- Градиране на стомана и чугун
- Устойчивост на корозия
- Топлинен удар и устойчивост на удар
- Как да разграничим чугуна от стомана?
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Чугунени и стоманени продукти на металургичната индустрия се използват както в ежедневието, така и в производството. И двата материала са уникални сплави на желязо и въглерод. Всеки знае, че желязото се добива от дълбините на Земята в огромни количества. Но в чистата му форма е невъзможно да се експлоатира, този елемент е твърде мек и поради това неподходящ за производството на високоякостни продукти. Следователно за промишлени, строителни и битови цели не се използва чисто желязо, а неговите производни, желязо и стомана. Каква е разликата между стоманата и чугуна?
Чугун и стомана са сплави на желязо и въглерод.
Разликата между тях се проявява в много качества, а общите елементи на производството не придават на материала еднакви характеристики.
Градиране на стомана и чугун
стомана
Схема за производство на стомана.
За производството на стомана желязото се смесва с въглерод и различни примеси. Предпоставка е съдържанието на въглерод не повече от 2% (увеличава силата), а желязото е не по-малко от 45%. Останалата част се състои от легиращи свързващи компоненти (хром, молибден, никел и др.). Хромът увеличава здравината на стоманата, нейната твърдост и устойчивост на износване. Никелът повишава якостта, здравината и твърдостта, повишава устойчивостта му на корозия и закаляемост. Силиция добавя сила, твърдост и еластичност към стоманата, намалява вискозитета му. Манганът подобрява заваряемостта и закаляемостта, а металургите отделят различни видове стомана. Класифицирайте ги според обема на напускащите елементи. Например, съдържанието на повече от 11% от легиращите метали дава високолегирана стомана. Има и:
- Нисколегирана стомана - до 4%.
- Средно легирана стомана - до 11%.
Механични свойства на стоманата.
По количеството въглерод стоманата се класифицира в:
- нисковъглероден метал - до 0.25% С;
- среден въглероден метал - до 0.55% С;
- въглероден метал - до 2% C.
Съставът на неметалните елементи (фосфиди, сулфиди) класифицира метал в:
- нормално;
- на качеството;
- високо качество;
- особено висококачествена стомана.
В резултат на това всички видове стомана са устойчива, устойчива на износване и устойчива на деформации сплав с точка на топене от 1450 до 1520 ° С.
Чугун
В производството на желязо, желязо и въглерод също са легирани. Основната разлика на желязото от стомана е съдържанието на последното в сместа. Тя трябва да бъде повече от 2%. В допълнение, сместа съдържа примеси: силиций, манган, фосфор, сяра и легиращи метали. Чугунът е по-крехък от стоманата и се разпада без видима деформация. Въглеродът в метала е представен от графит или цементит, докато обемът и формата на елемента дават дефиницията на сплавта:
Производство на чугун.
- Бял чугун, в който целият обем въглерод е представен от цементит. На почивката този материал е бял, много твърд, но крехък. Лесно се обработва и използва за производството на ковашки сортове.
- Сиво - въглеродът е представен от графит, който придава на материала пластичност. Меки, склонни към рязане, с ниска точка на топене.
- Дуктилен, който се получава от бяло желязо чрез специално отгряване (отпушване) в специални пещи за нагряване при температура от 950-1000 ° С. В същото време прекомерната крехкост и твърдост, характерни за белия чугун, са значително намалени. Въртеното желязо не е подправено, а името показва само неговата пластичност.
- Високоякостен чугун, съдържащ нодуларен графит, образуван по време на процеса на кристализация.
Количеството на въглерода в сплавта определя неговата точка на топене (колкото по-високо е съдържанието на елемента, толкова по-ниска е температурата и по-високата течливост при нагряване). Следователно, чугунът е течлив, не-пластичен, чуплив и трудно обработваем материал с точка на топене от 1150 до 1250 ° С.
Устойчивост на корозия
Получаване на желязо от руда.
Чугунът в процеса на употреба е покрит със суха ръжда отгоре. Това е така наречената химическа корозия. Мократа (електрохимична) корозия влияе по-бавно на чугуна, отколкото на стомана. Първоначално заключението предполага, че корозионната устойчивост на чугуна е много по-висока. В действителност, и двете от тези сплави са еднакво чувствителни към корозия, само за продукти от чугун, дължащи се на дебели стени, процесът отнема повече време. Това, например, може да обясни разликата в експлоатационния живот на котлите: стомана - от 5 до 15 години, чугун - от 30 години.
През 1913 г. Хари Бреари прави откритие в областта на металургията. Той откри, че стоманата с високо съдържание на хром има добра устойчивост на киселинна корозия. Така се появи неръждаема стомана. Тя също има своя собствена градация:
- Корозионноустойчивата стомана има устойчивост на корозия в елементарни промишлени и битови условия (нефт и газ, светлина, инженерна индустрия, хирургически инструменти, домакински неръждаеми съдове).
- Топлоустойчивата стомана е устойчива на високи температури и агресивни среди (химическа промишленост).
- Топлоустойчивата стомана се различава в увеличената механична издръжливост в условията на високи температури.
Топлинен удар и устойчивост на удар
Сравнителни показатели за желязо и стомана.
Чугун и стомана често се използват в производството на отоплителни котли. В този случай въпросът за устойчивостта на топлинен шок става особено важен. Ако студена вода попадне в неотопляемия чугунен котел, тя може да се напука. Стоманени продукти термичен шок не е ужасно. Стоманата е по-еластична и толерира температурни разлики. Но големи и чести температурни капки в стоманата допринасят за появата на "уморени" зони и, като резултат, на пукнатини на места, които са отслабени от заваряването.
Добрата пластичност прави стоманените изделия устойчиви на механични повреди. Крехкостта на чугуна неизбежно води до образуването на пукнатини при удар или изкривяване.
Сив чугун има по-равномерна структура, повишена пластичност и антикорозионни свойства, и е в състояние да издържа на големи температурни удари.
изводи:
- Чугунът е по-малко издръжлив и твърд от стомана.
- Стоманата е по-тежка и има по-висока точка на топене.
- По-ниското съдържание на въглерод в стоманата, за разлика от чугуна, позволява да се обработва по-лесно (варене, рязане, коване).
- По подобна причина продуктите от чугун се произвеждат само по метода на леене, докато стоманата може да се подправя и заварява.
- Стоманените продукти са по-малко порести от чугуна и поради това тяхната топлопроводимост е много по-висока.
- Продуктите, изработени от чугун, като правило, имат черен цвят и матова повърхност, докато стоманените са леки с блестяща повърхност.
Как да разграничим чугуна от стомана?
Начини за разграничаване:
- Според плътността на продукта. Необходимо е да се претегли обектът и да се определи колко вода ще измести. Плътността на стоманата е в диапазона от 7.7-7.9 g / cm³, сивото желязо - не надвишава 7.2 g / cm³. Този метод не е особено надежден, защото бялото чугун има плътност между 7.6 и 7.8 g / cm3.
- С помощта на магнит. Чугунът е магнитно по-лош от стомана. Недостатък на този метод е, че стоманата с високо съдържание на никел на практика не привлича магнит.
- Най-точен метод е да се определи чугунът с помощта на шлифовъчна машина и вида на произведените чипове. Тя трябва да вземе файл с малък прорез и да държи на повърхността на обекта няколко пъти. Образуваните стърготини трябва да се събират на хартия, да се сгъват два пъти и енергично да се търкат. Чугунът забележимо зацапва хартията, стоманата почти не оставя следи.
Можете да направите изводи за размера, формата и цвета на искрите, които се появяват по време на смилането. Колкото повече въглерод, толкова по-ярка и по-силна ще бъде снопът светложълти искри. Както вече знаем, чугунът съдържа въглерод повече от стомана. Също така, когато пробивате продукт с тънка сеялка, можете да определите материала по вида на чиповете. Чугунени стружки буквално ще се превърнат в прах в очите, стомана - ще приеме формата на усукана пружина.