Какой сплав называется сталью – . .

Содержание

История изобретения стали | Великие открытия человечества

Сталь — важнейший продукт металлургии железа, представляющий собой сплав железа с углеродом. Уже в VII веке до нашей эры кельты научились получать железо из железной руды. Руду нагревали в открытой печи, используя пламя древесного угля. В результате получался твердый чугун. Однако из-за высокого содержания углерода чугун был хрупкий и непригодный для ковки. Если уменьшить процентное содержание углерода до 2,14%, то получится твердый и крепкий сплав, которому можно придавать различные формы путем ковки и штамповки. Это и была сталь, из которой стали производить инструменты, все виды оружия и различные детали машин. Для снижения содержания углерода и прочих ненужных примесей чугун вновь нагревается до жидкого состояния и подвергается фришеванию. Качества стали улучшаются с добавлением легирующих элементов. Сплав железа (не менее 45%), углерода и легирующих элементов называют легированной сталью.

Но прежде, чем получить стальные изделия, следовало совершить множество трудоемких операций. Вначале из железной руды выплавляли чугун, который превращали в мягкое железо. Полученную железную крицу подвергали длительной проковке, в результате получали нужную стальную деталь, либо только заготовку, которую окончательно обрабатывали на металлорежущих станках. Изначально избыточное количество углерода удаляли из чугуна путем кричного передела. Процесс происходил в открытой печи (кричном горне). На горящий древесный уголь помещали чушки чугуна. Путем вдувания горячего воздуха очищали расплавленный чугун от излишнего углерода. Расплавленный металл собирался на поду горна. Происходило дополнительное удаление углерода путем окисления железистого шлака. Образовавшуюся кашицу (крицу) подвергали ковке для удаления шлака.

Кричный передел существовал с XIV века, в 1784 году английским металлургом Г. Кортом была предложена новая технология получения стали — пудлингование. Согласно этой технологии, чугун плавился в специальной пудлинговой печи без контакта с топливом. Пудлинговая печь позволила заменить дорогостоящий древесный уголь на менее дорогой — каменный. Расплавленный чугун доводили до тестообразного состояния. С целью увеличения доступа кислорода расплавленную массу перемешивали металлическими штангами. Дальше тестообразную крицу проковывали. Правда, процесс получения стали таким методом был трудоемким, медленным и дорогим.

Бессемер усовершенствовал этот процесс и в 1856 году продемонстрировал конвертер, предназначенный для получения жидкой стали. Выходящий из доменной печи чугун поступал в конвертер — резервуар, на дне которого имелись отверстия для подачи воздуха. Благодаря подвижным опорам конвертер можно было свободно перемещать из горизонтального положения в вертикальное, когда он будет наполнен. Кислород воздуха, вдуваемый через нижние отверстия, соединяется с углеродом, выделяемым при нагревании из чугуна. Когда процесс закончен, конвертер занимает горизонтальное положение и в нем образуется железо, в которое добавляют примеси. Получается сталь, содержащая низкий процент кислорода. Весь процесс занимал мало времени, за 20 минут получалось столько же стали, сколько бы пудлинговая печь выдала за целый день.

В 1864 году был изобретен мартеновский способ выплавки стали, основанный на сходном принципе. Оба способа получили широкое распространение и позволили получать сталь в неограниченных количествах. Однако они не позволяли получить руду высокого качества из руды, которая содержала фосфор и серу. В 1878 году С. Томас решил эту проблему, добавив в конвертер 10-15% извести. Образовывающиеся шлаки удерживали фосфор и он выгорал с другими ненужными примесями. Полученная сталь была очень высокого качества. Уже в первые несколько лет после применения бессемеровского и мартеновского способов получения высококачественной стали ее выпуск вырос во всем мире на 60%.

mirnovogo.ru

Ответы@Mail.Ru: Что такое сталь?

Сталь (от нем. Stahl[1]) — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (и другими элементами) , характеризующийся эвтектоидным превращением. Содержание углерода в стали не более 2,14 %, но не менее 0,022 %.[источник? ] Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется содержащий не менее 45 % железа сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь) . В древнерусских письменных источниках сталь именовалась специальными терминами: «Оцел» , «Харолуг» и «Уклад» . В некоторых славянских языках и сегодня сталь называется «Оцел» , например в чешском. Сталь — важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей народного хозяйства. Стали с высокими упругими свойствами находят широкое применение в машино- и приборостроении. В машиностроении их используют для изготовления рессор, амортизаторов, силовых пружин различного назначения, в приборостроении — для многочисленных упругих элементов: мембран, пружин, пластин реле, сильфонов, растяжек, подвесок. Пружины, рессоры машин и упругие элементы приборов характеризуются многообразием форм, размеров, различными условиями работы. Особенность их работы состоит в том, что при больших статических, циклических или ударных нагрузках в них не допускается остаточная деформация. В связи с этим все пружинные сплавы кроме механических свойств, характерных для всех конструкционных материалов (прочности, пластичности, вязкости, выносливости) , должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям. В условиях кратковременного статического нагружения сопротивление малым пластическим деформациям характеризуется пределом упругости, при длительном статическом или циклическом нагружении — релаксационной стойкостью. [2]

сплав металлов

сплав железа с углеродом

Сталь-это сплав железа с, если не ошибаюсь, углеродом

это типа сплав железа с углеродом если углерода больше 4 процентов примерно это чугун

сплав железа с высоким содержанием углерода.

Это основа твоего мозга.. . Раз такие вопросы задаешь…

Объясню понятнее. Сталь — сплав железа с углеродом (обычно 2% углерода).

Сталь — это самый распространенный сплав в промышленности

touch.otvet.mail.ru

Какая разница между железом, металом и сталью ???

Металл — это вещество, обладающее высокой электрической проводимостью и характерным блеском, а также характерной для металлов зернистой структурой, и еще пластичностью, во. Металлов много: железо, медь, никель, золото, серебро, натрий, литий, алюминий (см. таблицу Менделеева). Железо — это химический элемент (Fe). Он является металлом, как и алюминий, и все остальные металлы. Сталь — это сплав железа с углеродом. В природе нет чистого железа. Также нет ни одного изделия из чистого железа. Все трубы, ложки, вилки, конструкции. Если содержание углерода в сплаве не более 2.5 %(точно не помню) — такой сплав называется сталью. Больше — называется чугуном.

в содержании углерода

железо — этопрежде всего название химического элемента, металл — характеристика химического элемента, а сталь — это смесь железа с чем-то,кажется!

Ну какая-какая… Сталь — сплав, металл — общая характеристика группы элементов, а железо — конкретный представитель этой группы.

ну насколько помню химию, металлы это простое вещество, к ним относят и железо, а сталь это сложное, т.е. сплав железа с углеродом(до 17%)

Химия рулит… Нда… как бы так ответить, чтоб не травмировать твой мозг: железо -это Fe, Fe пренадлежит группе элементов-Металлов, а сталь это вообще-то сплав.

Железо -химический элемент…смотри таблицу Менделеева))…сплав-это соединение различных металлов и др. химических элементов…металл- это группа хим элементов обладающие определенными химическими свойствами…например способностью намагничиваться и окисляться…но опять же не все…ртуть вообще в твердое состояние перевести тяжело…ввиду оччень низкой температуры кристаллизации

Сталь это сплав железа с углеродом и еще какими то добавками-железо это химическии элемент-чистый без примесей.Чистое железо очень дорогое.Металлы -все химические элементы включенные в эту группу таблицей Менделеева.

Все уже сказано А чистое железо-не кричное а реликт..где то было обнаружено.Типа инопланетное.И не ржавеет вроде

Ответ прост: 1. Железо Fe — земельный элемент, входит в состав таблицы Менделеева. 2. Металл — сплав, в основе которого может лежать железо, медь, алюминий …Данный сплав как правило имеет различные добавки и компоненты: молибден, хром, ванадий, марганец, углерод …-задачи этих добавок — придать сплаву определенные физ. и хим. свойства. Сплав получается в процессе плавления при определенной температуре. 3. Сталь — ето сплав железа и углерода с содержанием последнего <2% Чугун — ето сплав железа и углерода с содержанием последнего >2%

Ну, научную сторону вопроса уже до меня вскрыли совершенно исчерпывающе, поэтому добавлю стишок, который много лет назад был опубликован в какой-то газете. У нас на работе его очень любят и часто поминают (память народная сохранила только две строки) : И мелодично пел весь рейс Стальной чугун железных рельс.

Как много еще осталось металлургов! Жуть!

Первое — частный случай второго (железо — один из металлов, есть и другие металлы, например, олово, медь) . Третье — частный случай первого (сталь — одна из технических форм железа, сплав, есть и другие, например, чугун).

«Металл» — группа химических элементов, в которую входит и «железо» «сталь» сплав железа с углеродом (содержание углерода не более 2%) В обиходе простым языком любое из этих слов может означать одно и то же.

Металлы это вещества, обладающие металлическим блеском, ковкостью и они проводят эл. ток. Примеры металлов: железо, медь, магний, алюминий, золото, калий… Железо — это чистый чёрный металл. Сталь — это сплав железа и углерода, один из чёрных металлов. Больше углерода: сталь твёрже и хрупче, меньше углерода: сталь более ковкая и пластичная.

как мы предпологаем что железо и металл одно и тоже ( ну тоесть одиноково)

touch.otvet.mail.ru

Жаростойкие сплавы. Специальные стали и сплавы. Производство и использование жаростойких сплавов

Современную промышленность невозможно представить без такого материала, как сталь. С ней мы сталкиваемся практически на каждом шагу. С помощью введения в ее состав различных химических элементов можно значительно улучшить механические и эксплуатационные свойства.

Что такое сталь

Сталью называется сплав, который имеет в своем составе углерод и железо. Также такой сплав (фото расположено ниже) может иметь примеси других химических элементов.

Выделяют несколько структурных состояний. Если содержание углерода находится в пределах 0,025-0,8%, то данные стали называются доэвтектоидными и имеют в своей структуре перлит и феррит. Если сталь заэвтектоидная, то можно наблюдать перлитную и цементитную фазы. Особенностью ферритной структуры является большая пластичность. Цементит же обладает немалой твердостью. Перлит образуют обе предыдущие фазы. Он может иметь зернистую форму (по зернах феррита располагаются включения цементита, которые имеют круглую форму) и пластинчатую (обе фазы имеют вид пластин). Если сталь нагревается выше той температуры, при которой происходят полиморфные модификации, то структура изменяется на аустенитную. Данная фаза имеет повышенную пластичность. Если содержание углерода превышает 2,14%, то такие материалы и сплавы называют чугунами.

Виды стали

В зависимости от состава сталь может быть углеродной и легированной. Содержание углерода меньше 0,25% характеризует низкоуглеродистую сталь. Если его количество достигает 0,55%, то можно говорить о среднеуглеродистом сплаве. Сталь, которая в своем составе имеет больше 0,6% углерода, называется высокоуглеродистой. Если при том, как изготовляется сплав, технология подразумевает введение специфических химических элементов, то данная сталь называется легированной. Введение различных компонентов значительно меняет ее свойства. Если их количество не превышает 4%, то сплав низколегированный. Среднелегированная и высоколегированная сталь имеет соответственно до 11% и больше 12% включений. В зависимости от того, в какой сфере применяются стальные сплавы, выделяют такие их виды: инструментальные, конструкционные и специальные стали и сплавы.

Технология изготовления

Процесс выплавки стали довольно трудоемкий. Он включает в себя несколько этапов. Прежде всего, необходимо сырье – железная руда. Первый этап включает нагрев до определенной температуры. При этом происходят окислительные процессы. На втором этапе температура становится значительно выше. Процессы окисления углерода проходят более интенсивно. Возможно дополнительное обогащение сплава кислородом. Ненужные примеси удаляются в шлак. Следующий шаг направлен на удаление кислорода из стали, так как он существенно снижает механические свойства. Это может проводится диффузионным или осаждающим способом. Если процесс раскисления не происходит, то получаемая сталь называется кипящей. Спокойный сплав газы не выделяет, кислород удаляется полностью. Промежуточное положение занимают полуспокойные стали. Производство сплавов железа происходи в мартеновских, индукционных печах, кислородных конвертерах.

Легирование стали

Для того чтобы получить те или иные свойства стали, в ее состав вводят специальные легирующие вещества. Основными преимуществами такого сплава являются повышенная стойкость к различным деформациям, надежность деталей и прочих конструкционных элементов значительно возрастает. При закалке снижается процент трещин и других дефектов. Нередко такой метод насыщения разными элементами используется для придания стойкости к химической коррозии. Но имеется и ряд недостатков. Они требуют дополнительной обработки, высока вероятность появления флокенов. К тому же возрастает и стоимость материала. Наиболее распространенные легирующие элементы – хром, никель, вольфрам, молибден, кобальт. Область их применения довольно велика. Это и машиностроение, и изготовление деталей трубопроводов, электростанций, авиация и многое другое.

Понятие жаропрочности и жароустойчивости

Под понятием жаропрочности подразумевается способность металла или сплава сохранять все свои характеристики при работе в высоких температурах. В такой среде часто наблюдается газовая коррозия. Поэтому материал должен обладать и стойкостью к ее действию, то есть быть жаростойким. Таким образом, характеристика сплавов, которые используются при значительной температуре, должна включать оба этих понятия. Только тогда такие стали обеспечат необходимый ресурс работы для деталей, инструментов и других конструкционных элементов.

Особенности жаропрочной стали

В случаях, когда температура достигает больших значений, требуется применение сплавов, которые не будут разрушаться и поддаваться деформации. В этом случае используют жаростойкие сплавы. Рабочая температура для таких материалов – выше 500ºС. Немаловажными моментами, характеризующими подобные стали, являются высокий предел выносливости, пластичность, которая сохраняется долгое время, а также релаксационная устойчивость. Существует ряд элементов, способных значительно повысить стойкость к высоким температурам: кобальт, вольфрам, молибден. Обязательным компонентом является и хром. Он не столько влияет на прочность, как повышает окалиностойкость. Также хром препятствует коррозийным процессам. Еще одна важная характеристика сплавов подобного типа – медленная ползучесть.

Классификация жаропрочных сталей за структурой

Жаропрочные и жаростойкие сплавы бывают ферритного класса, мартенситного, аустенитного и с феритно-мартенситной структурой. Первые имеют в своем составе около 30% хрома. После специальной обработки структура становится мелкозернистой. Если температура нагрева превышает 850ºС, то зерна увеличиваются, и такие жаростойкие материалы приобретают хрупкость. Мартенситный класс характеризуется таким содержанием хрома: от 4% до 12%. Также в незначительных количествах может присутствовать никель, вольфрам и другие элементы. Из них изготовляют детали турбин, клапанов в автомобилях. Стали, которые имеют в своей структуре мартенсит и феррит, подходят для работы при постоянных высоких температурах и длительной эксплуатации. Содержание хрома достигает 14%. Аустенит получается при введении в жаропрочные сплавы никеля. Стали с подобной структурой имеют множество марок.

Сплавы на основе никеля

Никель обладает целым рядом полезных свойств. Он положительно влияет на обрабатываемость стали (как в горячем, так и в холодном состоянии). Если деталь или инструмент предназначены для работы в агрессивной среде, то легирование данным элементом существенно повышает стойкость против коррозии. Жаростойкие материалы на основе никеля разделяют на такие группы: жаропрочные и собственно жаростойкие. Последние должны иметь также минимальные жаропрочные характеристики. Рабочие температуры достигают 1200ºС. Дополнительно вводят хром или титан. Характерно, что стали, легированные никелем, имеют небольшое количество таких примесей, как барий, магний, бор, поэтому границы зерен более упрочнены. Жаропрочные сплавы такого типа выпускаются в виде поковок, проката. Также возможен отлив деталей. Основная область их применения – изготовление элементов газовых турбин. Жаростойкие сплавы на основе никеля имеют в составе и до 30% хрома. Они достаточно хорошо поддаются штамповке, свариванию. К тому же, окалиностойкость находится на высоком уровне. Это дает возможность использовать их в газопроводных системах.

Жаропрочная сталь, легированная титаном

Титан вводится в небольшом количестве (до 0,3%). В таком случае он повышает прочность сплава. Если его содержание значительно выше, то некоторые механические свойства ухудшаются (твердость, прочность). А вот пластичность при этом возрастает. Это облегчает обработку стали. При введении титана вместе с другими компонентами можно существенно повысить жаропрочные характеристики. Если есть необходимость работы в агрессивной среде (особенно в том случае, когда конструкция подразумевает сваривание), то легирование данным химическим элементом является оправданным.

Кобальтовые сплавы

Большое количество кобальта (до 80%) идет на производство таких материалов, как жаропрочные и жаростойкие сплавы, так как в чистом виде он редко применяется. Его введение повышает пластичность, а также стойкость при работе с высокими температурами. И чем она выше, тем выше количество кобальта, введенного в сплав. В некоторых марках его содержание достигает 30%. Еще одна характерная черта подобных сталей – улучшение магнитные свойства. Однако в связи с большой стоимостью кобальта, его применение довольно ограничено.

Влияние молибдена на жаропрочные сплавы

Данный химический элемент существенно влияет на прочность материала при высоких температурах.

Особенно эффективно его применение вместе с другими элементами. Он значительно повышает твердость стали (уже при содержании 0,3%). Предел прочности также возрастает. Еще одна положительная черта, которую имеют жаропрочные сплавы, легированные молибденом – большая степень сопротивления окислительным процессам. Молибден способствует измельчению зерна. Недостатком является затруднение проведения сварки.

Другие специальные стали и сплавы

Для выполнения тех или иных заданий требуются материалы, которые обладают определенными свойствами. Таким образом, можно говорить об использовании специальных сплавов, которые могут быть как легированными, так и углеродными. В последней набор требуемых характеристик достигается за счет того, что изготовление сплавов и их обработка происходит за специальной технологией. Еще специальные сплавы и стали разделяют на конструкционные и инструментальные. Среди основных задач для подобного типа материалов можно выделить следующие: стойкость к процессам коррозии и износу, возможность работы в агрессивной среде, повышенные механические характеристики. В эту категорию относятся и жаростойкие стали и сплавы с высокой рабочей температурой, и криогенные стали, которые способны выдерживать до -296ºС.

Инструментальная сталь

Для изготовления инструментов в производстве используется специальная инструментальная сталь. Ввиду того, что условия работы их разные, материалы также подбираются индивидуально. Так как требования к инструментам достаточно высоки, то и характеристика сплавов для их производства соответственная: они должны быть без сторонних примесей, включений, процесс раскисления хорошо проведен, а структура однородная. Для измерительных приборов очень важно иметь стабильные параметры и противодействовать изнашиванию. Если говорить о режущих инструментах, то они работают в условиях повышенных температур (имеет место нагревание кромки), постоянного трения и деформации. Поэтому для них очень важно сохранять первичную твердость при нагревании. Еще один вид инструментальной стали – быстрорежущая. В основном, она легируется вольфрамом. Твердость сохраняется до температуры около 600ºС. Существуют также и штамповые стали. Они предназначены как для горячего, так и для холодного деформирования.

Область применения сплавов специального назначения

Отраслей, в которых применяются сплавы с особенными характеристиками, множество. Ввиду своих улучшенных качеств, они являются незаменимыми в машиностроении, строительстве, нефтяной промышленности. Жаропрочные и жаростойкие сплавы применяются при изготовлении деталей турбин, запчастей для автомобилей. Стали, которые обладают высокими антикоррозийными характеристиками, незаменимы для производства труб, игл карбюраторов, дисков, всевозможных элементов химической промышленности. Рельсы для железной дороги, ковши, гусеницы для транспорта – основой для всего этого являются износостойкие стали. В массовом производстве болтов, гаек и других подобных деталей используются сплавы автоматные. Рессоры должны быть достаточно упругими и износостойкими. Поэтому материалом для них является пружинная сталь. Для улучшения данного качества они дополнительно легируются хромом, молибденом. Все специальные сплавы и стали с набором определенных характеристик позволяют снизить стоимость деталей там, где раньше применялись цветные металлы.

fb.ru

Наиболее распространенные сплавы.Их состав

Латунь	Цинк 35—10%, медь 65-90%	Машиностроение, декоративные изделия
Бронза обыкновенная (оловянная)	Цинк 2% олово 6%, медь 92%	Машиностроение, декоративные изделия
Бронза алюминевая	Алюминий 10% медь 90%	Машиностроение, декоративное литье
Бронза монетная	Цинк 1% олово 4% медь 95%	Чеканка монет, медалей
Амальгама зубная	Медь 30% ртуть 70%	Зубные пломбы
Дуралюмин	Магний 0,5% марганец 0,5% медь 5% алюминий 94%	Авиастроение
Золото монетное	Медь 10% золото 90%	Чеканка монет
Золото зубное	Серебро 28—14% медь 14-28% золото 58%	Зубные протезы
Свинец аккумуляторный	Сурьма 6% свинец 94%	Аккумуляторные пластины
Манганин	Никель 1,5% марганец 16% медь 82,5%	Проволока и ленты для электротехнический промышленности
Нихром	Хром 20% никель 80%	Нагревательные элементы, проволока для электротехнической промышленности
Посудное олово	Олово 80% свинец 20%	Кухонная утварь
Серебро монетное	Медь 10% серебро 90%	Чеканка монет
Припой	Олово 50% свинец 50%	Пайка железных предметов
Сталь нержавеющая	Никель 8—20% хром 10-20% железо 80—60%	Кухонная утварь
Сталь арматурная	Никель 1—4% хром 0,5-2% железо 98—95%	Железобетон
Сталь инструментальная	Хром 2—4% молибден 6-7% железо 95—90%	Инструменты

abakbot.ru