Что крепче сталь или железо: Чем отличается сталь от железа

Что крепче сталь или железо

Содержание

1. Чугун
2. Сталь
3. Как написать хороший ответ?
4. Железо и сталь
5. Сплавы
6. Важнейшие металлы и сплавы
7. Переработка металлов

Основой для изготовления чугуна или стали служит железо. В природе это – металл с серебристым отливом, не имеющий достаточной твердости. Такой металл практически не используется в промышленности, а широкое применение получили различные сплавы железа.

Чугун и сталь – это сплавы железа с углеродом, но от содержания этих элементов и примесей будет зависеть качество металла.

Чугун

Чугун – первичный продукт металлургии. В его составе содержится углерода более 2% и значительное количество примесей, влияющих на свойства металла: марганец, фосфор, кремний, сера, легирующие добавки.

Чугун относят к хрупким металлам, его можно легко разбить на осколки при ударе, поэтому он менее практичен в обработке и применении. Вид углерода, содержащегося в чугуне, влияет на его свойства, поэтому различают несколько видов чугуна:

– серый, мягкий металл с низкой температурой плавления;

– белый, с повышенной твердостью, но хрупкий;

– ковкий, вторичный продукт белого чугуна;

Плотность чугуна составляет 7000 кг/м3.

Сталь

Процентное содержание углерода в сплаве не должно превышать отметку 2%, а железо составлять не менее 45%. Оставшиеся 53% могут содержать различные легирующие добавки и примеси, которые позволяют изменять его свойства.

Существует большое количество разновидностей и классификаций. В зависимости от количества связующих элементов различают:

Также различают по количеству углерода:

На качество металла влияет наличие неметаллических включений (оксиды, сульфиды, фосфиды) и существует классификация по качеству.

Общая характеристика это – металл, обладающий хорошей прочностью, износостойкостью, твердостью, пригоден для различных видов обработки. Плотность стали 7700 – 7900 кг/м3.

Не смотря, на большое количество разновидностей чугуна и стали, можно выделить основные параметры различия этих металлов:

– сталь обладает большей прочностью, пластичностью и твердостью;

– более пластична, поэтому хорошо поддается обработке (штамповке, ковке, прокатке, сварке), изделия из чугуна выполняют методом литья;

– чугун имеет меньшую стоимость;

– сталь имеет высокую теплопроводность, качество повышают методом закаливания, а чугун из-за пористости металла способен удерживать тепло;

– сплавы имеют различный удельный вес.

Металлургия поставляет на рынок сотни разновидностей того и другого сплава, которые имеют свои особенности и характеристики, но обязательными компонентами этих металлов являются железо и углерод. Поэтому сталь и чугун можно объединить в группу железоуглеродистых сплавов.

Вопрос по химии:

ПОЖАЛУЙСТА
Что прочнее и почему , железо или сталь?
Усиление благородных металлов в группе (Ag ,Ca,Zn), в чем проявляется его благородство?

Ответы и объяснения 1

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат – это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Химия.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи – смело задавайте вопросы!

Химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их составе и строении, их свойствах, зависящих от состава и строения, их превращениях, ведущих к изменению состава — химических реакциях, а также о законах и закономерностях, которым эти превращения подчиняются.

Железо и сталь — важнейшие металлы. Сталь получают из железа. Из нее делают множество предметов — от нефтяных вышек до канцелярских скрепок. Наряду с 80 чистыми металлами людям известно немало сплавов — смесей металлов, качества которых отличаются от качеств чистых металлов. Башенные краны, мосты, другие сооружения делают из стали, содержащей до 0,2% углерода. Углерод делает сталь прочнее, причем она сохраняет ковкость. Сталь покрывают краской для защиты от коррозии.

Железо и сталь

Железо — это элемент. Его добывают из руды — соединения железа с кислородом. Большая часть добытого железа идет на производство стали, сплава железа с углеродом. Наиболее распространенные железные руды: магнетит(вверху) и гематит(внизу). Железо добывается из руды в доменных печах. Этот процесс называется плавкой. В печи через слой железной руды, известняка и кокса продувают очень горячий воздух. Кокс представляет собой почти чистый углерод, его получают нагреванием угля. Углерод кокса соединяется с кислородом, образуя моноксид углерода, который затем «вытягивает» кислород из руды, оставляя чистое железо, и образует диоксид углеро­да. Это пример реакций восстановления. Руда, кокс и известняк поступают в печь. Известняк реагирует с имеющимися в руде примесями, образуя шлак. Внутри печи раскаленный воздух реагирует с углеродом. Образуется моноксид углерода. При этом температура в печи повышается до 2000°С. Затем оксид углерода реагирует с кислородом руды, восстанавливая ее до железа. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Его используют в строительстве дорог. В конце расплавленное железо выводится наружу. Доменная печь непрерывно функционирует 10 лет, пока её стенки не начнут разрушаться. Высота доменной печи 30 метров, толщина её стен 3 метра.

Железо, получаемое из руды, содержит углерод (около 4%) и другие примеси, в частности серу. Примеси делают желе­зо хрупким, поэтому большую его часть перерабатывают в сталь. При этом из железа удаляют­ся примеси. В стальных скрепках около 0,08% углерода. Инструменты делают из стали, содержащей хром, ванадий и до 1% углерода. Сталь получают при воздействии на расплавленное железо кислорода. Часто в железо добавляют небольшое количество стального лома. Кислород реагирует с углеродом, содержащимся в железе, при этом образуется моноксид углерода, используемый как топливо. После очистки в стали остается не более 0.04% углерода; его количество зависит от марки стали. Сталь получают также путем переплавки стального лома в дуговой электропечи. Для получения стали расплавленное железо и стальной лом заливают в печь, называемую конвертером. В конвертер под высоким давлением закачивается почти чистый кислород. При его реакции с углеродом получается моноксид углерода (см. так же статью «Химические реакции«). Другой способ получения стали — переплавка стального лома в дуговой электропечи. Мощный электрический ток (см. статью «Электричество«) расплавляет лом. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Его используют в строительстве дорог.

Сплавы

Сплавом называется смесь двух или бо­лее металлов или металла и иного вещества. Так, латунь — это сплав меди и цинка. Латунь прочнее меди, ее легко обрабатывать, и она не подвержена коррозии. В чистых металлах атомы «упакованы» в тесные ряды (рис. слева). Ряды могут скользить относительно друг друга, что делает металл мягким. При резких сдвигах рядов металл ломается. В сплаве другие атомы укрепляют металл (см. рис. справа), т.к. сдвиг рядов уже невозможен. Поэтому сплавы прочнее чистых металлов.

Многие металлы сами по себе чересчур мягкие, чтобы их можно было использовать, зато их сплавы могут выдерживать большое давление и высокие температу­ры (см. статью «Тепло и температура«). Сталь — это сплав железа и углерода, неметалла. Добавляя небольшие количества других металлов, можно получить разновидности стали. Ножи и вилки делают из нержавеющей стали — сплава стали, хрома и никеля. Сплавы стали с марганцем чрезвычайно прочны и используются в промышленности для изготовления режущих инструментов. Алюминиево-магниевые сплавы лег­ки, прочны и не подвержены коррозии. Из них делают велосипеды и самолеты (см. статью «Полет«).

Важнейшие металлы и сплавы

Алюминий. Очень легкий серебристо-белый металл, не подверженный коррозии. Его получают из бокситов путем электролиза. Из алюминия делают электропровода, самолеты, корабли (см. статью «Плавучесть«), автомобили, банки для напитков, фольгу для приготовления пищи. Алюминиевые банки для напитков очень легкие и прочные.

Латунь. Ковкий сплав меди и цинка. Из латуни делают украшения, орнаменты, музыкальные инструменты, винты, кнопки для одежды.

Бронза. Известный с древнейших времен ковкий, не подверженный коррозии сплав меди и олова.

Кальций. Мягкий серебристо-белый металл. Входит в состав известняка и мела, а также костей и зубов животных. Кальций в человеческом организме содержится в костях и зубах. Он использует­ся в производстве цемента и высоко качественной стали.

Хром. Твердый серый металл. Ис­пользуется в производстве нержавеющей стали. Хромом покрывают металлические изделия в защитных целях и для придания им зеркального блеска.

Медь. Ковкий красноватый металл. Из меди делают электропровода, резервуары для горячей воды. Медь входит в со­став латуни, бронзы, мельхиора.

Мельхиор. Сплав меди и никеля. Из него делают почти все «серебряные» монеты.

Золото. Мягкий неактивный ярко-желтый металл. Используется в электронике и в ювелирном деле.

Железо. Ковкий серебристо-белый ферромагнетик. Добывается в основном из руды в доменных печах. Используется в инженерных конструкциях, а также в производстве стали и сплавов. В нашей крови тоже есть железо.

Свинец. Тяжелый ковкий ядовитый синевато-белый металл. Добывается из минерала гале­нита. Из свинца делают электрические батареи, крыши и экраны, защищающие от рентгеновских лучей.

Магний. Легкий серебри­сто-белый металл. Горит ярко-белым пламенем. Используется для сигнальных огней и фейерверков. Входит в состав легких сплавов. В праздничных ракетах есть магнии и другие металлы.

Ртуть. Тяжелый серебристо-белый ядовитый жидкий металл. Используется в термометрах, входит в состав зубной амальгамы и взрывчатых веществ.

Платина. Ковкий се­ребристо-белый неактивный металл. Ис­пользуется в качестве катализатора, а так­же в электронике и в производстве ювелирных изделий. Платина не вступает в реакции. Из нее делают украшения.

Плутоний. Радиоактивный металл. Образуется в ядерных реакторах при бомбардировке урана и используется в производстве ядерного оружия (см. статью «Ядерная энергия и радиоактивность«).

Калий. Легкий серебристый металл. Очень химически активен. Калиевые соединения входят в состав удобрений.

Серебро. Ковкий серовато-белый металл. Хорошо проводит тепло и электричество. Из него дела­ют украшения и столовые приборы. Входит в состав фотоэмульсии (см. статью «Фотография и фотоаппараты«).

Припой. Сплав олова и свинца. Плавится при сравнительно низкой температуре. Используется для спайки проводов в электронике.

Натрий. Мягкий серебристо-белый хими­чески активный металл. Входит в состав поваренной соли. Используется в производстве натриевых ламп и в химической промышленности.

Сталь. Сплав железа с углеродом. Широко применяется в промышленности. Нержа­веющая сталь — сплав стали с хромом — не подвержена коррозии и используется в авиакосмической индустрии (см. статью «Ракеты и космические аппараты«).

Олово. Мягкий ковкий серебристо-белый металл. Слоем олова сталь защищают от коррозии. Входит в состав таких сплавов, как бронза и припой.

Титан. Прочный белый ковкий металл, не подверженный коррозии. Из титановых сплавов делают космические аппараты, са­молеты, велосипеды.

Вольфрам. Твердый серовато-белый металл. Из него изготавливают нити ламп накаливания и детали электронных приборов. Из стали с Нить вольфрамом делают накаливания режущие инструменты.

Уран. Серебристо-белый радиоактивный металл, источник ядерной энергии. При­меняется при создании ядерного оружия.

Ванадий. Твердый ядовитый белый металл. Придает прочность стальным сплавам. Используется как катализатор при производстве серной кислоты.

Цинк. Синевато-белый металл. Добывает­ся из цинковой обманки. Используется для гальванизации железа, производства электробатареек. Входит в состав латуни.

Переработка металлов

Переработка — это повторное использование сырья, способ сохранить природные ресурсы. Металлы легко поддаются переработке, т.к. их можно переплавить и получить металл такого же качества, как и тот, что получается непосредственно из руды. Переплавлять сталь и алюминий несложно и выгодно. Медь, олово, свинец также подвергают­ся переплавке. Железные и стальные предметы можно извлечь из кучи отходов при помощи сильного магнита. Большую часть стали для переработки добывают из старых автомобилей и станков, но часть ее получают из фабричных металлических опилок и даже бытовых отходов. Стальной лом смешивают с расплавленным железом и получают новую сталь.

Алюминий — не ферромагнетик, но алюминиевые отходы можно отделить от железного лома при помощи электромагнита. Больше половины банок для напитков делают из алюминия, полученного пу­тем переработки. Чтобы узнать, сделана банка из стали или алюминия, возьми магнит. К стальной банке он прилипнет, а к алюминиевой — нет. Переработка металлолома требует значительно меньше энергии, чем получение металла из руды, и отходов при переработке меньше. Теоретически металл можно перерабатывать сколько угодно раз. Для переработки алюминиевых банок необходимо в 20 раз меньше энергии, чем для производства нового алюминия.

Железо сталь и прочие металлы

Железо и сталь — важнейшие металлы. Сталь получают из железа. Из нее делают множество предметов — от нефтяных вышек до канцелярских скрепок. Наряду с 80 чистыми металлами людям известно немало сплавов — смесей металлов, качества которых отличаются от качеств чистых металлов. Башенные краны, мосты, другие сооружения делают из стали, содержащей до 0,2% углерода. Углерод делает сталь прочнее, причем она сохраняет ковкость. Сталь покрывают краской для защиты от коррозии.

Железо и сталь

Железо — это элемент. Его добывают из руды — соединения железа с кислородом. Большая часть добытого железа идет на производство стали, сплава железа с углеродом.

Наиболее распространенные железные руды: магнетит(вверху) и гематит(внизу). Железо добывается из руды в доменных печах. Этот процесс называется плавкой. В печи через слой железной руды, известняка и кокса продувают очень горячий воздух. Кокс представляет собой почти чистый углерод, его получают нагреванием угля. Углерод кокса соединяется с кислородом, образуя моноксид углерода, который затем «вытягивает» кислород из руды, оставляя чистое железо, и образует диоксид углеро­да. Это пример реакций восстановления. Руда, кокс и известняк поступают в печь. Известняк реагирует с имеющимися в руде примесями, образуя шлак. Внутри печи раскаленный воздух реагирует с углеродом. Образуется моноксид углерода. При этом температура в печи повышается до 2000°С. Затем оксид углерода реагирует с кислородом руды, восстанавливая ее до железа.

Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Его используют в строительстве дорог. В конце расплавленное железо выводится наружу. Доменная печь непрерывно функционирует 10 лет, пока её стенки не начнут разрушаться. Высота доменной печи 30 метров, толщина её стен 3 метра.

Железо, получаемое из руды, содержит углерод (около 4%) и другие примеси, в частности серу. Примеси делают желе­зо хрупким, поэтому большую его часть перерабатывают в сталь. При этом из железа удаляют­ся примеси. В стальных скрепках около 0,08% углерода. Инструменты делают из стали, содержащей хром, ванадий и до 1% углерода. Сталь получают при воздействии на расплавленное железо кислорода. Часто в железо добавляют небольшое количество стального лома. Кислород реагирует с углеродом, содержащимся в железе, при этом образуется моноксид углерода, используемый как топливо. После очистки в стали остается не более 0.04%   углерода; его количество зависит от марки стали. Сталь получают также путем переплавки стального лома в дуговой электропечи. Для получения стали расплавленное железо и стальной лом заливают в печь, называемую

конвертером. В конвертер под высоким давлением закачивается почти чистый кислород. При его реакции с углеродом получается моноксид углерода (см. так же статью «Химические реакции«). Другой способ получения стали — переплавка стального лома в дуговой электропечи. Мощный электрический ток (см. статью «Электричество«) расплавляет лом. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Его используют в строительстве дорог.

Сплавы

Сплавом называется смесь двух или бо­лее металлов или металла и иного вещества.

Так, латунь — это сплав меди и цинка. Латунь прочнее меди, ее легко обрабатывать, и она не подвержена коррозии. В чистых металлах атомы «упакованы» в тесные ряды (рис. слева). Ряды могут скользить относительно друг друга, что делает металл мягким. При резких сдвигах рядов металл ломается. В сплаве другие атомы укрепляют металл (см. рис.

справа), т.к. сдвиг рядов уже невозможен. Поэтому сплавы прочнее чистых металлов.

Многие металлы сами по себе чересчур мягкие, чтобы их можно было использовать, зато их сплавы могут выдерживать большое давление и высокие температу­ры (см. статью «Тепло и температура«). Сталь — это сплав железа и углерода, неметалла. Добавляя небольшие количества других металлов, можно получить разновидности стали. Ножи и вилки делают из нержавеющей стали — сплава стали, хрома и никеля. Сплавы стали с марганцем чрезвычайно прочны и используются в промышленности для изготовления режущих инструментов. Алюминиево-магниевые сплавы лег­ки, прочны и не подвержены коррозии. Из них делают велосипеды и самолеты (см. статью «Полет«).

Алюминий. Очень легкий серебристо-белый металл, не подверженный коррозии. Его получают из бокситов путем электролиза. Из алюминия делают электропровода, самолеты, корабли (см. статью «Плавучесть«), автомобили, банки для напитков, фольгу для приготовления пищи.

Алюминиевые банки для напитков очень легкие и прочные.

Латунь. Ковкий сплав меди и цинка. Из латуни делают украшения, орнаменты, музыкальные инструменты, винты, кнопки для одежды.

Бронза. Известный с древнейших времен ковкий, не подверженный коррозии сплав меди и олова.

Кальций. Мягкий серебристо-белый металл. Входит в состав известняка и мела, а также костей и зубов животных. Кальций в человеческом организме содержится в костях и зубах. Он использует­ся в производстве цемента и высоко качественной стали.

Хром. Твердый серый металл. Ис­пользуется в производстве нержавеющей стали. Хромом покрывают металлические изделия в защитных целях и для придания им зеркального блеска.

Медь. Ковкий красноватый металл. Из меди делают электропровода, резервуары для горячей воды. Медь входит в со­став латуни, бронзы, мельхиора.

Мельхиор. Сплав меди и никеля. Из него делают почти все «серебряные» монеты.

Золото. Мягкий неактивный ярко-желтый металл. Используется в электронике и в ювелирном деле.

Железо. Ковкий серебристо-белый ферромагнетик. Добывается в основном из руды в доменных печах. Используется в инженерных конструкциях, а также в производстве стали и сплавов. В нашей крови тоже есть железо.

Свинец. Тяжелый ковкий ядовитый синевато-белый металл. Добывается из минерала гале­нита. Из свинца делают электрические батареи, крыши и экраны, защищающие от рентгеновских лучей.

Магний. Легкий серебри­сто-белый металл. Горит ярко-белым пламенем. Используется для сигнальных огней и фейерверков. Входит в состав легких сплавов. В праздничных ракетах есть магнии и другие металлы.

Ртуть. Тяжелый серебристо-белый ядовитый жидкий металл. Используется в термометрах, входит в состав зубной амальгамы и взрывчатых веществ.

Платина. Ковкий се­ребристо-белый неактивный металл. Ис­пользуется в качестве катализатора, а так­же в электронике и в производстве ювелирных изделий. Платина не вступает в реакции. Из нее делают украшения.

Плутоний. Радиоактивный металл. Образуется в ядерных реакторах при бомбардировке урана и используется в производстве ядерного оружия (см. статью «Ядерная энергия и радиоактивность«).

Калий. Легкий серебристый металл. Очень химически активен. Калиевые соединения входят в состав удобрений.

Серебро. Ковкий серовато-белый металл. Хорошо проводит тепло и электричество. Из него дела­ют украшения и столовые приборы. Входит в состав фотоэмульсии (см. статью «Фотография и фотоаппараты«).

Припой. Сплав олова и свинца. Плавится при сравнительно низкой температуре. Используется для спайки проводов в электронике.

Натрий. Мягкий серебристо-белый хими­чески активный металл. Входит в состав поваренной соли. Используется в производстве натриевых ламп и в химической промышленности.

Сталь. Сплав железа с углеродом. Широко применяется в промышленности. Нержа­веющая сталь — сплав стали с хромом — не подвержена коррозии и используется в авиакосмической индустрии (см. статью «Ракеты и космические аппараты«).

Олово. Мягкий ковкий серебристо-белый металл. Слоем олова сталь защищают от коррозии. Входит в состав таких сплавов, как бронза и припой.

Титан. Прочный белый ковкий металл, не подверженный коррозии. Из титановых сплавов делают космические аппараты, са­молеты, велосипеды.

Вольфрам. Твердый серовато-белый металл. Из него изготавливают нити ламп накаливания и детали электронных приборов. Из стали с Нить вольфрамом делают накаливания режущие инструменты.

Уран. Серебристо-белый радиоактивный металл, источник ядерной энергии. При­меняется при создании ядерного оружия.

Ванадий. Твердый ядовитый белый металл. Придает прочность стальным сплавам. Используется как катализатор при производстве серной кислоты.

Цинк. Синевато-белый металл. Добывает­ся из цинковой обманки. Используется для гальванизации железа, производства электробатареек. Входит в состав латуни.

Переработка металлов

Переработка — это повторное использование сырья, способ сохранить природные ресурсы. Металлы легко поддаются переработке, т.к. их можно переплавить и получить металл такого же качества, как и тот, что получается непосредственно из руды. Переплавлять сталь и алюминий несложно и выгодно. Медь, олово, свинец также подвергают­ся переплавке. Железные и стальные предметы можно извлечь из кучи отходов при помощи сильного магнита. Большую часть стали для переработки добывают из старых автомобилей и станков, но часть ее получают из фабричных металлических опилок и даже бытовых отходов. Стальной лом смешивают с расплавленным железом и получают новую сталь.

Алюминий — не ферромагнетик, но алюминиевые отходы можно отделить от железного лома при помощи электромагнита. Больше половины банок для напитков делают из алюминия, полученного пу­тем переработки. Чтобы узнать, сделана банка из стали или алюминия, возьми магнит. К стальной банке он прилипнет, а к алюминиевой — нет. Переработка металлолома требует значительно меньше энергии, чем получение металла из руды, и отходов при переработке меньше. Теоретически металл можно перерабатывать сколько угодно раз. Для переработки алюминиевых банок необходимо в 20 раз меньше энергии, чем для производства нового алюминия.

Сталь прочнее железа?

Хотя часто считается, что термообработанная сталь прочнее ненагретого железа, это не всегда так.

Предел упругости и предел прочности при растяжении материала определяют его прочность.

Прочность на растяжение стали ниже при 30 тысяч фунтов на квадратный дюйм, чем у железа при 20 тысяч фунтов на квадратный дюйм, в то время как предел упругости железа выше при 20 тысяч фунтов на квадратный дюйм.

Но предел упругости стали может достигать 45 тысяч фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от того, как она была изготовлена.

Эластичность стали подразумевает, что, несмотря на более низкую прочность на растяжение по сравнению с железом, она может выдерживать большее напряжение до разрыва, потому что может растягиваться сильнее.

Металлы, такие как железо и сталь, имеют много общего. В стали немного больше углерода, чем в чистом железе, так как это сплав.

Сталь становится более прочной по мере увеличения содержания углерода.

В результате сталь прочнее железа, поскольку содержит больше углерода, что позволяет ей выдерживать большее давление, чем железо.

Сталь – это металл с долгой историей использования. Его часто принимают за железо, однако на самом деле оно прочнее железа.

Сталь часто используется в производстве автомобилей и мостов из-за ее превосходной прочности по сравнению с другими металлами.

Железо, напротив, слабее стали и не имеет многих практических применений в современном обществе.

Когда дело доходит до того, что прочнее сталь или железо, возникает много недоразумений.

В результате мы рассмотрим качества нескольких металлов, чтобы определить, какой из них самый прочный.

Железо и сталь – в чем разница?

Поскольку железо является элементом, это единственное реальное различие между ним и сталью, которая представляет собой сплав железа и углерода.

Некоторые люди могут подумать, что «кованое железо» относится к стали, поскольку «обработанное» означает кованое, однако это неверно.

Эти названия использовались еще до того, как стали производить изделия из железа в промышленных масштабах.

Сначала железо было очищено от руды с использованием основного метода, который производил отливку, изобилующую изъянами и примесями.

«Кованое железо» было создано термомеханическим процессом ковки чугуна, что сделало его более эффективным конструкционным материалом.

История производства железа

Плавка, представляющая собой процесс нагревания железосодержащей руды для извлечения и плавления элемента, была переименована, когда производство железа превратилось из ремесленного производства в промышленное производство.

Слитки, также известные как «слитки», использовались для производства жидкого железа после того, как оно было отделено и расплавлено, и полученный продукт был «сырым железом».

Прежде чем перейти к следующему этапу, свиноматок разрезали на более мелкие части. Название «чугун» происходит от фразы «свиноматки», которая со временем превратилась в более мелких «свиней».

Пробелы и примеси в «чугуне» дробил и рассеивал кузнец, когда ковал крошечные слитки, нагретые в горне.

Если примеси не могут быть устранены, по крайней мере, они могут быть рассеяны таким образом, чтобы не разрушать структуру элементарного металла в процессе ковки.

Атомный номер железа 26, что делает его блестящим и пластичным металлом. Он имеет хромированный вид, который улавливает много света.

Ферромагнитный металл, железо имеет сильное магнитное поле и притягивает другие ферромагнитные металлы.

Железо является жизненно важным минералом, без которого нельзя обойтись. Основные минералы, такие как витамины, необходимы для здорового питания.

Железо является важным компонентом для синтеза человеческого гемоглобина при пероральном приеме.

Гемоглобин, основной компонент эритроцитов, катализируется главным образом минералом.

Допустим, в вашем рационе не хватает железа. Как следствие, у вас может развиться железодефицитная анемия, заболевание, при котором ваш организм не может производить достаточное количество эритроцитов.

Обогащенные каши и обогащенный хлеб являются двумя примерами продуктов, богатых железом, которые можно употреблять в умеренных количествах.

Создание стали

Чтобы сделать сплав, известный как сталь, в расплавленное железо было введено минимальное количество углерода.

Кристаллическая структура железа разрушается и искажается рассеянными атомами углерода, что улучшает механические характеристики материала.

Ключевым этапом в обеспечении изменения литой структуры исходного слитка, обеспечении однородности механических качеств за счет диспергирования групп примесей или легирующих элементов и дробления незанятых участков, ослабляющих конечное изделие, является термомеханическая обработка типа ковки.

Ковка также вызывает рекристаллизацию сплава, что приводит к микроструктуре с «мелким зерном». Это улучшает прочность стали на растяжение и усталостную прочность.

Железо и углерод являются основными компонентами стали, сплава черных металлов. Сталь часто считают металлом, однако это не всегда так. Несмотря на то, что оно имеет характеристики, сравнимые с металлами, это вещество действительно относят ученые к сплаву.

Элементы, из которых состоят металлы, присутствуют в природе, тогда как сплавы состоят из множества других элементов и компонентов, которых нет.

Например, железо является природным элементом. На самом деле это самый распространенный элемент на планете. Сталь, с другой стороны, представляет собой синтетический сплав, образованный соединением железа и углерода, и поэтому не встречается ни во внешнем, ни во внутреннем ядре Земли.

Вся сталь состоит из железа и углерода, однако не все стали одинаковы. Железо и сталь можно отличить только по наличию углерода. Сталь состоит примерно из 2,14% углерода по весу.

Это крошечное количество углерода, но оно оказывает большое влияние на физический мир. В отличие от чистого железа, сталь более долговечна и более устойчива к износу. Как и железо, сталь не является минералом, необходимым для ее производства. По этой причине сталь не нужна в вашем рационе.

В отличие от железа сталь представляет собой не чистый металл, а смесь металлов и сплавов. Железо — это природный металлический элемент, который можно найти во всем мире. Сталь, с другой стороны, представляет собой синтетический сплав, созданный путем сплавления железа с углеродом.

Сталь против. Свойства железа

Многие разновидности железа тверже стали (предел текучести и предел прочности при растяжении), а сталь прочнее железа в обеих этих категориях (часто измеряется вязкостью разрушения). Стали с добавками углерода менее 0,5% по массе являются наиболее распространенными.

Сталь становится хрупкой, когда содержание углерода увеличивается до более высокого процента. Марганец, кремний, фосфор и сера также часто входят в состав стали.

Стали с пометкой «легированная сталь» могут включать дополнительные элементы, такие как никель, хром, молибден и ванадий. Хром входит в состав нержавеющей стали, обычной низкоуглеродистой стали.

Стальной сплав выигрывает от включения любого элемента, независимо от того, насколько малым является его количество.

Стальной сплав, состоящий в основном из железа, может быть превращен в один из самых полезных материалов, когда-либо созданных, если тщательно контролировать формулу и правильно обрабатывать материал.

Сравнение железа и стали

Когда вы думаете об Эйфелевой башне, здании Капитолия и Статуе Свободы, вы будете думать о железе.

Когда дело доходит до земной коры, железо является четвертым наиболее распространенным металлом по весу.

Помимо того, что это один из самых прочных и дешевых металлов, он был жизненно важным строительным камнем промышленной революции, а также важным компонентом жизни растений и животных.

Существует множество применений стали, когда она сочетается с различными уровнями углерода, например, разделочные доски, боевые корабли, небоскребы и космические ракеты, все из которых производятся людьми.

Узнайте больше о том, почему эти два исключительных материала так популярны!

На что похоже железо?

Принято считать железо твердым, мощным металлом, способным поддерживать мосты и здания, но это вовсе не чистое железо. Скорее, у нас есть сплавы железа (черные металлы, смешанные с углеродом и другими элементами), которые мы вскоре обсудим более подробно. Чистое железо, с другой стороны, это совсем другая история.

Для начала подумайте о физических и химических свойствах вещества (как оно сочетается и реагирует с другими элементами и соединениями).

Физические свойства

Чистое железо представляет собой серебристо-белый металл, с которым легко работать, формировать и резать ножом. Железо может быть заковано в листы или вытянуто в проволоку несколькими способами.

При намагничивании железо очень хорошо проводит электричество и тепло, что делает его отличным проводником и того, и другого.

Химические свойства

Из-за фундаментальной слабости Wen как строительного материала железо быстро взаимодействует с кислородом (чешуйчатый красновато-коричневый оксид, который мы называем ржавчиной) с образованием чешуйчатого красновато-коричневого оксида, который мы называем ржавчиной.

Существует множество дополнительных реакций, которые железо может вступать с другими элементами, от углерода до серы, кремния и галогенов, таких как хлор.

«Железо (II)» и «Железо (III)» — это древние названия «железо» и «железо» соответственно, но вы можете заменить «железо (II)» и «железо (III)» соответственно, в составных именах.

• +2 – валентность (комбинационная способность) железа в соединениях железа II. Есть несколько примеров, в том числе оксид железа (II) (FeO), который используется в качестве пигмента; FeCl2, «железная настойка»; и сульфат железа (II) (FeSO4), который является ключевым красящим ингредиентом (FeSO4).
• Валентность соединений железа (III) равна +3. Хлорид железа (III) (FeCl3) и оксид железа (III) (Fe2O3) являются двумя примерами соединений железа (III), которые используются в широком диапазоне промышленных процессов, включая производство многочисленных промышленных химикатов.
• Соединения, содержащие железо II и III, могут существовать одновременно. Железо (II), железо (III) и цианид являются компонентами пигмента краски, известного как берлинская лазурь, которая имеет химическую формулу Fe4[Fe(CN)6].

Откуда берется железо?

Железо из-за его высокой реакционной способности по отношению к кислороду никогда не добывается в чистом виде, несмотря на то, что это второй по распространенности металл и четвертый по распространенности элемент в земной коре (хотя иногда обнаруживаются метеориты, содержащие образцы чистого железа). Большая часть железа, «попавшего» в Землю, находится в форме оксидов, таких как алюминий (соединения железа и кислорода). Есть семь первичных руд (сырье земли, необработанные материалы), которые включают оксиды железа:

• Железная руда (наиболее распространенная)
• Лимонит — это минерал (также называемый бурой рудой или болотным железом)
• Магнетит Гетит Гетит Гетит (черная руда; магнитный тип оксида железа, также называемый магнетитом)
• Пирит
• Таконит сидерита (сочетание гематита и магнетита).

Железо можно найти в различных рудах. Например, гематит и магнетит содержат примерно 70 % железа, лимонит — 60 %, пирит и сидерит — 50 %, а таконит — только 30 %.

Ежегодно добывается в общей сложности 1000 миллионов метрических тонн железной руды, при этом Китай производит немногим более половины этого общего количества за счет подземной и открытой добычи.

Типы железа

Чтобы быть полезным, железо должно быть смешано с другими элементами (особенно углеродом) для создания более прочных форм металла, таких как сталь, которые более устойчивы к износу и менее подвержены ржавчина.

Сталь представляет собой сплав железа с содержанием углерода до 2 %, тогда как другие виды железа имеют содержание углерода 2–4 %.

Помимо железа и стали, существует множество дополнительных легирующих элементов, которые можно добавлять в железо и сталь.

Чугунный чугун

Чугунный чугун — это общий термин для крупных формованных кусков необработанного железа, которые являются основной формой его производства.

Чугун производится путем сжигания железной руды (богатой оксидом железа) в доменной печи, промышленном камине, имеющем форму цилиндра, в который при частых «взрывах» впрыскиваются большие потоки горячего воздуха.

Например, доменная печь высотой от 30 до 60 метров (от 100 до 200 футов) может перевозить до сотни грузовиков с сырьем и может работать без остановок в течение многих лет без остановки. или остывает.

Внутри печи железная руда химически соединяется с коксом (богатый углеродом тип угля) и известняком.

Шлак (отходы добычи железной руды) образуется, когда известняк и кокс работают вместе для удаления других минеральных компонентов (таких как глина и мелкие камни) из железной руды с целью получения почти чистого оксида железа.

Сплавы из доменной печи содержат от 90 до 95 процентов железа и от 3 до 4 процентов углерода, в зависимости от используемой руды. Другие компоненты руды могут включать следы марганца и кремния.

Чугун намного прочнее чистого железа, но для большинства распространенных задач его все же недостаточно.

Чугун

Среди самых примечательных железных конструкций в мире — здание Капитолия в Вашингтоне, округ Колумбия, с чугунным куполом весом 4 041 146 кг (8,909 200 фунтов стерлингов).

По большей части под чугуном понимается жидкое железо, которое заливают в форму и дают ему остыть и затвердеть в окончательную структурную конструкцию, такую ​​как труба, шестерня или большая балка огромного стального моста.

Поскольку чугун обычно переплавляют для производства стали, а не отливают, формы, используемые для его литья, примитивны.

Чугун также исключительно твердый и хрупкий из-за высокого содержания углерода (от 3% до 4%). Крупные кристаллы углерода, содержащиеся в чугуне, препятствуют перемещению кристаллов железа.

По этой причине чугун имеет два основных недостатка: во-первых, он очень твердый и хрупкий, а во-вторых, очень легко ржавеет.

Важно знать, что чугун бывает разных цветов, в том числе белый и серый (назван в честь окраски готового изделия, вызванной поведением углерода внутри него).

Кованое железо

После того, как жидкий сплав железа в форме остынет, он принимает свою окончательную форму и становится чугуном. Шлак и жидкое железо смешиваются вместе, чтобы создать кованое железо, которое представляет собой совершенно другой вид металла (остатки).

В конечном продукте значительно меньше углерода. В результате кованое железо мягче чугуна, что облегчает формование и меньше подвержено ржавчине, а также меньше подвержено коррозии.

Поскольку большинство предметов, когда-то созданных из кованого железа, теперь изготавливаются из стали, которая дешевле и, как правило, более высокого качества, кованое железо больше не производится в промышленных масштабах.

До середины 19 века, когда стало возможным массовое производство стали, большинство людей использовали кованое железо.

Типы стали

Сталь, легированная железом, во многом похожа на литье и кованое железо, но, в отличие от этих других форм, содержит меньше углерода в своем составе и обычно дополняется дополнительными металлами.

Мы говорим о стали так, как если бы она была металлом сама по себе — более гладким, более современным «сыном железа», который взял на себя семейный бизнес!!

Однако важно помнить о двух вещах.

Прежде всего, сталь состоит в основном из железа.

Существуют буквально сотни различных сортов стали, каждый из которых специально создан экспертами по материалам для выполнения конкретной задачи в чрезвычайно сложных условиях.

Последнее различие, которое необходимо сделать, заключается в том, что когда мы говорим о стали, мы обычно имеем в виду один из четырех типов стали: углеродистая, легированная, инструментальная и нержавеющая (или хром-никель-хром-никель-никель-никель-никель) . Легированные стали, углеродистые стали, инструментальные стали и нержавеющие стали — все это сплавы, и эти термины могут сбивать с толку, поскольку все они включают углерод.

Углеродистая сталь

Около 80–90 % стали, производимой каждый день, — это то, что мы называем углеродистой сталью, несмотря на то, что она содержит менее 1 % углерода.

Углеродистая сталь, с другой стороны, представляет собой простую сталь. Из-за своего сходства с чугуном стали с содержанием углерода около 1–2 процентов называются «высокоуглеродистыми сталями», тогда как стали с содержанием углерода менее 1 процента или «мягкие стали» более щадящие.

Углеродистая сталь используется во всем: от автомобилей и военных кораблей до стальных банок и компонентов двигателей.

Легированные стали

В легированную сталь к железу и углероду добавляют различные вещества, чтобы придать ей дополнительную прочность и коррозионную стойкость.

Легированные стали имеют явное преимущество перед обычными углеродистыми сталями из-за включения этих дополнительных элементов.

Иными словами, легированные стали имеют тенденцию быть более прочными, более устойчивыми к растяжению и более устойчивыми, чем углеродистые стали.

Инструментальная сталь

Легированные стали, используемые для изготовления инструментов, штампов и компонентов машин, называются инструментальными сталями, потому что они очень твердые.

Такие добавки, как никель, молибден или вольфрам, придают им большую прочность и износостойкость.

Кроме того, инструментальные стали могут быть сделаны более прочными с помощью процесса, называемого «отпуском», который включает сначала нагрев до высокой температуры, затем быстрое охлаждение, а затем повторный нагрев.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь чаще всего используется в предметах повседневного обихода, таких как столовые приборы и ножницы, а также в медицинском оборудовании. С точки зрения коррозионной стойкости хром и никель присутствуют в высоких концентрациях в нержавеющих сталях. Их также очень легко чистить, полировать и стерилизовать.

Поскольку атомы хрома вступают в реакцию с кислородом воздуха, образуя своеобразный внешний слой, который защищает хрупкие атомы железа внутри, они устойчивы к коррозии.

Изготовление стали из железа

Для удаления части углерода и (необязательно) замены одного или нескольких дополнительных элементов из чугуна (помните: это сплав железа, содержащий до 4% углерод). Три наиболее распространенных метода производства стали:

• Для производства стали используется контейнер в форме яйца, называемый кислородной печью, который идентичен обычной доменной печи, но может вращаться в одну сторону, так что готовый металл может выливаться на другую сторону. Вместо тяги воздуха из доменной печи чистый кислород подается по трубопроводу в форме фурмы. Бессемеровский процесс, установленный сэром Генри Бессемером для легированных сталей в 1850-х годах, служит основой конструкции.
• Метод, известный как «регенеративный мартеновский», представляет собой вариант названия «мартеновый». Железная руда, стальной лом и чугун сжигаются вместе с известняком в большом огне, образуя единую расплавленную массу. Чтобы получить сталь, необходимо добавить больше чугуна, нежелательный углерод взаимодействует с кислородом, а примеси удаляются в виде шлака. Когда железо имеет правильное содержание углерода для производства определенной формы стали, квалифицированные сотрудники берут пробы и продолжают процесс.
• Процесс в электропечи: никто не готовит ужин на открытом огне, так зачем кому-то производить сталь таким грубым способом? Это идея электрической печи, которая плавит чугун или стальной лом с помощью электрической дуги (в основном больших искр). Электрические печи часто используются для производства легированных, углеродистых и инструментальных сталей с более высокими характеристиками, поскольку они более точны.

В чем разница между железом и сталью?

В чем разница между железом и сталью?

Эти два термина взаимозаменяемы, но означают ли они одно и то же? Краткий ответ, нет.

Железо, химический элемент с символом FE, является четвертым по весу наиболее распространенным элементом в земной коре, и считается, что ядро ​​Земли состоит в основном из железа. Сталь — это сплав, который состоит из двух или более различных элементов, одним из которых является железо. Продолжаем читать для углубленного сравнения между железом и сталью.

Каково происхождение железа и стали?

Железо является важным фактором во многих сферах жизни: от жизненно важного элемента для производства стали до производства хлорофилла в растениях и даже переноса кислорода в крови. История считает, что железо использовалось более 5000 лет. Но, согласно Live Science, «часть самого раннего железа, известного человечеству, упала с неба».

Сталь представляет собой сплав железа и углерода, и ее можно проследить на 4000 лет до начала железного века. Хотя мы не можем приписать создание стали одному человеку, история говорит нам, что в 13 веке до нашей эры кузнецы открыли возможности железа. Сегодня существует два процесса производства стали. Первая – доменная печь, вторая – электродуговая печь (ЭДП). Как правило, сталь содержит до 2 процентов углерода. Сталь может использоваться для создания различных типов сплавов, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами. Есть пять других сплавов: хром, молибден, ванадий, марганец и никель.

Добавление хрома для создания нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь — универсальный металл, обеспечивающий превосходную прочность и защиту от ржавчины по доступной цене. Хром добавляют в сталь выше 11% для создания нержавеющей стали, создавая защитный слой.

Добавление ванадия для создания более прочной и легкой стали.

Знаете ли вы, что Генри Форд добавлял ванадий в сталь на шасси автомобиля Model T 1908 года? Согласно Vanadiumprice.com, «двадцать лет назад ванадий не использовался в автомобилях по сравнению с примерно 45 процентами сегодня. По оценкам, к 2025 году 85 процентов всех автомобилей будут включать ванадий из сплава для снижения их веса, тем самым повышая их топливную экономичность».

Что такое Чугун?

Чугун также известен как неочищенное железо. Это творение железной руды, древесного угля и известняка, плавящихся вместе под высоким давлением воздуха. Это промежуточный продукт, из которого можно сделать кованое железо или сталь. Чугун имеет очень высокое содержание углерода, выше 2%.

Чем отличаются свойства: сталь и железо?

Есть ли разница в прочности между сталью и железом?

Да, сталь прочнее железа; Сталь имеет более низкое содержание углерода, что увеличивает прочность. Кроме того, сталь более податлива и с меньшей вероятностью изгибается и деформируется со временем, что делает ее подходящей заменой в строительстве и инфраструктуре.

Есть ли разница в коррозии между сталью и железом?

И сталь, и железо ржавеют при контакте с водой или воздухом. Коррозия возникает, когда поверхность подвергается воздействию кислорода, образуя ржавчину.

Сталь покрыта цинком для предотвращения коррозии.

Цинк реагирует с кислородом при контакте с атмосферой, образуя оксид цинка, который реагирует с диоксидом углерода с образованием карбоната цинка. В результате во многих случаях он останавливает дальнейшую коррозию, защищая сталь от элементов.

В чем разница в долговечности между сталью и железом?

Сталь очень прочная и может выдерживать суровые условия. Кроме того, поскольку это сплав (связанный с железом и углеродом), он имеет преимущество в местах с сильным ветром, более высокими температурами и частыми штормами.

Железо является пористым материалом, что делает его восприимчивым к плесени, ржавчине и другим формам окисления.

Эти формы окисления снижают долговечность железа, в результате чего материал гниет, скручивается или трескается.

Сталь или железо более универсальны?

Если вам нужна универсальность, правильным выбором будет сталь. Сталь можно формовать, сгибать, формовать и резать в соответствии с конкретной имплантацией.

Чистое железо — мягкий материал, что делает его непригодным для многих применений. Для использования в инфраструктуре или строительстве чистое железо должно стать сплавом.

Есть ли разница в цвете между сталью и железом?

Обычно сталь имеет серебристый цвет; однако эти изменения зависят от сплавов и покрытий.

Железо, встречающийся в природе элемент, имеет серебристо-серый цвет.

Каковы некоторые типичные области применения стали?

Три важных области применения стали включают здания и инфраструктуру, механическое оборудование и автомобилестроение.

Каковы некоторые типичные области применения железа?

Железо используется в трех основных областях: в качестве основного компонента металлов и сплавов, магнитов и готовых металлических изделий.

Alliance Steel является ведущим поставщиком плоского стального проката, переработчиком рулонов и дистрибьютором материалов, предназначенным для удовлетворения различных производственных потребностей во многих отраслях промышленности. Уже более 20 лет мы являемся лидером в области поставок плоского проката и лидера в области обработки рулонов.

В мае 2020 года мы переехали в Гэри, штат Индиана, стратегически расположившись рядом со значительными автомагистралями, заводами и портами. Есть также два дополнительных места продаж на Среднем Юге (Атланта и Мемфис).

Наше предприятие площадью 300 000 квадратных футов с регулируемой температурой оснащено полным набором железнодорожных услуг, несколькими продольно-резательными станками, в том числе линией толстой колеи, многочисленными волоконными лазерами, мультизаготовкой, обрезкой по заданной длине, правкой носилок и металлургическими возможностями.