Что сделано из стали: Что сделано из стали примеры

Как и из чего получают сталь

Сталь — ковкий сплав железа с углеродом и другими легирующими элементами. Ее используют для изготовления металлопроката, посуды, медицинских инструментов, механизмов и различных деталей для промышленности. Сплав почти на 99 % состоит из железа. Углерод занимает от 0,1 до 2,14 % общей массы металла. Углерод, марганец, кремний, магний, фосфор и сера изменяют физико-химические свойства стали. Количество примесей определяет способы обработки металла и сферы его применения. Производство стали занимает весомую долю черной металлургии.

Из чего делают сталь?

Сталь — одна из самых востребованных в промышленности. Железо и углерод — основные компоненты для изготовления стали. Железо отвечает за пластичность и вязкость, а углерод — за твердость и прочность.

Получают деформируемый сплав железа, который поддается механической, термической, токарной и фрезерной обработке. Литьем, прессованием, резкой, шлифовкой и сверловкой добиваются нужной формы. Стальные изделия получают с точно выверенными размерами.

Железо и углерод занимают львиную долю от общей массы, но кроме них сталь всегда содержит другие примеси. Чистота по неметаллическим включениям определяет качества стали. Оксиды, сульфиды и вредные примеси делают ее хрупкой и непластичной. Их содержание снижают очисткой или вводят дополнительные компоненты, чтобы добиться нужных физико-химических свойств.

Примеси бывают полезными и вредными. Разделение условное и означает то, что элементы улучшают химический состав стали или ухудшают его свойства. К полезным элементам относятся марганец и кремний. Сера, фосфор, кислород, азот, водород — вредные примеси в составе стали.

Как влияют полезные и вредные примеси на свойства стали?

Эффект от различных элементов в сталях:

• Марганец повышает прокаливаемость металла и нейтрализует вредное воздействие серы.
• Кремний улучшает прочность и способствует раскислению сплава, удаляя оксиды и сульфиды.
• Сера ухудшает пластичность и вязкость. Ее большое содержание проявляется красноломкостью: во время горячей обработки металл трескается в области красного или желтого каления.
• Фосфор снижает пластичность и ударную вязкость сплава. Повышенное содержание фосфора приводит к хладноломкости: при механической обработке металл трескается или разламывается на куски.
• Кислород и азот разрушают структуру стали, ухудшают вязкость и пластичность.
• Водород приводит к хрупкости металла.

Чтобы удалить вредные примеси и неметаллические включения, жидкую сталь рафинируют. Используют комбинированное рафинирование в печи и вне печи. К примеру, раскисление, десульфурацию, дегазацию и другое. За счет очистки структура металла становится однородной, а качество возрастает.

Почему сталь сравнивают с чугуном?

Металлы похожи составом и способом изготовления. Чугун и сталь — сплавы железа, отличающиеся по концетрации углерода. В чугуне его свыше 2,14 % от общей массы, а в стали — не больше 2,14 %. Кроме процентной доли углерода в сплаве, они различны по свойствам. Чугун жаростойкий, теплоемкий, легкий и устойчивый к коррозии. А сталь прочнее, тверже и легче поддается механической обработке.

Плюсы и минусы стали

Сталь классифицируется по химическому составу и физическим свойствам. Разным маркам металла характерны свои преимущества и недостатки.

По сравнению с другими сплавами сталь отличается:

• высокой прочностью;
• твердостью;
• устойчивостью к ударной, статической и динамической нагрузке;
• пригодностью к сварке, резке и гибке заготовок механическим или ручным способом;
• многолетней износостойкостью;
• доступной стоимостью.

К минусам стали относится нестойкость к коррозии, тяжелый вес и намагничивание. Чтобы изделия из стали не портились, изготавливают нержавеющие марки. Чтобы получить устойчивый к коррозии сплав, добавляют хром.

Также в составе могут присутствовать никель, молибден, титан, сера, фосфор.

Способы производства

Используют три метода изготовления стали, у каждого из которых свои достоинства и недостатки.

Мартеновские печи

Применяемые печи выкладывают из хромо-магнезитового кирпича. В них плавят сырье, окисляют сплав и удаляют посторонние включения. Печи могут быть использованы для изготовления углеродистых и легированных сталей. Они нагреваются до температуры +2000оС, позволяют добавлять различные примеси.

Кислородно-конвертерный метод

Это способ, получивший звание универсального. Его используют в производстве ферромагнитных сплавов. Выплавляют сталь из жидкого чугуна и шихты. Задействуют конвертер, облицованный огнеупорными материалами. Чтобы ускорить процесс окисления, через него подают струю воздуха.

Электродуговой способ

Принцип производства заключается в выделении тепла при горении электрической дуги. Тепловой режим обеспечивает плавление сырья под температурой +6000оС. Благодаря нему получаются высококачественные сплавы. У этой группы больше остальных хорошо раскисленных сталей.

Как получают сталь?

Производство стали состоит из нескольких этапов. Нарушения технологии влияют на свойства металла.

Расплавление шихты железных руд и нагрев ванны жидкого металла

На первом этапе плавят сырье на низкой температуре. При постепенном повышении температуры окисляется железо, кремний, марганец, фосфор. Затем повышают содержание оксида кальция, чтобы удалить фосфор.

Кипение ванны металла

Повышение температуры и интенсивное окисление железа путем введения руды, окалины и кислорода. Введение добавок позволяет получить оксид железа. С ним будет взаимодействовать углерод. Образующиеся пузырьки оксида углерода приводят сплав в кипящее состояние. К пузырькам прилипают сторонние примеси, тем самым очищая состав стали. Также удаляют сульфид железа, чтобы избавиться от серы.

Раскисление стали

В этом процессе восстанавливают оксид железа, который был растворен в жидком металле. Когда плавят шихту, кислород окисляет примеси, но в готовой стали он не нужен. Кислород понижает механические свойства стали, поэтому его нужно восстановить и удалить. Раскисляют стали ферромарганцем, ферросилицием, алюминием. Попадая в сплав, раскислители образуют оксиды низкой плотности, а затем отходят в шлак.

Как классифицируют сталь?

Физико-механические свойства и химический состав определяют виды металла. Сталь делят по составу, методу получения, структуре и примесям. Углеродистые и легированные стали различают по содержанию углерода и легирующим элементам. Сплавы обычного и высокого качества делят по содержанию примесей. Инструментальные, конструкционные и специальные стали делят в зависимости от назначения.

Углеродистые стали

Углеродистая сталь содержит углерод от 0,1 до 2,14 %. Количество углерода определяет группы стали:

• Низкоуглеродистые содержат меньше 0,3 % углерода.
• Среднеуглеродистые — от 0,3 до 0,7 %.
• Высокоуглеродистые — более 0,7 до 2,14 %.

По процентному содержанию углерода определяют структуру сплава. Сталь с 0,8 % углерода сохраняет ферритно-перлитную структуру, с повышением меняет ее на перлит и цементит. Преобразования каждой фазы отражаются на прочностных характеристиках. Также углеродистые стали разделяют на группы А, Б, В, которые в свою очередь делятся на категории и марки.

Легированные

Сталь обогащают марганцем, хромом, никелем, молибденом и другими легирующими элементами. Количество примесей считают суммарно. В зависимости от их содержания различают:

• низколегированные — до 2,5 % примесей;
• среднелегированные — от 2,5 до 10 %;
• высоколегированные — более 10 %.

Марганцем повышают прочность и твердость материала, хромом — стойкость к ударам, жаропрочность и устойчивость к коррозии. Никель делает сталь упругим и стойким к высоким температурам.

Марки стали отличаются сложной структурой. Обязательно указывают их состав в порядке убывания.

Начинают с доли углерода, а затем прописывают меньшие доли легирующих добавок.

Спокойные, полуспокойные и кипящие

Стали классифицируют по степени раскисления. Чем меньше в сплаве газов, тем равномернее его структура и чище состав. Спокойные стали содержат меньше закиси железа, а кипящие — большое количество оксидов. Пузырьки оксида углерода ухудшают прочностные и пластичные свойства металла. Спокойные стали стабильны, их используют в изделиях ответственного назначения. Полуспокойные марки — среднепрочные, их задействуют как конструкционный материал. Кипящие разрушаются, трескаются и плохо поддаются сварке, поэтому и стоят меньше. Они разрешены в простых конструкциях.

Строительные

Низколегированные сплавы обычного качества. Они обладают удовлетворительными механическими свойствами, выдерживают статические и динамические нагрузки, пригодны к сварке.

Инструментальные

Высокоуглеродистые или высоколегированные сплавы. Их используют для изготовления штампов, режущего и измерительного инструмента. Разделяют соответственно на штамповые металлы, сплавы для режущего и измерительного инструмента. Названия группы зависит от назначения сталей. К примеру, штамповую сталь используют для изготовления инструментов, которыми будут обрабатывать металлы под давлением.

Конструкционные

Стали с низким содержанием марганца. Их делят на цементируемые, высокопрочные, автоматные, шарико-подшипниковые и другие. Используют для изготовления узлов механизмов или конструкций.

Стали специального назначения

Эти сплавы относятся к конструкционным сталям. Они бывают жаропрочными, жаростойкими, кислотоупорными, криогенными, электротехническими, парамагнитными, немагнитными.

сделано из стали — английский перевод

Она разбивает все, что сделано не из стали.	She smashes everything that isn’t made of iron.
Десять футов стали. Сделано в Ливерпуле. Восхитетельное качество!	Ten feet of steelcombination, made in Liverpool, magnificent workmanship!
Сделано из макарон.	It’s made from fusilli pasta.
Это сделано из дерева.	This is made of wood.
Оно сделано из бумаги.	It’s made of paper.
Это сделано из железа?	Is it made of iron?
Из чего оно сделано?	What’s it made of?
Оно сделано из латуни.	It’s made of brass.
Ожерелье сделано из нефрита.	This necklace is made of jade.
Из чего сделано слово?	What’s a word made of?
Всё сделано из углепластика.	And it is all out of carbon fiber.
Из чего это сделано?	What’s it made from?
Масло сделано из молока.	Butter is made from milk.
Из чего сделано масло?	What is butter made of?
Из чего оно сделано?	What is it made of?
Из чего это сделано?	How is it made?
Из чего это сделано?	What’s this made of?
Из чего это сделано?	What’s this made from?
Из чего это сделано?	What’s it made of?
Из чего это сделано?	What is it made of?
Это сделано из бука.	Beech wood, isn’t it?
Из чего это сделано?	What’s in it?
Из чего это сделано?	What’s in it?
Сердце сделано из огня.	For the heart is an organ of fire.
Наверное сделано из мяты.	Must be mint.
Всё сделано из раковин!	It’s all made of shells!
Оно сделано из резины.	Thing’s made of rubber. Hey, are you Manny?
Из чего это сделано?	What is this made out of?
Из чего это сделано?	What is this made of?
Из чего это сделано?	What is that it’s made of?
Оно сделано из винограда.	It’s made from grapes.
Из чего это было сделано?	What was it made of?
Из чего оно было сделано?	What was it made of?
Что то из посылаемого сделано.	Some of the stuff we share is stuff we’ve made.
Это вино сделано из винограда.	This wine is made from grapes.
Ваше лицо сделано из пластика.	Your face is made of plastic.
А из чего оно сделано?	Why don’t you just try it on and see how you look?
Оно сделано из непроницаемого сплава…	They are made of an impenetrable alloy…
Сделано одним из моих людей.	This garment was made by one of my humans.
Из чего это дерьмо сделано?	What’s this shit made out of, anyway?
Ибо сердце сделано из огня.	For the heart is an organ of fire.
Вот из чего сделано лекарство.	That’s what the drug is made of.
Оно целиком сделано из джута.	Made entirely from jute.
Это сделано из настоящих лимонов?	Is this made from real lemons?
Будет сделано. Вычеркни из памяти.	Never seen.

Производство стали – технология, оборудование, этапы

1. Особенности процесса
2. Необходимое оборудование

Производство стали сегодня осуществляется в основном из отработанных стальных изделий и передельного чугуна. Сталь представляет собой сплав железа и углерода, последнего в котором содержится от 0,1 до 2,14%. Превышение содержания углерода в сплаве приведет к тому, что он станет слишком хрупким. Суть процесса производства стали, в составе которой содержится гораздо меньшее количество углерода и примесей, по сравнению с чугуном, состоит в том, чтобы в процессе плавки перевести эти примеси в шлак и газы, подвергнуть их принудительному окислению.

Процесс производства стали

Особенности процесса

Производство стали, осуществляемое в сталеплавильных печах, предполагает взаимодействие железа с кислородом, в процессе которого металл окисляется. Окислению также подвергаются углерод, фосфор, кремний и марганец, содержащиеся в передельном чугуне. Окисление данных примесей происходит за счет того, что оксид железа, образующийся в расплавленной ванне металла, отдает кислород более активным примесям, тем самым окисляя их.

Производство стали предполагает прохождение трех стадий, каждая из которых имеет свое значение. Рассмотрим их подробнее.

Расплавление породы

На данном этапе расплавляется шихта и формируется ванна из расплавленного металла, в которой железо, окисляясь, окисляет примеси, содержащиеся в чугуне (фосфор, кремний, марганец). В процессе этого этапа производства из сплава необходимо удалить фосфор, что достигается за счет содержания в шлаке расплавленного оксида кальция.

При соблюдении таких условий производства фосфорный ангидрид (Р2О5) создает с оксидом железа (FeO) неустойчивое соединение, которое при взаимодействии с более сильным основанием — оксидом кальция (CaO) — распадается, и фосфорный ангидрид превращается в шлак.

Чтобы производство стали сопровождалось удалением из ванны расплавленного металла фосфора, необходима не слишком высокая температура и содержание в шлаке оксида железа. Чтобы удовлетворить эти требования, в расплав добавляют окалину и железную руду, которые и формируют в ванне расплавленного металла железистый шлак. Содержащий высокое количество фосфора шлак, формирующийся на поверхности ванны расплавленного металла, удаляется, а вместо него в расплав добавляются новые порции оксида кальция.

Кипение ванны расплавленного металла

Дальнейший процесс производства стали сопровождается кипением ванны расплавленного металла. Такой процесс активизируется с повышением температуры. Он сопровождается интенсивным окислением углерода, происходящим при поглощении тепла.

Процесс производства стали в электропечах

Производство стали невозможно без окисления излишков углерода, такой процесс запускают при помощи добавления в ванну расплавленного металла окалины или вдувания в нее чистого кислорода. Углерод, взаимодействуя с оксидом железа, выделяет пузырьки оксида углерода, что создает эффект кипения ванны, в процессе которого в ней снижается количество углерода, а температура стабилизируется. Кроме того, к всплывающим пузырькам оксида углерода прилипают неметаллические примеси, что способствует уменьшению их количества в расплавленном металле и приводит к значительному улучшению его качества.

На данной стадии производства из сплава также удаляется сера, присутствующая в нем в форме сульфида железа (FeS). При повышении температуры шлака сульфид железа растворяется в нем и вступает в реакцию с оксидом кальция (CaO). В результате такого взаимодействия образовывается соединение CaS, которое растворяется в шлаке, но раствориться в железе не может.

Раскисление металла

Добавление в расплавленный металл кислорода способствует не только удалению из него вредных примесей, но и увеличению содержания данного элемента в стали, что приводит к ухудшению ее качественных характеристик.

Чтобы уменьшить количество кислорода в сплаве, выплавка стали предполагает осуществление процесса раскисления, который может выполняться диффузионным и осаждающим методом.

Диффузионное раскисление предполагает введение в шлак расплавленного металла ферросилиция, ферромарганца и алюминия. Такие добавки, восстанавливая оксид железа, снижают его количество в шлаке. В результате растворенный в сплаве оксид железа переходит в шлак, распадается в нем, высвобождая железо, которое возвращается в расплав, а высвобожденные оксиды остаются в шлаке.

Производство стали с осаждающим раскислением осуществляется путем введения в расплав ферросилиция, ферромарганца и алюминия. Благодаря наличию в своем составе веществ, обладающих большим сродством к кислороду, чем железо, такие элементы образуют соединения с кислородом, который, отличаясь невысокой плотностью, выводится в шлак.

Производство стали в мартеновских печах

Регулируя уровень раскисления, можно получать кипящую сталь, которая не полностью раскислена в процессе плавки. Окончательное раскисление такой стали происходит при затвердевании слитка в изложнице, где в кристаллизующемся металле продолжается взаимодействие углерода и оксида железа. Оксид углерода, который образуется в результате такого взаимодействия, выводится из стали в виде пузырьков, также содержащих азот и водород. Полученная таким образом кипящая сталь, содержит незначительное количество металлических включений, что придает ей высокую пластичность.

Производство сталей может быть направлено на получение материалов следующего типа:

• спокойных, которые получаются, если в ковше и печи процесс раскисления полностью завершен;
• полуспокойных, которые по степени раскисления находятся между спокойными и кипящими сталями; именно такие стали раскисляются и в ковше, и в изложнице, где в них продолжается взаимодействие углерода и оксида железа.

Если производство стали предполагает введение в расплав чистых металлов или ферросплавов, то в результате получаются легированные сплавы железа с углеродом. Если в стали данной категории необходимо добавить элементы, которые имеют меньшее сродство к кислороду, чем железо (кобальт, никель, медь, молибден), то их вводят в процессе плавки, не опасаясь за то, что они окислятся. Если же легирующие элементы, которые необходимо добавить в сталь, имеют большее сродство к кислороду, чем железо (марганец, кремний, хром, алюминий, титан, ванадий), то их вводят в металл уже после его полного раскисления (на окончательном этапе плавки или в ковш).

Необходимое оборудование

Технология производства стали предполагает использование на сталелитейных заводах следующего оборудования.

Участок кислородных конверторов:

• системы обеспечения аргоном;
• сосуды конверторов и их несущие кольца;
• оборудование для фильтрации пыли;
• система для удаления конверторного газа.

Участок электропечей:

• печи индукционного типа;
• дуговые печи;
• емкости, с помощью которых выполняется загрузка;
• участок складирования металлического лома;
• преобразователи, предназначенные для обеспечения индукционного нагревания.

Участок вторичной металлургии, на котором осуществляется:

• очищение стали от серы;
• гомогенизация стали;
• электрошлаковый переплав;
• создание вакуумной среды.

Кипящая сталь

Участок для реализации ковшовой технологии:

• LF-оборудование;
• SL-оборудование.

Ковшовое хозяйство, обеспечивающее производство стали, также включает в себя:

• крышки ковшей;
• ковши литейного и разливочного типа;
• шиберные затворы.

Производство стали также предполагает наличие оборудования для непрерывной разливки стали. К такому оборудованию относится:

• поворотная станина для манипуляций с разливочными ковшами;
• оборудование для осуществления непрерывной разливки;
• вагонетки, на которых транспортируются промежуточные ковши;
• лотки и сосуды, предназначенные для аварийных ситуаций;
• промежуточные ковши и площадки для складирования;
• пробочный механизм;
• мобильные мешалки для чугуна;
• оборудование для обеспечения охлаждения;
• участки, на которых выполняется непрерывная разливка;
• внутренние транспортные средства рельсового типа.

Производство стали и изготовление из нее изделий представляет собой сложный процесс, сочетающий в себе химические и технологические принципы, целый перечень специализированных операций, которые используются для получения качественного металла и различных изделий из него.

сталь

| Состав, свойства, типы, сорта и факты

производство

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Эндрю Карнеги Генри Бессемер Сэр Уильям Сименс Джон Огастес Роблинг Чарльз М. Шваб

Похожие темы:

Дамасская сталь углеродистая сталь стальная промышленность перлит литая сталь

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

сталь , сплав железа и углерода, в котором содержание углерода колеблется до 2 процентов (при более высоком содержании углерода материал определяется как чугун). На сегодняшний день это наиболее широко используемый материал для строительства инфраструктуры и промышленности в мире, он используется для изготовления всего, от швейных иголок до нефтяных танкеров. Кроме того, инструменты, необходимые для изготовления таких изделий, также изготавливаются из стали. Как показатель относительной важности этого материала, в 2013 году мировое производство необработанной стали составило около 1,6 миллиарда тонн, а производство следующего по важности технического металла, алюминия, составило около 47 миллионов тонн. (Для списка производства стали по странам, см. ниже Мировое производство стали.) Основными причинами популярности стали являются относительно низкие затраты на ее производство, формовку и обработку, обилие двух сырьевых материалов (железной руды и металлолома) и беспрецедентный ассортимент механические свойства.

Свойства стали

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

Посмотреть все видео к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в его чистое состояние ненамного тверже меди. За исключением самых крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, поликристаллично, т. е. состоит из многих кристаллов, смыкающихся друг с другом на своих границах. Кристалл — это хорошо упорядоченное расположение атомов, которые лучше всего можно представить в виде сфер, соприкасающихся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые особым образом проникают друг в друга. Для железа расположение решетки лучше всего представить единичным кубом с восемью атомами железа в углах. Важным для уникальности стали является аллотропность железа, то есть его существование в двух кристаллических формах. В объемно-центрированной кубической (ОЦК) конфигурации в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В гранецентрированной кубической (ГЦК) конфигурации в центре каждой из шести граней единичного куба находится один дополнительный атом железа. Существенно, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК конфигурации примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК компоновке; это означает, что в ГЦК-структуре больше места, чем в ОЦК-структуре, для удержания инородных ( , т. е. сплавов) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912°C (1674°F) и от 1394°C (2541°F) до температуры плавления 1538°C (2800°F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокой температурной зоне. Между 912° и 1394°С железо находится в ГЦК-порядке, который называется аустенитным или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за немногими исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительное количество других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а скорее к сильным магнитным характеристикам железа. Ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Викторина «Британника»

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.

В чистом виде железо мягкое и обычно непригодно для использования в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь — добавление небольшого количества углерода. В твердой стали углерод обычно встречается в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe ₃ C, известным как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде чешуек или скоплений графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

Воздействие углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железа и углерода. Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т. е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, содержащая, например, 0,77 процента углерода (показана вертикальной пунктирной линией на рисунке), начинает затвердевает при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевает при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этой точки и ниже все кристаллы железа находятся в аустенитной — , т. е. ГЦК — компоновка и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении резкое изменение происходит примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа. Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) примерно 200 кгс на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению с DPH 70 кгс на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждающая сталь с более низким содержанием углерода ( , например, 0,25 процента) приводит к микроструктуре, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; это мягче, чем перлит, с DPH около 130. Сталь с содержанием углерода более 0,77%, например, 1,05%, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Как производится сталь? | Вандополис

НАУКА — Физические науки

Задумывались ли вы когда-нибудь…

• Как делают сталь?
• Что такое шлак?
• Какой элемент добавляют в железо для изготовления нержавеющей стали?
  

Теги:

Просмотреть все теги

• Изобретения,
• Наука,
• Материал,
• дом,
• Прибор,
• Автомобиль,
• Автомобиль,
• Мост,
• Сталь,
• Металл,
• Периодическая таблица,
• Элемент,
• Железо,
сплав
• ,
• Черные,
• Цветной металл,
• Алюминий,
• Медь,
• Титан,
• Руда,
• Примесь,
• Силикагель,
• Фосфор,
• Сера,
• Углерод,
• Сила,
• Расплав,
• Плавка,
• Печь,
• Взрыв,
• Основное кислородное производство стали,
• Бос,
• Кислород,
• Оксид,
• Шлак,
• Химическая,
• Очиститель,
• Флюсы,
• Хром,
• Нержавеющая сталь,
• Ржавчина

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено Лэйни. Лэйни Уондерс , « Откуда берется металл? «Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, Лэйни!

Вы когда-нибудь находите время, чтобы остановиться и подумать об окружающем вас мире? Где бы вы сейчас ни оказались, прекратите чтение на минуту и ​​просто осмотритесь вокруг. Что ты видишь?

Все «вещи» вокруг вас из чего-то сделаны. Что это? Вы когда-нибудь задумывались о большом разнообразии материалов, из которых состоит все, что вас окружает? Есть ли волокна ковра под ногами? Как насчет кусков дерева или пластика, образующих сиденье, на котором вы сидите?

Есть еще один строительный материал, очень распространенный во всем мире. Вы найдете его в кастрюлях и сковородках, в которых готовите. Он составляет большую часть бытовой техники в вашем доме. Это в транспортных средствах, на которых вы ездите. Он поддерживает мосты, по которым вы едете. Это даже помогает удерживать здания, такие как ваш дом и школа. О чем мы говорим? Не что иное, как сталь!

Откуда берется вся эта сталь? На деревьях точно не растет! Сталь — это металл, а металлы обычно добываются из-под земли. Однако если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов, вы не найдете там сталь как элемент.

Однако вы найдете элемент, который является основным компонентом стали: железо. Железо добывается из-под земли. Железо добывается во многих местах по всему миру. Так как же это железо становится сталью?

Сталь представляет собой сплав, представляющий собой смесь двух или более металлических элементов. Металлы делятся на два разных типа: черные и цветные. Черные металлы содержат железо. Сталь является примером черного металла. К цветным металлам относятся алюминий, медь и титан.

Сама по себе железная руда обычно содержит много примесей, таких как кремнезем, фосфор и сера. Эти примеси ослабляют железо. Процесс производства стали включает в себя удаление примесей из железа и добавление углерода, чтобы придать стали невероятную прочность.

Металл можно извлечь из руды, нагревая ее до чрезвычайно высоких температур, пока она не расплавится. Этот процесс известен как плавление. Историки считают, что сталь производилась в примитивных печах тысячи лет.

Изобретение доменных печей и других технологических усовершенствований в 17 ^-й -й по 19-й ^-й -й века привели к более качественной стали, которую можно было производить серийно. Сегодня на большинстве сталелитейных заводов используется производственный процесс, называемый кислородным производством стали (BOS).

В больших печах BOS высокочистый кислород продувается через расплавленную железную руду. Кислород соединяется с примесями с образованием оксидов, которые либо выгорают, либо образуют побочный продукт, называемый шлаком, который можно снять с поверхности расплавленного железа. Другие химические очистители, называемые флюсами, также добавляются для удаления примесей.

Другие элементы могут быть добавлены для создания желаемого типа стали. Углерод является наиболее распространенной добавкой. Он используется для создания высокопрочной углеродистой стали. Еще одной популярной добавкой является хром, который можно добавить, чтобы сделать нержавеющую сталь очень устойчивой к ржавчине.

Сталь является одним из самых распространенных строительных материалов в мире из-за ее высокой прочности и относительно низкой стоимости производства. Каждый год сталелитейные заводы производят более 1,3 миллиарда тонн стали, которая используется в различных целях, таких как строительные материалы, корабли, автомобильные рамы, мосты, бытовая техника, оружие и машины.

Интересно, что дальше?

Завтра в Вандерополисе будет сухо и жарко, и мы чувствуем, что надвигается буря!

Попробуй

Мы надеемся, что это Чудо Дня помогло вам лучше понять сталь! Не забудьте проверить следующие мероприятия с другом или членом семьи:

• Было бы здорово лично увидеть производство стали? На самом деле, было бы очень жарко! Детям не место на сталелитейных заводах, поэтому вместо этого посмотрите онлайн-видео о сталелитейном производстве, чтобы узнать больше о процессе!
• Какие стальные предметы у вас есть в доме? Выяснить! Берите ручку и бумагу и отправляйтесь на поиски стали по всему дому. Составьте список всех стальных предметов, которые вы найдете. Не забудьте заглянуть в гараж, если он у вас есть! Поделитесь своим списком с другом или членом семьи. Могут ли они вспомнить какие-либо предметы, которые вы пропустили?
• Нержавеющая сталь — популярный материал, поскольку она не ржавеет. Но что такое ржавчина? И почему материалы ржавеют? Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с экспериментами в The Chemistry of Rust онлайн. Обязательно обратитесь за помощью к взрослому другу или члену семьи.

Wonder Sources

• http://science.howstuffworks.com/iron4.htm
• http://www.keenovens.com/articles/steel-furnance.htm
• http://sciencewithkids.com/ science-facts/facts-about-steel.html

Вы поняли?

Проверьте свои знания

Wonder Contributors

Благодарим:

Alli, Isabelle и Alexj из MI
за ответы на вопросы по сегодняшней теме Wonder!

Удивляйтесь вместе с нами!

Что вас интересует?

Wonder Words

• отражение
• добавка
• волокно
• сплав
• руда
• расплавленный
• серийное производство
• элемент
• первичный
• металлический
• печи
• химический
• по
• прибор
• компонент
• метро
• примеси
• рудиментарный

Примите участие в конкурсе Wonder Word

Оцените это чудо

Поделись этим чудом

×

ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО

Подпишитесь на Wonderopolis и получайте Wonder of the Day® по электронной почте или SMS

Присоединяйтесь к Buzz

Не пропустите наши специальные предложения, подарки и рекламные акции. Узнай первым!

Поделись со всем миром

Расскажите всем о Вандополисе и его чудесах.

Поделиться Wonderopolis

Wonderopolis Widget

Хотите делиться информацией о Wonderopolis® каждый день? Хотите добавить немного чуда на свой сайт? Помогите распространить чудо семейного обучения вместе.

Добавить виджет

Ты понял!

Продолжить

Не совсем!

Попробуйте еще раз

Какие бывают четыре типа стали?

Сталь — такой мощный элемент, который бывает нескольких марок и имеет уникальный химический состав. Теперь, когда свойства стали и различные стальные сплавы настолько обширны, может быть шокирующим осознание того, что все виды, даже сталь, обработанная на станке с ЧПУ, состоят всего из двух компонентов: железа и углерода.
Однако настоящая разница начинается, когда в дело вступают дополнительные углеродные и легирующие элементы. Видите ли, долговечность и прочность стали определяются теми дополнительными компонентами (такими как марганец и фосфор), которые вводятся при ее разработке, и это то, что определяет ее категорию для конкретных применений. Итак, если вам интересно, какой тип стали купить для ваших конкретных нужд, вы должны понимать химическую структуру физических свойств стали, которые подразделяются на четыре основных типа.

Четыре основных типа стали

1. Углеродистая сталь

Углеродистая сталь выглядит тусклой, матовой и, как известно, подвержена коррозии. В целом, есть три подтипа этого типа: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая, с низким содержанием углерода около 0,30%, средним 0,60% и высоким 1,5%. Само название на самом деле происходит от того факта, что они содержат очень небольшое количество других легирующих элементов. Они исключительно прочны, поэтому их часто используют для изготовления таких вещей, как ножи, провода высокого напряжения, автомобильные детали и другие подобные предметы.

Факт: Углеродистая сталь составляет около 90% всего производства стали.

Сталь C45/AISI 1045 представляет собой среднеуглеродистую сталь, подходящую для таких деталей, как шестерни, болты, оси и валы общего назначения, шпонки и шпильки. Немедленно назовите вашу деталь из углеродистой стали

2. Легированная сталь

Далее следует легированная сталь, которая представляет собой смесь нескольких различных металлов, таких как никель, медь и алюминий. Они, как правило, более дешевы, более устойчивы к коррозии и предпочтительны для некоторых деталей автомобилей, трубопроводов, корпусов кораблей и механических проектов. Для этого прочность зависит от концентрации элементов, которые в нем содержатся.

Легированная сталь AISI 4317/18NiCrMo5: высокая прочность и ударная вязкость сердцевины, подшипники для тяжелых условий эксплуатации, толкатели кулачков, собачки сцепления, кольца компрессора, валы вентиляторов, шестерни для тяжелых условий эксплуатации, валы насосов. Немедленно укажите вашу деталь из легированной стали

3. Инструментальная сталь

Инструментальная сталь славится своей твердостью, устойчивостью к нагреву и истиранию. Название происходит от того факта, что они очень часто используются для изготовления металлических инструментов, таких как молотки. Для них они состоят из таких вещей, как кобальт, молибден и вольфрам, и это основная причина, по которой инструментальная сталь обладает такими повышенными характеристиками долговечности и термостойкости.

4. Нержавеющая сталь

И последнее, но не менее важное: нержавеющая сталь, вероятно, является наиболее известным типом на рынке. Этот тип блестящий и обычно содержит от 10 до 20% хрома, который является их основным легирующим элементом. Эта комбинация позволяет стали быть устойчивой к коррозии и очень легко формовать различные формы. Из-за простоты обращения, гибкости и качества нержавеющую сталь можно найти в хирургическом оборудовании, домашнем применении, изделиях из серебра и даже в качестве внешней облицовки коммерческих / промышленных зданий.

Факт: существует более 100 марок нержавеющей стали, что делает ее невероятно универсальным материалом, который можно индивидуализировать.

Нержавеющая сталь 316L: подходит для теплообменников, трубопроводов, материалов для наружного строительства в прибрежных районах, часовых браслетов, корпусов и т. д. для современных часов, оборудования для использования в морской, химической, пищевой промышленности . Немедленно укажите вашу деталь из нержавеющей стали

Марки стали, на которые следует обратить внимание:

Маркировка стали очень часто используется инженерами, учеными, архитекторами и даже государственными учреждениями, чтобы укрепить свою уверенность в стабильности и качестве материалов.

• Система оценки ASTM: В этой системе каждому металлу присваивается буквенный префикс в зависимости от его категории. Например, буква «А» предназначена для материалов из стали и железа. Затем ему присваивается порядковый номер, отражающий особые свойства этого металла.
• Система оценки SAE:  В этой системе оценок для классификации используется четырехзначное число. Первые два указывают тип стали вместе с концентрацией легирующих элементов, а последние два отражают концентрацию углерода в этом конкретном металле.

Заключение

В 1967 году в мире было произведено всего 500 миллионов тонн стали. Однако в 2016 году это число превысило 1 600 миллионов. Кроме того, по данным Всемирной ассоциации производителей стали, 55% веса типичного автомобиля приходится на долю стали. В этой реальности трудно представить мир без стали. Имея более 3500 различных марок стали, возможности его использования кажутся безграничными. От производства, изготовления до обработки стали с ЧПУ, каждый тип имеет идеальное место и характеристики для удовлетворения практически любых потребностей.

В конце концов, различные свойства стали проистекают из использования различных стальных сплавов и делятся на четыре типа, которые мы видим сегодня.