Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Produkty metalurgii żelaza są szeroko stosowane w wielu sektorach gospodarki narodowej, a metal żelazny jest zawsze poszukiwany w budownictwie i inżynierii. Metalurgia rozwija się z powodzeniem przez długi czas dzięki wysokiemu potencjałowi technicznemu. Najczęściej używane w produkcji iw życiu codziennym wyrobów żelaznych i stalowych.
Żeliwo i stal należą do grupy metali żelaznych, materiały te są unikalne pod względem właściwości stopów żelaza z węglem. Jakie są różnice między stalą a żeliwem, ich główne właściwości i właściwości?
Stal i jej główne cechy
Stal to zdeformowany stop żelaza z węglem, który zawsze wynosi maksymalnie 2%, a także inne elementy. Węgiel jest ważnym składnikiem, ponieważ nadaje wytrzymałość stopom żelaza, jak również twardości, zmniejszając w ten sposób miękkość i plastyczność. Elementy stopowe są często dodawane do stopu, co ostatecznie daje stopową i wysokostopową stal, gdy skład stanowi nie mniej niż 45% żelaza i nie więcej niż 2% węgla, pozostałe 53% stanowią dodatki.
Stal jest najważniejszym materiałem w wielu gałęziach przemysłu, jest stosowana w budownictwie, a wraz ze wzrostem poziomu technicznego i ekonomicznego kraju rośnie również skala produkcji stali. W starożytności mistrzowie stosowali wytapianie tygla do produkcji staliwa, a taki proces był nieefektywny i czasochłonny, ale stal wyróżniała się wysoką jakością.
Z biegiem czasu zmieniły się procesy produkcji stali, tygiel zastąpiono metodami produkcji stali Bessemer i martenowskiego, co umożliwiło rozpoczęcie masowej produkcji staliwa. Następnie zaczęli wytapiać stal w piecach elektrycznych, po czym wprowadzono proces konwertorowy, pozwalający na produkcję wysoce czystego metalu. Ze względu na liczbę i rodzaje składników spoiwa stal może być:
- Niski stop
- Średni stop
- Wysokostopowy
W zależności od zawartości węgla jest to:
- Niski poziom węgla
- Średni węgiel
- Wysoka zawartość węgla.
Metal często zawiera związki niemetaliczne - tlenki, fosforki, siarczki, ich zawartość różni się jakością stali, istnieje pewna klasyfikacja jakości.
Gęstość stali wynosi 7700-7900 kg / m3, a ogólna charakterystyka stali składa się z takich wskaźników jak wytrzymałość, twardość, odporność na zużycie i przydatność do przetwarzania różnych typów. W porównaniu z żeliwem stal ma większą plastyczność, wytrzymałość i twardość. Ze względu na plastyczność jest łatwy w obróbce, stal ma większą przewodność cieplną, a jej jakość jest wzmocniona przez hartowanie.
Pierwiastki takie jak nikiel, chrom i molibden są składnikami stopowymi, z których każdy daje własne właściwości. Dzięki chromowi stal staje się mocniejsza i twardsza, wzrasta jej odporność na zużycie. Nikiel daje również wytrzymałość, a także wytrzymałość i twardość, zwiększa jego właściwości antykorozyjne i hartowność. Krzem zmniejsza lepkość, a mangan poprawia jakość spawalności i kalcynacji.
Wszystkie istniejące rodzaje stali mają temperaturę topnienia od 1450 do 1520 o C i są odpornymi na zużycie i odpornymi na odkształcenia stopami metali.
Żeliwo i jego główne cechy
Podstawą produkcji żelaza jest również żelazo i węgiel, ale w przeciwieństwie do stali, jest w niej więcej węgla, a także innych zanieczyszczeń w postaci metali stopowych. Jest kruchy i zapada się bez widocznej deformacji. Węgiel jest tutaj grafitem lub cementytem, a ze względu na zawartość innych pierwiastków żelazo dzieli się na następujące odmiany:
Biały - tam, gdzie cementyt jest liderem w większości, ten materiał ma biały kolor, gdy jest uszkodzony. Ten składnik jest jednocześnie kruchy i twardy. Jest łatwy w obsłudze, co daje plastyczność żeliwa.- Szary - w tej odmianie duży udział grafitu, dzięki czemu żelazo jest plastyczne. Gotowe żeliwo ma niską temperaturę topnienia, jest miękkie, łatwiejsze do cięcia.
- Sferoidalny - uzyskuje się przez wypalanie białego żeliwa, jest on dręczony w specjalnych piecach grzewczych w temperaturze 950-1000 o C. Twardość i kruchość właściwa dla białego żeliwa są zmniejszone, nie jest kuta, ale staje się bardziej ciągliwa.
- Wysokowytrzymały stop żeliwa - zawiera sferyczny grafit, który powstaje podczas krystalizacji.
Temperatura topnienia żeliwa zależy od jego zawartości węgla, im bardziej jest w składzie stopu, tym niższa temperatura, a jego płynność wzrasta podczas ogrzewania. To sprawia, że metal jest nieciągliwy, płynny i kruchy i trudny do obróbki. Jego temperatura topnienia waha się od 1160 do 1250 o C.
Właściwości korozyjne żeliwa są wyższe, ponieważ narażone są na suchą rdzę podczas użytkowania, nazywaną korozją chemiczną. Korozja na mokro wpływa również na żeliwo wolniej niż stal. Te cechy doprowadziły do odkrycia w metalurgii - zaczęli wytapiać stal o wysokiej zawartości chromu. To tutaj pochodzi stal nierdzewna.
Podsumuj
Opierając się na ich licznych cechach, możemy powiedzieć o żeliwie i stali, jaka jest różnica między nimi:
Stal jest mocniejsza i twardsza niż żeliwo.- Stal ma wyższą temperaturę topnienia, jest cięższa.
- Niższy procent zawartości węgla w stali ułatwia proces, ułatwia cięcie, kucie i gotowanie.
- Z tego powodu produkty żeliwne mogą być odlewane, a stal może być spawana lub kuta.
- Wyroby stalowe są mniej porowate niż żeliwo, więc mają wyższą przewodność cieplną.
- Różnią się również kolorem, stal jest lekka i błyszcząca, a żeliwo jest ciemniejsze z matową powierzchnią.
- Koszt stali jest zawsze wyższy niż żeliwa.
Można stwierdzić, że stal i żeliwo łączą w sobie zawartość węgla i żelaza, ale ich właściwości są różne i każdy ze stopów ma swoje własne właściwości.