жидкотекучесть
  • · высокую твердость
  • · ударную вязкость
  • · оптимальный баланс удлинения и прочности

 К категории таких сплавов относятся марки 14Г2, 15ХСНД, 10Г2С1, 18Г2, 18Г2С, 25Г2С, 35ГС. Чаще всего их производят в виде проката, прута, листа и полос.

 Если у вас все еще остались вопросы, то специалисты компании «Диана» с радостью помогут сориентироваться в выборе изделий из качественной стали.

Спецсплавы и стали в ассортименте

 

Вам нужен металл? Купить сталь и прочие сплавы предлагает наша компания. У нас купить сталь модно по привлекательной цене. Мы предлагаем купить сталь, которая имеет наивысший уровень качества.  Но для начала давайте разберемся, что же они собой представляют.

 

Что такое металл, и какие существуют сплавы железа? Что вообще такое металлический сплав?

 Металлом называют кристаллическое вещество, которое имеет определённые свойства, позволившие сгруппировать разнообразные химические элементы под общим названием. Итак, что же это за свойства? Металлам присуща высокая тепло- и электропроводность, особый металлический блеск. Кроме этого, металлы за исключением ртути (тоже относится к этой категории) обладают повышенной прочностью к механическим воздействиям и пластичностью. Они, особенно под воздействием повышенных температур, легко поддаются ковке — деформируются при воздействии на них механическим путем. Металлы самая крупная группа элементов в периодической таблице Менделеева. Их 75 % от общего количества.

 

В природе не существует металлов в чистом виде. Везде мы имеем дело с их сплавами. Что же представляют собой сплавы металлов?

Металлическими сплавами называется однородная смесь веществ (металлов), которая образуется в процессе затвердевания после доведения их до расплавленного состояния. В сплав входит минимум два элемента, максимальное их количество может быть бесчисленным.

Металлические сплавы могут состоять из металлов и могут иметь в своем составе примеси прочих элементов — неметаллов. Для примера, к металлическим сплавам относится латунь, бронза. К неметаллическим — чугун, сталь, так как они содержат примесь углерода, который не относится к этой группе химических элементов.

Возможность смешивания разных металлов, позволяет получать в конечном итоге сплавы, имеющие разные свойства и характеристики, получать материал, который востребован в том или ином виде хозяйственной деятельности.

Сплавы металлов или твердые растворы с химической точки зрения образуются двумя способами:

  • замещения
  • внедрения

В первом случае, атомы одного металла замещают часть атомов кристаллической решетки другого металла. Для примера это сплавы железа и никеля, меди и никеля и прочие. При смешанном способе из молекулы попросту перемешиваются.

 

Где используются сплавы металлов?

 Находят они себе применение повсеместно. В доме любого человека, куда ни глянь, обязательно найдешь какой ни, будь сплав. Современная техника зачастую состоит из сплавов, потому что они обладают повышенной конструктивной прочностью, устойчивы к воздействию пониженных и повышенных температур, к окислению, и обладают прочими полезными человеку химико-физическими свойствами.

Некоторые сплавы металлов постепенно вытесняют другие. Например, все чаще вместо стали в некоторых конструкциях и механизмах стали использовать сплав алюминия.

Научно-технический прогресс вносит в нашу жизнь все большее количество сплавов. Их разнообразие непрерывно растет, насыщая рынок высокотехнологичными товарами, которые обладают все большим количеством полезных для человека свойств. Появление новых сплавов, открыло для людей все больше перспектив для развития, но все также востребованной остается сталь, сплав которой неизменно пользуется повышенным спросом и широко используется в промышленном производстве. Сталь – сплав железа и углерода. Несмотря на то, что в нем содержится неметаллический элемент углерод, он очень прочен на разрыв и к механическим повреждениям.  Благодаря чему спецсталь – сплав железа и углерода, так востребован в разных отраслях экономики особенно в промышленности.

 

Что предлагает наша компания?

Вы ищете, где купить стали и сплавы? Вы пришли по адресу. У нас есть стали и сплавы в широком ассортименте.

Мы предлагаем купить сплав разных металлов высокого уровня качества. В ассортименте имеются как традиционные соединения разнообразных элементов, так и сплавы редких металлов, а также спецсталь.  У нас имеется спецсталь самого высокого уровня качества. Купить спецсталь можно как мелкими партиями, так и крупными.

 Мы реализует стали и сплавы оптом по приемлемой цене и на выгодных условиях. Купить сплав у нашей компании это получить качественный материал для производства деталей. Купить сплав у нас можно в разных его формах – слитках, болванках и т.д.

 

Сталь

Сталь — это сплав железа с углеродом (и другими элементами), в котором содержание углерода не превышает 2,14 %, но не меньше 0,02 %. Именно углерод даёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая их пластичность и вязкость.

Сталь — это один из важнейших и распространенных конструкционных материалов для различных видов промышленности, таких как машиностроение, транспорт, строительство и т.п.. В машино- и приборостроении применяются стали с высокими упругими свойствами. Они идут на изготовление амортизаторов, рессор, силовых пружин различного назначения. В приборостроении сталь используется для многочисленных упругих элементов, например, мембран, пружин, пластин реле, сильфонов, растяжек, подвесок.

Сталь бывает разных видов и марок, которые проявляют различные свойства при различных нагрузках и деформациях. По химическому составу сталь делиться на углеродистую сталь и легированную сталь. По качеству сталь разделяют на 4 группы: сталь обыкновенного качества, качественную сталь, сталь повышенного качества и высококачественную сталь.

Сталь углеродистую качественную конструкционную по видам обработки делят на: горячекатаную сталь, кованую сталь, круглую сталь, калиброванную сталь, сталь круглую со специальной отделкой поверхности (серебрянка).

Сталь легированная может делиться по степени легирования (содержания в ней углеродистых соединений) на: низколегированную сталь (легирующих до 2,5%), среднелегированную сталь (2,5-10%), высоколегированную сталь (10-50%). В зависимости от химического состава и свойств сталь легированную конструкционную разделяют на: качественную, высококачественную (А) и особо высококачественную (электрошлаковый переплав). Также как и углеродистая сталь, сталь легированная конструкционная может разделяться по видам обработки на: горячекатаную сталь, кованую сталь, калиброванную сталь, серебрянку.

Различные виды стали применяют в различных областях промышленности для тех или иных видов металлопроката или металлоконструкций.

Виды стали и где они применяются

Согласно Всемирной Ассоциации Производителей Стали, сталь – это сплав железа (не менее 45%) и углерода (от 0,02 до 2,14%) вместе с другими элементами. При повышенном содержании углерода сплав называется чугуном (выше 2,14%). В зависимости от задач в использовании — состав сплава может отличаться. Насчитывается более 3500 марок стали. Строительная промышленность потребляет более 50 % мирового стального производства. Все потому, что сталь прочный, универсальный и долговечный материал.

Условно по назначениям сталь можно классифицировать, как:

— Строительная. Главным требованием при выборе строительной стали можно выделить ее свариваемость. Это низколегированные сплавы обычного качества, рассчитанные на высокие статические нагрузки (в некоторых случаях на динамические). — Инструментальная. При изготовлении инструментов, как правило, используются высоколегированные и высокоуглеродистые стали. Для режущих инструментов используют сталь, отличающиеся твердостью и теплостойкостью. Высокой износостойкостью должен обладать материал для измерительных приборов. Также существуют штамповые сплавы. — Конструктивная. Для конструкционных работ используется сталь с низким содержанием марганца. Это высокопрочная, шарикоподшипниковая, износостойкая, автоматная, цементируемая сталь. С помощью легирования добиваются подобных разнообразных характеристик.

— Специальная сталь. Также можно выделить отдельную группу, в которой входят виды сталей со специально-необходимыми свойствами: кислотоупорность, жаропрочность, жаростойкость и т.д.

Полезным качеством сплавов из железа является то, что добавки разных веществ по небольшому весу могут изменить свойства стали. На счет этого качества можно значительно разнообразить свойства. Метод изготовления также сильно влияет на свойства сплава: горячее, холодное деформирование, закалка… В «Робметаллсталь» вы найдете широкий ассортимент стали высокого качества для строительных, конструктивных и других целей.

30.07.19

Покрытие из сплава цинка с железом (ZF)

Цинково-железное покрытие (ZF) представляет собой сплав цинка с железом, который отличается высочайшей пригодностью к сварке и прочностью адгезии краски. Это покрытие идеально подходит для точечной контактной сварки и высококачественной окраски.

Из стали с цинково-железным покрытием получается первоклассная окрашенная поверхность, отличающаяся долговечностью даже в неблагоприятных условиях эксплуатации. Мелкозернистая структура цинково-железного покрытия придает окрашенной поверхности привлекательный внешний вид, обеспечивая прочную адгезию краски. Поэтому окрашенная поверхность изделий с цинково-железным покрытием отличается высочайшей стойкостью к коррозии. 

Цинково-железное покрытие легко распознаётся по обычно сероватой, матовой поверхности. Покрытие наносится методом термообработки после непрерывного погружения в расплав. В ходе термообработки железо, входящее в состав стали, вступает в реакцию с цинком, образуя железо-цинковые соединения. В покрытии содержится примерно 10% железа. За счет этого сталь с таким покрытием отличается непревзойденной пригодностью к контактной сварке, при этом электроды, мало подверженные коррозионному истиранию, служат гораздо дольше.

Цинково-железное покрытие обеспечивает защиту стали от коррозии даже на открытых участках, включая, например, режущие кромки или места, где покрытие может оказаться поврежденным (царапинами, ударами и т. п.).

Компания SSAB предлагает сталь с цинково-железным покрытием различной толщины, качества и способа обработки поверхности для разных сфер применения.

Толщина покрытия

Обозначение покрытияМинимальная общая масса покрытия
с обеих сторон (г/м2)*		Ориентровочная толщина покрытия на единицу
стандартно (мкм)
ZF080806
ZF1001007
ZF1201208
ZF14014010

* По капельному анализу в трех точках

Помимо указанных количественных значений по стандарту EN10346:2015, предлагаем покрытия с гарантированным показателем массы в расчете на м2 поверхности изделия с двух сторон, а также нанесение покрытий по техническим условиям заказчика.

Обработка стали с цинково-железным покрытием

Формование

Сталь с цинково-железным покрытием пригодна для формования обычными способами — гибкой, вытяжкой или прокаткой, при условии подбора подходящих параметров обработки. Благодаря повышенной твердости по сравнению с обычным цинковым (Z) покрытием, цинково-железное покрытие проявляет в обработке значительную стойкость к царапинам. Избежать припыливания при вытяжке или свести его к минимуму можно за счет подбора подходящих параметров обработки и применения более тонких цинково-железных покрытий из нашего ассортимента.

Сварка

В общем и целом, сталь с цинково-железным покрытием — наилучший вариант для контактной сварки разными способами. По сравнению с обычной оцинкованной (Z) сталью, это покрытие отличается повышенной устойчивостью и надежностью при обработке контактной сваркой благодаря гораздо более широкому диапазону допустимого сварочного тока. Возможность применения пониженного сварочного тока с цинково-железным покрытием способствует продлению срока службы электродов. Как следствие, покрытие демонстрирует превосходные свойства в процессе сварки. Когда рекомендации по сварке соблюдаются или учитываются результаты испытаний тех или иных способов сварки, механические свойства сварных швов сравнимы с аналогичными показателями листовой стали без покрытия.

Окраска

Мелкозернистая структура цинково-железного покрытия с его матовой поверхностью гарантирует превосходную адгезию краски при окраске обычными способами. Чтобы обеспечить прочную адгезию слоя краски, необходимо тщательно очистить поверхность от малейших следов масел и любого загрязнения. Для дальнейшего повышения прочности адгезии слоя краски сталь с покрытием на основе цинка можно подвергнуть фосфатированию или другой подходящей предварительной обработке.

После прокатки в дрессировочной клети поверхность типа B приобретает те качественные характеристики, которые требуются для окраски.

Сплав железа и углерода

Сплав железа и углерода

Черные металлы, железо и его сплавы, важнейшие конструкционные материалы в технике и промышленном производстве. Из сплавов железа с углеродом, называемых сталями, изготавливаются почти все конструкции в машиностроении и тяжелой промышленности. Легковые, грузовые автомобили, станки, железные дороги, корпуса и силовые установки судов – все это делается в основном из стали. Масштаб производства стали является одной из основных характеристик общего технико-экономического уровня развития государства.

Железо – Fe, химический элемент VIII группы периодической системы элементов, атомный номер 26, атомная масса 55,847. Блестящий серебристо-серый, пластичный металл. Образует полиморфные модификации. На воздухе железо окисляется (покрывается рыхлой ржавчиной).

Железо – важнейший металл современной техники: на долю сплавов железа с углеродом и другими элементами (железоуглеродистые сплавы) приходится около 95% всей металлической продукции (чугун, сталь, ферросплавы).

Железный порошок в больших количествах применяется при сварке.

Важная роль железа и его сплавов в технике и промышленности обусловлена удачным сочетанием их свойств и ряда других факторов. Во-первых, в земной коре очень много железной руды; ее залежи встречаются повсюду, а добыча не представляет особых трудностей. Во-вторых, из железной руды довольно легко выплавляется железо. Благодаря обилию руды и относительной несложности выплавки железо – недорогой и широко распространенный материал. В-третьих, на основе железа можно получать широкий спектр конструкционных материалов разного рода, обладающих самыми разнообразными свойствами.

Например, чугун – прочный материал с довольно низкой температурой плавления, которому путем литья можно придать любую форму.

Сталь, в зависимости от ее состава, может быть либо прочным, но пластичным материалом для изготовления, скажем, профильного проката, из которого строят мосты и морские суда, либо очень твердым и тугоплавким материалом для металлорежущего инструмента. В-четвертых, железо – единственный известный недорогой магнитный материал, а потому из него можно делать магнитные сердечники трансформаторов, электромашинных генераторов тока и электродвигателей.

Железоуглеродистые сплавы — сплавы Fe (основной компонент) с С. Различают чистые железоуглеродистые сплавы (со следами примесей), получаемые в небольших количествах для исследовательских целей, и технические железоуглеродистые сплавы, содержащие примеси, легирующие элементы и специальные добавки.

Сплавы железа

Чистое железо в технике почти не применяется. Одним из первых видов вырабатывавшегося железа было сварочное железо, практически чистое, но в настоящее время оно не находит заметного применения. Конструкционные материалы любого назначения с наиболее подходящими свойствами получают, сплавляя железо с другими химическими элементами.

Сталь – это, прежде всего, сплав железа с углеродом. В такой сплав могут входить и другие элементы, но углерод – непременный компонент стали. Содержание углерода в стали может достигать примерно 2%. В нелегированной стали другим компонентом может быть только марганец. Он вводится для снижения хрупкости, обусловленной присутствием в стали серы, которая не удаляется при промышленном переплаве. Содержанием углерода определяется прочность нелегированной стали. Сталь, содержащая ок. 0,2% углерода, называется конструкционной и пригодна для изготовления каркаса, скажем, высотного дома или автомобиля. С увеличением процента углерода сталь становится тверже. При 0,8% С сталь пригодна для изготовления сверл и молотков, при 1% – бритвенных лезвий и напильников. Такие «высокоуглеродистые» стали называются инструментальными. Для повышения ударной вязкости или для сохранения прочностных характеристик при повышенных температурах к стали могут добавляться и другие легирующие элементы (никель, хром, молибден, вольфрам, ванадий) общим количеством примерно до 5%. Такие стали называются легированными. В состав нержавеющих сталей входят хром и обычно никель в суммарном количестве до 25%. Нержавеющие стали прочны и антикоррозийны.

К чугунам относятся сплавы железа с углеродом, содержащие более 2% углерода. Почти всегда в них входит и кремний. Углерод и кремний в значительном количестве понижают температуру плавления и повышают жидкотекучесть расплава. Чугун может выплавляться в простых, недорогих печах, а благодаря его высокой жидкотекучести – разливаться в литейные формы сложной конфигурации. Из чугуна изготавливают столь разнообразные изделия, как рояльные рамы, трубы и сковороды, а также станины прокатных станов, токарных и фрезерных станков.

Серый чугун – железный сплав, содержащий 3–4% углерода и кремния.

При меньшем содержании углерода и кремния и быстром охлаждении отливки получается твердый и хрупкий белый чугун. При литье в кокиль на части или на всей поверхности отливки образуется слой износостойкого белого чугуна. Отливки из белого чугуна можно термообработкой превратить в ковкий чугун, по механическим свойствам близкий к мягкой (малоуглеродистой) стали. Повышение пластичности чугуна обусловлено перераспределением углерода в металле при отжиге. Сходные результаты достигаются путем добавления в расплавленный чугун такого элемента, как никель; получающийся при этом материал называется чугуном с шаровидным графитом.

Чугун можно разливать по изложницам непосредственно из доменной печи и обрабатывать, обходясь минимумом крупного оборудования. Когда промышленно развитые страны достигают высокого уровня благосостояния, они начинают больше средств инвестировать в сталеплавильное производство, а потребление чугуна снижается.

Список литературы:

1) Дреге В., Сталь как конструкционный материал, пер. с нем., М., 1967

2) Гуляев А. П., Чистая сталь, М., 1975.

— 3 —

сталь | Состав, свойства, типы, марки и факты

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали.

Железная руда — один из самых распространенных элементов на Земле, и одно из основных ее применений — производство стали. В сочетании с углеродом железо полностью меняет характер и становится легированной сталью.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в чистом виде не намного тверже меди.За исключением крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, является поликристаллическим, то есть состоит из множества кристаллов, которые соединяются друг с другом на своих границах. Кристалл — это упорядоченное расположение атомов, которое лучше всего можно представить в виде соприкасающихся друг с другом сфер. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые определенным образом пронизывают друг друга. Для железа структуру решетки лучше всего представить единичным кубом с восемью атомами железа в углах. Для уникальности стали важна аллотропия железа, то есть его существование в двух кристаллических формах. В объемно-центрированном кубе (ОЦК) в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В расположении гранецентрированного куба (ГЦК) есть один дополнительный атом железа в центре каждой из шести граней единичного куба. Важно отметить, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК-схеме примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК-схеме; это означает, что в структуре ГЦК больше места, чем в структуре БЦК, для хранения посторонних ( i.е., легирование ) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912 ° C (1674 ° F) и от 1394 ° C (2541 ° F) до точки плавления 1538 ° C (2800 ° F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокотемпературной зоне. Между 912 ° и 1394 ° C железо находится в ГЦК-порядке, которое называется аустенитом или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за некоторыми исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительные количества других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а к сильным магнитным характеристикам железа. При температуре ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В чистом виде железо мягкое и обычно не используется в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь — добавление небольшого количества углерода.В твердой стали углерод обычно присутствует в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe 3 C, известный как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде чешуек или кластеров графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов. )

Влияние углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железо-углерод.Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т.е. — температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C указывает на то, что температуры затвердевания снижаются по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, например, с содержанием углерода 0.77 процентов (показано вертикальной пунктирной линией на рисунке) начинают затвердевать при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевают при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этого момента все кристаллы железа находятся в аустенитном — , т. Е. ГЦК — расположении и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении происходит резкое изменение примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа. Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) приблизительно 200 килограммов-сил на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм) по сравнению с DPH 70 килограммов-сил на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждение стали с более низким содержанием углерода (, например, 0,25 процента) приводит к получению микроструктуры, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; он мягче, чем перлит, с DPH около 130.Сталь с содержанием углерода более 0,77%, например 1,05%, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Диаграмма равновесия железо-углерод.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Химический состав стали

Сталь — это сплав железа и других элементов. Некоторые элементы намеренно добавляются в железо с целью достижения определенных свойств и характеристик. Остальные элементы присутствуют случайно и не могут быть легко удалены. Такие элементы называются «следовыми» или «остаточными» элементами.

Многие спецификации продуктов содержат обязательные требования к отчетности по определенным элементам, и они различаются. Большинство заводов обычно проводят анализ тепла, который включает элементы, указанные ниже. Хотя можно проводить анализ других элементов, это чаще всего нецелесообразно или необходимо, если они не являются добавками (например, Pb — свинец, Sb — сурьма или Co — кобальт).

C — Углерод

Mn — Марганец

P — фосфор

S — Сера

Si — Кремний

Cu — медь

Ni — Никель

Cr — Хром

Mo — молибден

V — Ванадий

Cb (Nb) — Колумбий (ниобий)

Ti — Титан

Al — Алюминий

N — Азот

B — Бор

Sn — олово

Ca — Кальций

Существуют тысячи стальных сплавов, и их классификация сложна и варьируется в зависимости от руководящего органа. Однако большинство из них можно в общих чертах сгруппировать в простую углеродистую сталь, сверхнизкоуглеродистую сталь (ULC), высокопрочную низколегированную сталь (HSLA), легированную сталь, высоколегированную сталь (включая нержавеющую сталь и инструментальную сталь) и электротехническую сталь. Усовершенствованная высокопрочная сталь (AHSS) — это новейшая классификация сталей.

Легирующие элементы часто служат для разных целей в разных сталях. Например, марганец способствует прочности и твердости стали в прокатанном состоянии, но другой важной характеристикой является его способность повышать прокаливаемость, что имеет решающее значение при термообработке.

Влияние легирующих элементов на свойства стали — огромная тема. Ниже приводится очень краткое изложение влияния перечисленных выше элементов на обычный плоский прокат. Более подробную информацию можно найти на веб-сайтах руководящих органов и информационных обществ по материалам, таких как ASM International.

Углерод является основным упрочняющим элементом стали. Твердость и прочность возрастают пропорционально увеличению содержания углерода примерно до 0,85%. Углерод отрицательно влияет на пластичность, свариваемость и вязкость.Диапазон содержания углерода в стали ULC обычно составляет 0,002 — 0,007%. Минимальный уровень углерода в простой углеродистой стали и HSLA составляет 0,02%. Марки углеродистой стали повышаются до 0,95%, стали HSLA — до 0,13%.

Марганец присутствует во всех товарных сталях в качестве добавки и вносит значительный вклад в прочность и твердость стали почти таким же образом, но в меньшей степени, чем углерод. Марганец улучшает ударную вязкость при низких температурах. Увеличение содержания марганца снижает пластичность и свариваемость.Типичное содержание марганца составляет 0,20 — 2,00%.

Фосфор чаще всего остаточный, но может быть добавкой. В качестве добавки увеличивает твердость и прочность на разрыв. Это отрицательно сказывается на пластичности, свариваемости и вязкости. Фосфор также используется в повторно фосфорированной высокопрочной стали для автомобильных кузовных панелей. Обычно остаточные количества составляют менее 0,020%.

Сера присутствует в сырье, используемом при производстве чугуна. Сталеплавильный процесс предназначен для его удаления, поскольку он почти всегда является вредной примесью.Типичное количество в товарной стали составляет 0,012% и 0,005% в формуемом HSLA.

Кремний может быть добавкой или остатком. В качестве добавки он увеличивает прочность, но в меньшей степени, чем марганец. Типичная минимальная добавка составляет 0,10%. Для применений после цинкования желаемый остаточный максимум составляет 0,04%.

Медь, никель, хром (хром), молибден (молибден) и олово являются наиболее часто встречающимися остатками в стали. Их количество контролируется управлением ломом в процессе выплавки стали.Обычно указанные максимальные остаточные количества составляют 0,20%, 0,20%, 0,15% и 0,06% соответственно для меди, никеля, хрома и молибдена, но допустимые пределы зависят в основном от требований к продукту. Медь, никель, хром и молибден, когда они являются добавками, оказывают очень специфическое улучшающее воздействие на сталь. Максимальный остаточный остаток олова обычно не указывается, но его содержание в стали обычно поддерживается на уровне 0,03% или менее из-за его вредных свойств.

Ванадий, колумбий и титан — это упрочняющие элементы, которые добавляют в сталь по отдельности или в комбинации.В очень малых количествах они могут иметь очень значительный эффект, поэтому их называют микросплавами. Типичные количества составляют от 0,01 до 0,10%. В сверхнизкоуглеродистую сталь титан и колумбий добавляются в качестве «стабилизирующих» агентов (что означает, что они объединяются с углеродом и азотом, остающимися в жидкой стали после вакуумной дегазации). Конечный результат — превосходная формуемость и качество поверхности.

Алюминий используется в основном как раскислитель в сталеплавильном производстве, соединяясь с кислородом в стали с образованием оксидов алюминия, которые могут всплывать в шлаке.Обычно 0,01% считается минимумом, требуемым для «стали, убитой алюминием». Алюминий действует как измельчитель зерна во время горячей прокатки, объединяясь с азотом с образованием осадков нитрида алюминия. При последующей переработке можно контролировать выделение нитрида алюминия, чтобы повлиять на свойства змеевика.

Азот может попадать в сталь в качестве примеси или преднамеренной добавки. Обычно остаточные уровни ниже 0,0100 (100 частей на миллион).

Бор чаще всего добавляют в сталь для повышения ее прокаливаемости, но в низкоуглеродистые стали его можно добавлять для связывания азота и уменьшения удлинения при пределе текучести, что сводит к минимуму разрывы рулонов.В то же время при надлежащей обработке продукт будет иметь отличную формуемость. Для этого его добавляют в количестве примерно до 0,009%. Остаток в стали обычно составляет менее 0,0005%.

Кальций добавляется в сталь для контроля формы сульфидов с целью улучшения формуемости (он соединяется с серой с образованием круглых включений). Он обычно используется в стали HSLA, особенно при более высоких уровнях прочности. Типичная добавка составляет 0,003%.

Как производится сталь? | Блог по литью металла

Введение в производство и свойства стальных сплавов

Сталевар на сталелитейном заводе.

По данным Всемирной ассоциации производителей стали, в 2019 году было произведено 1869,9 миллиона тонн стали. Это представляет собой рост производства на 3,4% по сравнению с 2018 годом и более чем вдвое превышает объем производства в 1999 году. В мире постоянно растет потребность в стали. Он используется в строительстве, промышленности и производстве. Будучи одновременно прочным и недорогим, он идеально подходит для всех видов производства.

Из чего сделана сталь?

Железо, основной элементарный компонент стали, является одним из самых богатых элементов земной коры.Все стальные сплавы в основном состоят из железа и углерода на 0,002–2,1% по весу. В этом диапазоне углерод связывается с железом, создавая прочную молекулярную структуру. Полученная микроструктура решетки помогает достичь определенных свойств материала, таких как прочность на разрыв и твердость, на которые мы полагаемся в стали.

Хотя вся сталь сделана из железа и углерода, разные типы стали содержат разное процентное содержание каждого элемента. Сталь также может включать другие элементы, такие как никель, молибден, марганец, титан, бор, кобальт или ванадий.Добавление различных элементов в «рецепт» стального сплава влияет на свойства его материала. Метод производства и обработки стали еще больше расширяет эти возможности.

Одна примечательная группа стальных сплавов содержит хром. Все такие сплавы широко известны как нержавеющая сталь.

Как сделать сталь

В основном сталь производится путем смешивания углерода и железа при очень высоких температурах (выше 2600 ° F).

Первичное производство стали производит сталь из продукта, называемого «чушковый чугун».«Чугун — это выплавка чугуна из руды, которая содержит больше углерода, чем допустимо для стали.

Сталелитейная компания использует систему, которая пропускает кислород через плавку чугуна. Этот процесс создает равное окисление по всему расплавленному металлу. Окисление удаляет излишки углерода. Он также испаряет или связывает примеси, состоящие из таких элементов, как кремний, фосфор и марганец.

Вторичная выплавка стали осуществляется «в ковше». Это процесс рафинирования и легирования стали.Вторичное производство стали может начинаться с переплавки лома или продолжаться в ходе первичного процесса. Можно добавлять элементы, чтобы получить определенный сплав. Сталевар также может удалить поверхностные загрязнения (очистка от шлака). Ковш нагревается и охлаждается до температур, необходимых для необходимых химических процессов.

Режущая и наматывающая сталь для производства труб.

Отделочная сталь

В литейном производстве сталь отливают из песка или по выплавляемым моделям в узорчатые формы. На сталелитейном заводе сталь разливается в сырье для строительных материалов с помощью установки непрерывного литья под давлением.МНЛЗ позволяет создавать стандартизированные необработанные стальные формы, а не готовые детали. Сырая сталь будет подвергнута механической обработке или переработке в конечные продукты. Сталелитейные заводы обычно отливают и формируют листы, заготовки, стержни, блюмы, трубы, слитки и проволоку.

Стан может также производить горячекатаный или холоднокатаный прокат в процессе производства. Эти процессы создают разные формы и отделки. Перед отправкой сталь может быть разрезана, намотана на катушку или скручена, прежде чем покинуть завод.

Сталь может подвергаться термообработке на литейном или заводском производстве.Заключительные этапы, такие как закалка, отпуск, нормализация и отжиг, могут повлиять на поведение сплава в применении.

Изобретение стали

Археологи обнаружили самую раннюю сталь на месте, датируемом 4000 лет назад, в Турции. Тигельные стали, такие как знаменитая южно-индийская сталь Wootz, производились последовательно еще в 4 -м годах до нашей эры. Однако до середины 1800-х годов производство стали было невероятно сложной задачей.

Сталь плавится около 2700 ° F. Поддержание такой высокой температуры было сложной задачей для древних печей, производящих тигельную сталь.Кроме того, примеси обнаруживаются в стальных сплавах, состоящих из таких элементов, как кремний и марганец. Управление ими по-прежнему представляет собой проблему. В древнем сталеплавильном производстве использовался долгий, многоступенчатый процесс. Основатели проводили долгий день, нагревая, перемешивая, очищая от шлака и повторно нагревая свои сплавы. После того, как сталь была отлита, ее отправили обрабатывать кузнецы. Удары по наковальне создавали окончательные формы. Это также помогло распределить и уменьшить углеродную дисперсию, поры или включения.

В 1856 году Генри Бессемер получил патент на новый способ получения стали.Использование конвертера Бессемера, а не традиционных плавильных емкостей, позволило сталеплавильному предприятию барботировать воздух через расплавленный металл. При реакции с воздухом примеси окисляются и выделяются газы. Окисление также помогло создать и поддерживать высокую температуру, необходимую для выплавки стали.

Процесс, при котором один раз в день в литейном цехе и больше времени в кузнице был заменен 20-минутным процессом, позволяющим произвести 5 тонн стали. Сталь Бессемера также была прочнее и качественнее, чем могли надеяться производители стали.Это нововведение поддержало промышленную революцию.

Перемещение стального лома с помощью электромагнита.

Сталь магнитная?

Большая часть стали является магнитной, но не вся. Сталь в основном производится из железа, а железо — магнитное. Ферромагнетизм был впервые обнаружен в природе в «магнитных камнях» — камнях, сделанных из магнетита, оксида железа. Другие элементы, такие как кобальт и никель, также являются ферромагнитными. Эти элементы также иногда встречаются в стали.

Нержавеющая сталь, как известно, немагнитна, хотя все нержавеющие стали содержат железо, а многие — никель.По правде говоря, только некоторые нержавеющие сплавы являются немагнитными. Аустенитная нержавеющая сталь, содержащая никель, в большинстве случаев немагнитна (хотя при обработке она может стать очень слабо магнитной). Другие типы, такие как ферритные или мартенситные сплавы, являются нержавеющими и магнитными.

Свойства стали

Сталь

так широко используется из-за ее особых свойств материала в сочетании с ее относительно низкой стоимостью. По сравнению с другими многими другими строительными и инструментальными материалами (такими как дерево, камень, бетон или чугун), сплавы стали предлагают:

  • Твердость : устойчивость к вдавливанию при нажатии с постепенно увеличивающимся давлением
  • Вязкость : когда материал действительно деформируется, вязкость описывает, как далеко он проходит до разрушения
  • Предел текучести : сопротивление изменению формы при вытягивании с постепенно увеличивающимся давлением
  • Прочность на разрыв : способность материала выдерживать растяжение до разрушения
  • Ковкость : способность придавать форму путем удара или прессования без разрушения
  • Пластичность : способность формировать форму без потери прочности — обрабатываемый металл часто делает его более хрупким, но пластичные материалы не так быстро становятся хрупкими в процессе работы.

Диапазон испытаний этих свойств варьируется в зависимости от сплава, но в целом сталь может быть как более твердой, так и более жесткой (менее хрупкой), чем многие другие материалы.

Инструментальные стали часто закаливают для достижения максимальной твердости.

Марки стали

Существует четыре основных группы стальных сплавов: углеродистые, инструментальные, легированные и нержавеющие стали.

  • Углеродистая сталь — Низкоуглеродистые, средне- и высокоуглеродистые стали в основном различаются по твердости и пластичности. Низкоуглеродистые или низкоуглеродистые стали, как правило, более пластичны по сравнению с другими сталями, но также обладают меньшей твердостью.С другой стороны, высокоуглеродистые стали тверже. Однако высокоуглеродистая сталь обычно имеет более низкую пластичность.
  • Инструментальная сталь — Для инструментальных сталей используется высокоуглеродистая сталь с добавлением таких элементов, как вольфрам, ванадий или молибден, прошедшая термообработку и закалку до высшей твердости.
  • Легированная сталь — К этому семейству сталей обычно относятся стали, смешанные со специальными элементами, обеспечивающими исключительные свойства материала, за исключением тех, которые обычно относятся к другим семействам.Все стали — это сплавы, и многие из них имеют дополнительные элементы. Однако легированные стали — это необычные стали, созданные для конкретного применения, и они могут варьироваться от недорогих составов до экзотических сплавов, используемых для реактивных двигателей.
  • Нержавеющая сталь —Эти стали легированы хромом, чтобы сделать их устойчивыми к ржавчине за счет пассивирования.

Производство стали: история вторичного использования

Одна из лучших характеристик стали (и других металлов) заключается в том, что лом может стать совершенно новым высококачественным металлом.В процессе вторичного производства стали создаются сплавы не хуже, чем из чугуна. Металлические предметы могут разлагаться от использования, но элементарный химический состав металла означает, что плавление и легирование создают совершенно новый продукт.

Таким образом, рост производства стали не требует соответствующего роста выплавки новой руды (хотя производство чугуна остается жизненно важной частью цепочки поставок стали). Восстановление и переработка стального лома означает, что вчерашняя автомобильная панель может стать двутавровой балкой завтрашнего дня.

Поскольку 98% стали подлежит вторичному использованию, металл является одним из наиболее пригодных для вторичного использования продуктов в мире. Тем не менее, это не без экологических проблем. Кокс, одна из разновидностей угля, обычно используется в качестве исходного углерода в сталеплавильном производстве. Кроме того, высокая энергия, необходимая для плавления или плавления, окисления и других производственных процессов, действительно создает химические вещества и углекислый газ. К счастью, в сталелитейном секторе проводится множество исследований, направленных на устранение проблем с производством. Некоторые включают переработку углекислого газа обратно в саму сталь в качестве источника углерода, что снижает потребность в других источниках, таких как кокс.

После доработки и внедрения этих технологий сталеплавильное производство останется одной из основных отраслей промышленности будущего. Он поддерживает, движет и строит нашу экономику.

Использование железа и алюминия — Железо и алюминий — GCSE Chemistry (Single Science) Revision — Other

Сплавы

Сплав представляет собой смесь двух или более элементов, где по крайней мере один элемент является металлом. Большинство сплавов представляют собой смеси двух или более металлов.

Например, латунь представляет собой смесь меди и цинка.Сталь — это сплав железа с углеродом, но для изменения его свойств могут быть добавлены и другие элементы.

Сплавы полезны, потому что свойства сплава отличаются от свойств элементов, из которых они сделаны.

Слои

Сплавы содержат атомы разных размеров. Эти разные размеры искажают правильное расположение атомов. Это затрудняет скольжение слоев друг по другу, поэтому сплавы тверже чистого металла.

Слоям атомов сложнее скользить друг по другу в сплавах.

Медь, золото и алюминий слишком мягкие для многих применений.Их смешивают с другими металлами, чтобы усложнить повседневное использование.

Например:

  • латунь — используется в электрической арматуре — это 70% меди и 30% цинка
  • 18-каратное золото — используется в ювелирных изделиях — 75% золота, 25% меди и других металлов
  • дюралюминий — используемый в производстве самолетов — состоит на 96% из алюминия и на 4% из меди и других металлов.

Различные стальные сплавы

Сталь — это в основном железо с некоторым содержанием углерода.Изменение количества углерода и других микроэлементов меняет свойства конкретного типа стали.

Ковкий Относительно ковкий и оборудование
Содержит Свойства Цена Использует
Мягкая сталь Менее 1% углерода (в добавлении к железу) Ковкий Пластичный
Нержавеющая сталь 11% хрома (помимо железа) Твердый, не ржавеет Довольно дорого Столовые приборы, хирургические инструменты
Инструментальная сталь 18% вольфрам (дополнительно к утюгу) Твердый, устойчивый к высоким температурам Довольно дорого Сверла

Что такое металлические сплавы? | Маркхэм Металс

В мире металлообработки сплавы являются неотъемлемой частью обеспечения того, чтобы все шло по плану и чтобы металл был настолько прочным и крепким, насколько это возможно.Прочтите все, что вам нужно знать о металлических сплавах.

Что такое сплав?

Сплав создается путем смешивания металла с другим компонентом, либо с другим металлом, либо с неметаллическим веществом. Металлические сплавы обычно получают путем плавления веществ, их смешивания и последующего охлаждения до комнатной температуры, в результате чего получается твердый материал.

Почему мы используем сплавы?

Многие чистые металлы, такие как золото, особенно мягкие, что делает их менее идеальными для определенных целей.Превращение их в сплав может повысить прочность металла, а также другие улучшенные химические свойства. Твердость, обрабатываемость и коррозионная стойкость — это другие свойства, которые могут быть добавлены или улучшены путем создания сплава.

Какие сплавы наиболее распространены?

Поскольку в металлообрабатывающей промышленности редко используются чистые металлы, обычно используется множество сплавов. Действительно, работа со сплавами является предпочтительным методом для большинства металлистов, поскольку они универсальны и обеспечивают более длительный срок службы, чем чистые металлы.Вот несколько наиболее распространенных сплавов:

Низкоуглеродистая сталь

Этот сплав также известен как «низкоуглеродистая сталь» и содержит от 0,05% до 0,25% углерода, добавленного к чистому железу. Это наименьшее количество углерода, которое можно добавить в железо для производства стали. Он часто используется в вывесках, мебели, украшениях, ограждениях и гвоздях, среди прочего.

Чугун

Как и низкоуглеродистая сталь, чугун представляет собой металлический сплав углерода и железа.Содержание углерода обычно превышает 2%.

Нержавеющая сталь

Один из наиболее распространенных сплавов, нержавеющая сталь — это сплав, состоящий в основном из железа, смешанного с хромом, никелем или молибденом. Содержание добавляемого металла обычно составляет около 15-30%. Сплав нержавеющей стали часто используется в кухонной технике, медицинских инструментах, оборудовании и оборудовании.

Алюминиевый сплав

Как более мягкий металл, алюминий обычно легируют другими металлами для придания ему большей прочности и твердости.Марганец или медь часто используются в качестве материала сплава для создания этих желаемых свойств.

Какие материалы из сплавов наиболее распространены?

Легирующие элементы — это материалы, добавленные к основному металлу. В сочетании они добавляют определенные химические или механические свойства. Чаще всего добавляются следующие элементы:

  • Никель — увеличивает прочность.
  • Медь — делает металлы дисперсионно-упрочняемыми и повышает коррозионную стойкость.
  • Марганец — повышает прочность и термостойкость.
  • Кремний — неметаллический легирующий элемент, повышающий прочность и понижающий температуру плавления.
  • Хром — увеличивает коррозионную стойкость, твердость и прочность.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить быстрое и простое предложение

Все еще не знаете, какой металл лучше всего подойдет для вашей следующей работы? Мы предлагаем большой и разнообразный ассортимент стали и алюминия в сочетании с обширным набором собственного металлообрабатывающего оборудования, что позволяет нам обслуживать клиентов на беспрецедентном уровне.По вопросам или информации о наших продуктах и ​​услугах звоните нам сегодня по телефону 978-658-1121 или свяжитесь с нами прямо на нашем сайте.

Смешанная структура делает сталь легкой, но при этом прочной: Nature News & Comment

Imaginechina / Corbis

Рецепт получения более легкой и прочной стали добавляет никель к сплаву железа, углерода, алюминия и марганца.

Цена на бензин, возможно, упала, но автопроизводители по-прежнему стремятся повысить эффективность использования топлива.Один из подходов — создание автомобилей из более легких материалов: уменьшение веса автомобиля на одну десятую может повысить экономию топлива на 6–8%. Но сталь остается предпочтительным строительным материалом для автомобилей — другие металлы дороже, и с ними труднее работать. Задача состоит в том, чтобы найти легкий, прочный, пластичный стальной сплав, часто получаемый путем замены некоторого количества железа на алюминий и другие элементы.

В выпуске Nature от 5 февраля ученый-материаловед Санг-Хон Ким и его коллеги из Университета науки и технологий Пхохана в Южной Корее описывают 1 улучшение легкой стали за счет изменения способа размещения металлических соединений в сплаве.Они сообщают, что микроструктура их материала прочнее и пластичнее, чем даже титановые сплавы.

Тщательное изучение металлических микроструктур имеет долгую историю, начавшуюся, соответственно, в Шеффилде, Англия, городе производства стали, где геолог Генри Клифтон Сорби впервые применил микроскоп для производства стали в 1863 году. Физические свойства. При достаточном нагреве атомы стали образуют форму, известную как аустенит.Эта структура придает стали пластичность, что делает ее полезной для формовки деталей. Регулировка состава сплава может снизить температуру, при которой аустенит стабилен, на сотни градусов Цельсия.

Прочный и гибкий

Другой возможной структурой стали является B2 — твердый, хрупкий куб. Железо и алюминий имеют тенденцию образовывать структуры B2 в стальных сплавах, но обычно материаловеды пытаются предотвратить это, регулируя температуру или добавляя другие элементы.

Ким и его коллеги создали сталь, в которой используются преимущества твердости B2 и пластичности аустенита. Добавляя никель и подвергая термической обработке сплав железа, алюминия, марганца и углерода, они вызвали небольшое количество B2, равномерно образовавшееся по всей стали. Полученный материал, в котором твердые решетки B2 усиливают гибкую аустенитную матрицу, имеет впечатляющую прочность на разрыв.

Исследователи считают, что их работа может быть полезна для промышленного производства стали.Но «даже если пройдет много времени, прежде чем это станет частью производства, новизна микроструктуры, которая образуется, может быть очень полезна для размышлений о том, как создавать новые сплавы», — говорит Сувен Матхаудху, инженер по материалам из Университета Калифорния, Риверсайд.

Хансу Ким, один из соавторов статьи, говорит, что он и его коллеги будут работать с южнокорейской компанией POSCO, одним из крупнейших мировых производителей стали, над расширением своих методов.Металлургические комбинаты в Шеффилде и Питтсбурге, штат Пенсильвания, давно притихли, но это далеко не так в Южной Корее: благодаря автомобильной промышленности производство стали там выросло почти на 50% с 2005 года.

Марки и свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь — это сплав железа, состоящий в основном из железа и хрома. Хром в материале реагирует с кислородом на поверхности, создавая окисленный «пассивный слой», который предотвращает коррозию и ржавчину.В то время как все нержавеющие стали содержат не менее 10,5% хрома, сплавы с более высоким процентом демонстрируют более высокую коррозионную стойкость.

Нержавеющая сталь часто легируется другими элементами, такими как никель, углерод, кремний, марганец и молибден, для улучшения определенных характеристик материала. Производители используют эту способность для повышения пластичности материала, термостойкости и долговечности в зависимости от потребностей конечного продукта.

Промышленное применение нержавеющей стали

Нержавеющая сталь находит применение в широком спектре отраслей, в том числе:

Архитектура

Поскольку нержавеющая сталь очень прочная и непроницаемая для ржавчины, она часто используется для разнообразные архитектурные компоненты, включая облицовку, поручни, фурнитуру для дверей и окон, уличную мебель, арматуру, осветительные приборы и опоры для кирпичной кладки.Также ценится в архитектурном дизайне за эстетичный вид.

Химическая промышленность

Нержавеющая сталь ценится в химической промышленности за ее прочность на разрыв и химическую стойкость. Он часто используется для технологических труб и емкостей под давлением.

Конструкция

Нержавеющая сталь используется в ряде строительных деталей и изделий из-за ее высокой прочности и коррозионной стойкости. Конструкционные материалы из нержавеющей стали включают механические пружины, крепежные детали и проволоку.

Товары народного потребления

Коррозионная стойкость нержавеющей стали делает ее особенно полезной для предметов домашнего обихода, которые часто подвергаются воздействию воды. Материал используется для изготовления множества обычных предметов домашнего обихода, включая столовые приборы, кухонные столешницы, раковины и смесители, кастрюли и сковороды, стиральные машины, духовки и холодильники.

Продукты питания и напитки

Коррозионная стойкость материала и легко стерилизуемая поверхность делают его особенно полезным для пищевой промышленности, где требуются высокие стандарты чистоты.В этой отрасли нержавеющая сталь используется в оборудовании для приготовления пищи и общественного питания, трубах и контейнерах, используемых для пивоварения и дистилляции, а также в широком спектре оборудования для пищевой промышленности.

Медицина

В медицинской промышленности нержавеющая сталь высоко ценится за ее химическую и коррозионную стойкость, что облегчает стерилизацию, что делает ее популярной для использования в хирургических инструментах, медицинских устройствах и имплантатах.

Нефть и газ

Химическая стойкость и долговечность нержавеющей стали делают ее особенно полезной в нефтегазовой промышленности, где она используется для резервуаров, платформ, кабельных лотков и подводных трубопроводов.

Транспортировка

Нержавеющая сталь редко используется в больших количествах в повседневных автомобилях из-за более тяжелого веса материала. Однако его можно найти в небольших автомобильных компонентах, таких как выхлопные системы и отделка салона автомобиля. Его использование в транспортной отрасли обычно зарезервировано для тяжелого оборудования, такого как автоцистерны, судовые контейнеры, химовозы и мусоровозы, используемые для перевозки громоздких или коррозионных материалов.

Очистка воды и сточных вод

Водоочистные сооружения считают нержавеющую сталь особенно полезной для водопроводных и канализационных труб, трубопроводов и резервуаров для воды из-за ее устойчивости к ржавчине и химической стойкости.

Высококачественная нержавеющая сталь от Bergsen Metals

Нержавеющая сталь доступна в различных марках, которые обычно делятся на пять основных типов:

  • Аустенитная. Самый распространенный тип стали, аустенитная нержавеющая сталь, помимо железа и хрома, содержит никель, марганец, азот и иногда молибден. Эти сплавы нельзя упрочнить путем термообработки, но их можно упрочнять.
  • Мартенситный. Эти нержавеющие стали имеют содержание углерода до 1%, что позволяет их закалывать и отпускать, как углеродистые и низколегированные стали.
  • Ферритный. Ферритная сталь отличается высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода (обычно менее 0,10%). Они не подвергаются наклепу и демонстрируют меньшую формуемость, чем аустенитные стали. Однако они обладают магнитными свойствами, высокой коррозионной стойкостью и стойкостью к растрескиванию из-за коррозии.
  • Дуплекс. Материал дуплексной стали наполовину аустенитный и наполовину ферритный. Это качество обеспечивает им превосходную прочность и устойчивость к коррозии.
  • Осадочное твердение (PH). Стали PH содержат дополнительные элементы, такие как алюминий, медь или ниобий, и подвергаются термообработке, которые повышают прочность материала. Поскольку они с меньшей вероятностью испытывают тепловые искажения, они подходят для изготовления деталей сложной конструкции или деталей, требующих жестких допусков.

В Bergsen Metal мы предлагаем широкий ассортимент изделий из нержавеющей стали, чтобы удовлетворить потребности каждого клиента. Наши предложения по продукции из нержавеющей стали включают:

Аустенитная нержавеющая сталь серии 300

Наша нержавеющая сталь серии 300 является аустенитной с содержанием хрома от 18 до 30% и никеля от 6 до 20%. Мы предлагаем следующие марки:

Нержавеющая сталь 303

Благодаря содержанию серы и фосфора нержавеющая сталь 303 хорошо поддается механической обработке.Обычно он используется в аэрокосмической промышленности для изготовления фитингов, шестерен, болтов и гаек.

Нержавеющая сталь 304 / 304L

304 — наиболее часто используемая аустенитная нержавеющая сталь. 304L — это вариант с более низким содержанием углерода. 304 находит применение в различных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, производство продуктов питания и напитков, атомную промышленность и судоходство, в то время как 304L обычно используется для сварки.

Нержавеющая сталь 316 / 316L

По сравнению с 304 сталь 316 используется реже.Сплав содержит больше молибдена и никеля и доступен в варианте с низким содержанием углерода — 316L. Его состав обеспечивает более высокую коррозионную стойкость, особенно к хлоридам, таким как соль и морская вода. 316 подходит для использования на атомных станциях и в морской среде, а 316L часто находит применение в фармацевтической и химической промышленности.

321 Нержавеющая сталь

И 321, и 321H содержат титан. Однако 321H имеет более высокое содержание углерода для большей термостойкости.Оба сплава часто используются в химической переработке и на нефте- и газоперерабатывающих заводах.

347 Нержавеющая сталь

347 и 347H содержат более высокую концентрацию ниобия и тантала, что делает их пригодными для сварки. Оба материала часто можно найти в компонентах самолетов и автомобилей, а также в резервуарах для хранения химикатов.

Мартенситная нержавеющая сталь серии 400

Наша нержавеющая сталь серии 400 является мартенситной с содержанием хрома от 11 до 17%.Мы поставляем следующие марки:

410 Нержавеющая сталь

410 прочна и устойчива к износу, но более восприимчива к химической коррозии и окислению. Материал часто используется в автомобильных деталях, медицинских изделиях, соплах, трубопроводах и клапанах.

416 Нержавеющая сталь

416 содержит серу, что обеспечивает большую обрабатываемость. Это качество делает его пригодным для использования в различных продуктах, включая клапаны, насосы, шпильки, шестерни и компоненты стиральных машин.

Нержавеющая сталь 440C

Благодаря высокому содержанию углерода 440C исключительно твердый и износостойкий; однако он умеренно устойчив к коррозии. Этот материал используется для изготовления ножей, хирургических инструментов, насадок, подшипников и других предметов, для которых требуется, чтобы материал сохранял свою форму под давлением.

Дуплексная нержавеющая сталь

Дуплексная нержавеющая сталь демонстрирует как ферритные, так и аустенитные свойства. Мы предлагаем следующие марки дуплексной стали:

2205/2207 Нержавеющая сталь

2205 и 2207 — широко используемые марки дуплексной нержавеющей стали.Благодаря своей высокой прочности и коррозионной стойкости они часто используются в компонентах морской, химической, нефтяной и газовой промышленности.

Нержавеющая сталь с дисперсионным упрочнением

Нержавеющая сталь с дисперсионным упрочнением ценится за отличное соотношение прочности и веса. Кроме того, они могут подвергаться термической закалке, как мартенситная нержавеющая сталь, и обеспечивать коррозионную стойкость, аналогичную аустенитной нержавеющей стали.

13-8 Нержавеющая сталь

13-8 — это низкоуглеродистая нержавеющая сталь с высокой прочностью на разрыв и коррозионной стойкостью.Он часто встречается в компонентах самолетов и ядерном оборудовании.

15-5 Нержавеющая сталь

15-5 обладает исключительной коррозионной стойкостью и долговечностью. Он часто используется в аэрокосмической, химической, пищевой и металлообрабатывающей промышленности.

Нержавеющая сталь 17-4 / 17-4PH

Нержавеющая сталь 17-4PH содержит большее количество хрома и меди. Он исключительно прочен и устойчив к коррозии. Он используется в морских нефтегазовых установках и в переработке ядерных отходов.Его также можно найти в компонентах самолетов и автомобилей.

Нержавеющая сталь 17-4 аналогична 17-4PH, но при производстве проходит только один процесс термообработки. Таким образом, он более мягкий, но обычно используется в тех же приложениях.

Нержавеющая сталь для нужд вашего бизнеса

Нержавеющая сталь обладает рядом преимуществ, включая превосходные:

  • Коррозионная стойкость
  • Огнестойкость и жаропрочность
  • Ударопрочность
  • Отношение прочности к массе
  • Технологичность
  • Чистота

Эти характеристики в сочетании с низкой стоимостью, превосходным эстетическим внешним видом и большей экологичностью привели к тому, что нержавеющая сталь стала одним из наиболее часто используемых строительных материалов в самых разных отраслях промышленности.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

➤