Серед металів, вироблених в одному технологічному процесі виділяються одні з найпоширеніших - сталь і чавун. При тому, що один робиться в результаті переробки іншого, ці метали істотно відрізняються один від одного, як за своїм складом, так і по використанню в економіці.
Як варять сталь
Сталлю називають залізо-вуглецевий сплав, в якому вміст вуглецю не перевищує 3,4 відсотків. Звичайний показник - в межах 0,1-2,14%. Він знижує пластичні характеристики стали, при цьому роблячи її твердіше і міцніше. У легованої і високолегованої міститься більше 45% заліза. Пружність стали визначає її затребуваність при створенні машинобудівної продукції, в першу чергу силових пружин і ресор, амортизаторів, підвісок, розтяжок та інших пружних частин.
Незалежно від форм і умов експлуатації пружних частин машин, механізмів і приладів, у них є спільне чудову властивість. Воно полягає в тому, що, не дивлячись на великі ударні, періодичні та статичні навантаження у них немає залишкової деформації.
Стали класифікують відповідно до їх призначення, хімічним складом, структурою і якістю. Категорій призначень стали безліч, в тому числі такі як:
- інструментальні.
- конструкційні.
- нержавіючі.
- жароміцні.
- Стійкі до наднизьких температур.
Стали можуть відрізнятися за змістом в них вуглецю, від низьковуглецевих, в яких його до 0,25%, до високовуглецевих з 0,6-2%. У легованих може бути від 4 до 11 і вище відсотків відповідних добавок. Залежно від змісту різних домішок вони класифікуються на стали зі звичайними якостями, високоякісні і володіють особливо високими якостями.
При її виробництві головне - домогтися зниження до необхідного рівня вмісту сірки і фосфору, що роблять метал ламким і крихким. При цьому застосовуються різні способи, окислення вуглецю, які можуть бути мартенівським, конверторним і електротермічним. При мартенівському способі необхідно багато теплової енергії, яка виділяється при спалюванні газу або мазуту. За допомогою електрики нагріваються дугові або індукційні печі. Для конвертерного варіанти зовнішнього джерела тепла не потрібно. Тут зазвичай розплавлений чавун відділяється від домішок шляхом продування через нього кисню.
Сировиною для виробництва сталі служить металом, переробний чавун, добавки, що утворюють шлаки і забезпечують легування стали. Сам процес плавки може проводитися в різних варіантах. Трапляється, що він починається в мартенівської печі, а закінчується в електричної. Або для того, щоб вийшла сталь, стійка проти корозії, вона після плавлення в електропечі зливається в конвертер. У ньому вона продувається киснем і аргоном для мінімізації вмісту вуглецю. Плавиться сталь при температурі 1450-1520 ° C.
Як отримують чавун
Сплав заліза з вуглецем також може іменуватися чавуном. Однак на відміну від сталі, в ньому має бути не менше 2,14% вуглецю, який придає цьому дуже твердому матеріалу високу крихкість, При цьому він стає менш пластичним і в'язким. Залежно від змісту в ньому цементиту і графіту чавун може називатися білим, сірим, ковким і високоміцним.
перший містить 4,3-6,67% вуглецю. Він світло-сірий на зламі. Використовують його переважно для отримання ковких чавунів із застосуванням технології відпалу. Сірим називається чавун по сірому кольору його зламу через наявність графіту в пластинчастому вигляді і наявності кремнію. В результаті тривалого відпалу білого чавуну виходить чавун ковкий. У нього підвищена пластичність і в'язкість, удароустойчивость і велика міцність. З нього виготовляють складні деталі для машин і механізмів. Його маркують літерами "К" і "Ч", після яких ставляться цифри, що вказують на межу міцності і відносне подовження.
Високоміцний чавун відрізняється наявністю в ньому кулястого графіту, що не допускає концентрації напружень і ослаблення металевої основи. Для його зміцнення використовують лазер, що дозволяє отримувати відповідальні деталі машин підвищеної міцності. Для промислових потреб існують різні класифікації чавуну передільного, антифрикційного, легованого і графітсодержащего. Його температура плавлення в межах 1 150 до 1 200 ° C.
Чавун зарекомендував себе універсальним, недорогим і міцним матеріалом. З нього виготовляють складні і масивні деталі машин і механізмів, унікальні художні вироби. Чавунні прикраси і пам'ятники прикрашають багато міст світу. Століттями служать людям майстерно виконані з нього огорожі старовинних будівель, сходинки в них, водопровідні та каналізаційні труби. Чавунні люки закривають комунікаційні колодязі на вулицях багатьох населених пунктів. Ванни, мийки і раковини, опалювальні радіатори з цього матеріалу відрізняються надійністю і довговічністю. З чавуну відливають колінчаті вали і блоки циліндрів двигунів внутрішнього згоряння, гальмівні диски та інші деталі автомобілів. Зазвичай чавунні деталі після виливки піддаються додатковій механічній обробці.
Що їх відрізняє
Сталь і чавун є матеріалами, широко використовуються в промисловості, на транспорті і в будівництві. Зовні вони бувають дуже схожими.
Однак існують такі основні відмінності між ними:
- Сталь є кінцевим продуктів сталеплавильного виробництва, а чавун - сировиною для нього.
- У стали міцність і твердість вище, ніж у крихкого чавуну.
- У ній вміст вуглецю набагато менше, ніж у чавуну.
- Сталь важче чавуну, у неї вище температура плавлення.
- Сталь можна обробляти шляхом різання, прокатки, кування і ін., Вироби з чавуну переважно відливаються.
- Чавунні вироби пористі і мають теплопровідність значно нижче, ніж сталеві
- Нові сталеві деталі мають сріблястий блиск, чавунні матові і чорні.
- Для додання стали особливих властивостей, її можуть гартувати, з чавуном це не роблять.
