Железо и сталь в чем разница

Разница между сталью и железом. Сталь это металл или нет

Металлы – это большая группа простых элементов с характерными особенностями, такими как высокая тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент и другое. Чтобы правильно классифицировать и понять, что к чему, необходимо разобраться со всеми нюансами. Давайте постараемся с вами рассмотреть такие основные виды металлов, как черные, цветные, драгоценные, а также сплавы. Это достаточно обширная и сложная тема, но мы постараемся разложить все по полочкам.

виды металлов

Что должен знать каждый?

Прежде чем классифицировать металлы по группам, необходимо разобраться с основными признаками. К первостепенным относят отрицательный коэффициент проводимости электричества. Это говорит о том, что с понижением температуры проводимость повышается, и некоторые проводники становятся сверхпроводниками. В это же время повышение температуры приводит к частичной или полной потере пропускной способности. К второстепенным признакам необходимо отнести металлический блеск, а также высокую температуру плавления. Помимо этого, некоторые металлы в виде соединений играют роль восстановителя при окислительно-восстановительных реакциях. Обратите внимание на то, что в природе чистые металлы практически не встречаются, поэтому забывать о руде и самородках тоже не нужно.

Содержание

1 Классификация 1.1 Некоторые группы/семейства металлов 1.1.1 Аморфные металлы

5.1 Твёрдость

7.1 Взаимодействие неокисляющих кислот с металлами, стоящими в электрическом ряду активности металлов до водорода

10.1 Конструкционные материалы

О черных металлах

К данной группе относят железо, а также его сплавы (чугун, ферросплавы). По сути, черные металлы – это сплав железа с углеродом, но помимо этого в составе есть и другие химические элементы, например сера, фосфор, кремний и др. Если нужно придать сплаву специфические свойства, необходимые для выполнения определенных целей, добавляются легирующие вещества, в качестве которых чаще всего выступает медь, хром или никель. Классифицируются все виды черных металлов по содержанию углерода. Так, существуют следующие сплавы:

Чугун – количество углерода колеблется от 2 до 4,3%, в некоторых случаях достигает критической отметки в 5%. Различные химические элементы прямым образом влияют на свойства изделия. Так, сера с фосфором повышают хрупкость, а хромовые и никелевые присадки делают чугун более жаростойким и устойчивым к коррозии.
Сталь – содержание углерода до 2%. Отличается от чугуна высокой пластичностью, а также высокими технологическими показателями (проще поддается обработке).

Взаимодействие кислот с металлами

С кислотами металлы реагируют по-разному. Металлы, стоящие в электрохимическом ряду активности металлов (ЭРАМ) до водорода, взаимодействуют практически со всеми кислотами.

Взаимодействие неокисляющих кислот с металлами, стоящими в электрическом ряду активности металлов до водорода

Происходит реакция замещения, которая также является окислительно-восстановительной:

M g + 2 H C l = M g C l 2 + H 2 ↑ <\displaystyle <\mathsf +H_<2>\uparrow >>> 2 A l + 2 H 3 P O 4 = 2 A l P O 4 + 3 H 2 ↑ <\displaystyle <\mathsf <2Al+2H_<3>PO_<4>=2AlPO_<4>+3H_<2>\uparrow >>>

Взаимодействие концентрированной серной кислоты H2SO4 с металлами

Окисляющие кислоты могут взаимодействовать и с металлами, стоящими в ЭРАМ после водорода:

C u + 2 H 2 S O 4 = C u S O 4 + S O 2 ↑ + 2 H 2 O <\displaystyle <\mathsf SO_<4>=CuSO_<4>+SO_<2>\uparrow +2H_<2>O>>>

Сильно разбавленная кислота реагирует с металлом по классической схеме:

M g + H 2 S O 4 = M g S O 4 + H 2 ↑ <\displaystyle <\mathsf SO_<4>=MgSO_<4>+H_<2>\uparrow >>>

При увеличении концентрации кислоты образуются различные продукты:

M g + 2 H 2 S O 4 = M g S O 4 + S O 2 ↑ + 2 H 2 O <\displaystyle <\mathsf SO_<4>=MgSO_<4>+SO_<2>\uparrow +2H_<2>O>>> 3 M g + 4 H 2 S O 4 = 3 M g S O 4 + S ↓ + 4 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <3Mg+4H_<2>SO_<4>=3MgSO_<4>+S\downarrow +4H_<2>O>>> 4 M g + 5 H 2 S O 4 = 4 M g S O 4 + H 2 S ↑ + 4 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <4Mg+5H_<2>SO_<4>=4MgSO_<4>+H_<2>S\uparrow +4H_<2>O>>>

Реакции для азотной кислоты (HNO3)

Продукты взаимодействия железа с HNO3 разной концентрации C u + 4 H N O 3 ( 60 % ) = C u ( N O 3 ) 2 + 2 N O 2 ↑ + 2 H 2 O <\displaystyle <\mathsf (60\%)=Cu(NO_<3>)_<2>+2NO_<2>\uparrow +2H_<2>O>>> 3 C u + 8 H N O 3 ( 30 % ) = 3 C u ( N O 3 ) 2 + 2 N O ↑ + 4 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <3Cu+8HNO_<3>(30\%)=3Cu(NO_<3>)_<2>+2NO\uparrow +4H_<2>O>>>
При взаимодействии с активными металлами вариантов реакций ещё больше:

Z n + 4 H N O 3 ( 60 % ) = Z n ( N O 3 ) 2 + 2 N O 2 ↑ + 2 H 2 O <\displaystyle <\mathsf (60\%)=Zn(NO_<3>)_<2>+2NO_<2>\uparrow +2H_<2>O>>> 3 Z n + 8 H N O 3 ( 30 % ) = 3 Z n ( N O 3 ) 2 + 2 N O ↑ + 4 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <3Zn+8HNO_<3>(30\%)=3Zn(NO_<3>)_<2>+2NO\uparrow +4H_<2>O>>> 4 Z n + 10 H N O 3 ( 20 % ) = 4 Z n ( N O 3 ) 2 + N 2 O ↑ + 5 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <4Zn+10HNO_<3>(20\%)=4Zn(NO_<3>)_<2>+N_<2>O\uparrow +5H_<2>O>>> 5 Z n + 12 H N O 3 ( 10 % ) = 5 Z n ( N O 3 ) 2 + N 2 ↑ + 6 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <5Zn+12HNO_<3>(10\%)=5Zn(NO_<3>)_<2>+N_<2>\uparrow +6H_<2>O>>> 4 Z n + 10 H N O 3 ( 3 % ) = 4 Z n ( N O 3 ) 2 + N H 4 N O 3 + 3 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <4Zn+10HNO_<3>(3\%)=4Zn(NO_<3>)_<2>+NH_<4>NO_<3>+3H_<2>O>>>

Легирование

Основная статья: Легирование (металлургия)

Легирование — это введение в расплав дополнительных элементов, модифицирующих механические, физические и химические свойства основного материала.

Особенности чугуна и стали в подробностях

В настоящее время существует несколько видов чугуна, которые используются в быту, а также промышленности: литейный (серый) и передельный (белый). Последний отличается от первого вида тем, что углерод находится в связанном состоянии в виде цемента, в первом же случае — в свободном состоянии в виде графита. Понижение прочности данного материала обусловлено тем, что пластинки графита нарушают металлическую структуру, тем самым ослабляя ее. Существует модифицированный серый чугун. Его особенности в том, что графит находится в шаровидной форме, что повышает механические свойства изделия.

Вы наверняка уже успели понять, что стали более универсальны, что обусловлено не таким большим количеством углерода в составе. Так, конструкционные стали содержат от 0,02 до 0,85% углерода и используются для строительства. Основное их преимущество заключается в хорошей пластичности. Степень хрупкости низкая. Есть еще инструментальные, в которых содержание углерода несколько больше – от 0,65 до 1,4%, следовательно, это более прочный сплав, но хрупкий. Используется, как можно понять из названия, в качестве заготовки для создания инструментов (режущих, пилящих рабочих органов машин и агрегатов). Вот мы рассмотрели виды черных металлов, поэтому давайте пойдем дальше.

Производство

Железо относится к весьма распространенным элементам, так что его добыча относительно проста и не требует больших расходов. Разрабатываются месторождения как открытым, так и шахтным методом. По сути, все горные руды включают в состав железо, но разрабатываются лишь те, где доля металла достаточно велика. Это богатые руды – красный, магнитный и бурый железняк с долей железо до 74 %, руды со средним содержанием – марказит, например, и бедные руды с долей железа не менее 26% – сидерит.

Богатая руда сразу же отправляется на завод. Породы со средним и низким содержанием обогащаются.

Существует несколько методов получения железных сплавов. Как правило, выплавка любой стали включает получение чугуна. Его выплавляют в доменной печи при температуре 1600 С. Шихту – агломерат, окатыши, загружают вместе с флюсом в печь и продувают горячим воздухом. При этом металл плавится, а кокс горит, что позволяет выжечь нежелательные примеси и отделить шлак.

Для получения стали обычно используют белый чугун – в нем углерод связан в химическое соединение с железом. Наиболее распространены 3 способа:

мартеновский – расплавленный чугун с добавкой руды и скрапа плавят при 2000 С с тем, чтобы уменьшить содержание углерода. Дополнительные ингредиенты, если они есть, добавляют в конце плавки. Таким образом получают самую высококачественную сталь.
кислородно-конвертерный – более производительный способ. В печи толщу чугуна продувают воздухом под давлением в 26 кг/кв. см. Может использоваться смесь кислорода с воздухом или чистый кислород с целью улучшить свойства стали;
электроплавильный – чаще применяется для получения специальных легированных сталей. Чугун палят в электрической печи при температуре в 2200 С.

Сталь можно получить и прямым методом. Для этого в шахтную печь загружают окатыши с большим содержанием железа и при температуре в 1000 С продувают водородом. Последний восстанавливает железо из оксида без промежуточных стадий.

В связи со спецификой черной металлургии на продажу попадает либо руда с определенным содержанием железа, либо готовая продукция – чугун, сталь, феррит. Цена их очень сильно отличается. Средняя стоимость железной руды в 2020 году – богатой, с содержанием элементов более 60%, составляет 50$ за тонну.

Стоимость стали зависит от множества факторов, что порой делает взлеты и падение цен совершено непредсказуемо. Осенью 2016 стоимость арматуры, горяче- и холоднокатаной стали резко возросла благодаря не менее резкому подъему цен на коксующийся уголь – непременного участника выплавки. В ноябре европейские компании предлагает рулон горячекатаной стали по 500 Евро за т.

Благородные металлы

К данной группе относятся химически устойчивые, не окисляющиеся в воде и воздухе сплавы. Стоит отметить, что количество таких металлов на всей планете относительно невелико, а процесс добычи и обработки исключительно сложный и трудоемкий. Если издавна человечество знало всего о 7 группах, то сегодня их несколько больше. Так, наиболее известные виды драгоценных металлов: золото, серебро, платина, осмий, родий, палладий, иридий и др. Все они встречаются в природе. Также существуют так называемые изотопы. Их получают в лабораториях путем сложных химических реакций. Самый дорогостоящий такой металл – калифорний-252 стоимостью 500 тысяч долларов за грамм. К наиболее же востребованным относится осмий-187, получаемый в современных лабораториях.

Нахождение в природе

Бо́льшая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 химических элементов). Золото, серебро и платина относятся также к драгоценным (благородным) металлам

. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде и в живых организмах (играя при этом важную роль).

Известно, что организм человека на 3 % состоит из металлов[7]. Больше всего в организме кальция (в костях) и натрия, выступающего в роли электролита в межклеточной жидкости и цитоплазме. Магний накапливается в мышцах и нервной системе, медь — в печени, железо — в крови.

О серебре и золоте

Еще с эпохи каменного века люди знакомы с таким металлом, как золото. Можно с уверенностью сказать о том, что это самый главный драгметалл во всем мире. В природе чаще всего встречается в качестве самородков с небольшим количеством примесей или в сплаве с серебром. К исключительным особенностям стоит отнести теплопроводность и очень низкое сопротивление. Конечно, нельзя не отметить ковкость золота, из-за чего оно является крайне популярным материалом для изготовления ювелирных изделий. Интересный факт: самый большой золотой самородок нашли в Австралии. Весил он порядка 90 килограммов.

Если рассматривать основные виды драгоценных металлов, то нельзя не сказать о серебре. В природе данный материал встречается в самородном виде (серебряная руда). Но стоит отметить, что основная добыча осуществляется из комплексных руд, где серебра относительно немного, но залежи таких ископаемых встречаются чаще. Это очень мягкий и пластичный металл, который обладает исключительной электро- и теплопроводностью.

Структура металлов

Кристаллическая структура сплавов

Вакансия в кристаллической решётке Образование дендритов
См. также: Металловедение

Ни один металл невозможно приготовить в абсолютно чистом состоянии. Технически «чистые» металлы могут содержать до нескольких процентов примесей, и если эти примеси являются элементами с низким атомным весом (например, углерод, азот или кислород), то в пересчёте на атомные проценты содержание этих примесей может быть очень большим. Первые небольшие количества примесей в металле обычно входят в кристалл в виде твёрдого раствора. Можно выделить два главных типа твёрдых растворов:

первый, когда атомы примеси намного меньше атомов металла-растворителя, растворённые атомы располагаются в решётке растворителя по междоузлиям, или «пустотам». Образование таких твёрдых растворов — твёрдых растворов внедрения — почти всегда сопровождается расширением решётки растворителя, и в окрестности каждого растворённого атома имеется локальное искажение решётки;
второй, когда атомы примеси и растворителя имеют приблизительно одинаковые размеры, образуется твёрдый раствор замещения, в котором атомы растворённого элемента замещают атомы растворителя, так что атомы обоих сортов занимают места в узлах общей решётки. В таких случаях тоже вокруг каждого растворённого атома имеется искажённая область, а будет ли при этом решётка расширяться или сжиматься, зависит от относительных размеров атомов растворителя и растворённого вещества[11].

Для большей части металлов наиболее важными элементами, образующими твёрдые растворы внедрения, являются водород, бор, углерод, азот и кислород. Присутствие дислокаций всегда приводит к появлению аномально больших или малых межатомных расстояний. В присутствии примесей каждая дислокация окружена «атмосферой» примесных атомов. Примесные а дислокации, потому что в результате перемещения дислокаций будет образовываться новая конфигурация с повышенной энергией. Границы между кристаллами также являются областями с аномальными межатомными расстояниями и, следовательно, тоже растворяют примесные атомы легче, чем неискажённые области кристаллов.

При увеличении содержания примесей растворённые атомы входят и в основную массу кристалла, однако всё ещё имеется избыток примеси по границам зёрен и вокруг дислокаций. Когда содержание примеси превышает предел растворимости, появляется новая фаза, которая может представлять собой или растворённое вещество, или промежуточную фазу, или соединение. В таких случаях границы между фазами могут быть двух родов. В общем случае кристаллическая структура частичек примеси слишком отлична от структуры металла-растворителя, поэтому решётки двух фаз не могут переходить одна в другую, образуя непрерывную структуру. В таких случаях на границах раздела фаз образуются слои с нерегулярной (искажённой) структурой. С образованием границ связано появление свободной поверхностной энергии, однако энергия деформации решётки растворителя относительно невелика. В таких случаях говорят, что эти частицы выделяются некогерентно.

B ряде случаев межатомные расстояния и кристаллическая структура металла-растворителя и частичек примеси таковы, что некоторые плоскости могут соединяться между собой, образуя непрерывную структуру. Тогда говорят, что частицы второй фазы выделяются когерентно и, поскольку сопряжение решёток никогда не бывает абсолютно точным, вокруг границы образуется сильно напряжённая область. В тех случаях, когда энергия деформации слишком велика для этого, соседние кристаллы могут контактировать таким образом, что при этом в пограничных слоях возникают области упругой деформации, а на самой границе раздела — дислокации. В таких случаях говорят, что частицы выделяются полукогерентно[12].

При повышении температуры вследствие увеличения амплитуды колебаний атомов может образоваться дефект кристаллической решётки, который называют вакансия или «дырка». Диффузия вакансий является одним из механизмов образования дислокаций[13].

Как правило, кристаллизация металла происходит путём переохлаждения с образованием дендритной структуры. По мере разрастания дендритные кристаллы соприкасаются, при этом образуются различные дефекты структуры. В большинстве случаев металл затвердевает так, что первая порция кристаллов содержит меньше примесей, чем последующие. Поэтому, как правило, примеси концентрируются на границах зёрен, образуя стабильные структуры[14].

Родий и платина

Родий – металл, не имеющий собственных минералов, поэтому является одним из самых дорогостоящих. За грамм придется отдать более 220 долларов. Данный благородный металл имеет серебристый цвет с голубоватым отливом. Отличается своей устойчивостью к химическим и температурным воздействиям, но крайне уязвим к механическим повреждениям ввиду своей хрупкости. Так как стоит достаточно дорого, то используется лишь там, где нельзя подобрать аналог.

Если рассматривать типы и виды металлов, то нельзя не сказать о платине, открытой в 1952 году шведским химиком. Это достаточно редкий материал и в природе встречается только в сочетании сплавов с другими металлами. Процесс добычи крайне трудоемкий и требует больших вложений, но оно того стоит, ведь на платину не действует ни одна известная на сегодняшний день кислота. При нагревании не изменяет свой цвет и не окисляется.

Виды цветных металлов

Данная группа является наиболее востребованной, так как большинство материалов является сырьем для получения металлопроката. Если говорить о сфере применения, то она достаточно обширна, это: машиностроение, металлургия, радиоэлектроника, сфера высоких технологий и т. д. По физическим свойствам бывают следующие виды цветных металлов:

тяжелые (свинец, цинк, олово, никель и др.);
легкие (алюминий, титан, магний и др.).

Согласно данной классификации, существует металлургия легких и тяжелых металлов. Не секрет, что из данной группы можно изготовить совершенно любую технику. Обратите внимание, что к цветным относятся все виды сплавов металлов, кроме железа. А сейчас давайте пойдем дальше.

Основные виды тяжелых металлов

На сегодняшний день существует примерно 40 определений понятия данной группы материалов. Среди отличительных особенностей — внушительный атомный вес, как правило, более 50. Из этого можно сделать вывод о том, что в список стоит включить все, что идет после ванадия (независимо от плотности). Но если использовать другое определение, то определяющим параметром может быть плотность, которая должна быть более, чем у железа (8 г/см3). В этом случае в список попадут: свинец, ртуть, медь, а вот олово окажется за списком. Сегодня крайне остро стоит вопрос загрязнения окружающей среды данной группой. Это обусловлено тем, что многие металлы используются в тяжелой промышленности и попадают в океан вместе со сточными водами. Основная проблема – это высокая токсичность ртути, свинца, кадмия. Кроме того, некоторые виды тяжелых металлов имеют особенность накапливаться в живых организмах. Так, из-за отравления ртутью в 1977 году насчитывалось более 2300 жертв.

Классификация

Из 118 химических элементов, открытых на данный момент, к металлам относят:

6 элементов в группе щелочных металлов: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr;

4 в группе щёлочноземельных металлов: Ca, Sr, Ba, Ra;

а также вне определённых групп бериллий и магний;

40 в группе переходных металлов:

— Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn; — Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd; — La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg; — Ac, Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Ds, Rg, Cn;

7 в группе лёгких металлов: Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi;

7 в группе полуметаллов[1]: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po;

14 в группе лантаноиды + лантан (La): Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu;

14 в группе актиноиды (физические свойства изучены не у всех элементов) + актиний (Ac): Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr.

Также металлическими свойствами может обладать водород[2][3].

Таким образом, к металлам, возможно, относится 94 элемента из всех открытых; все остальные являются неметаллами.

В астрофизике термин «металл» может иметь другое значение и обозначать все химические элементы тяжелее гелия (см. Металличность)

Кроме того, в физике металлам, как проводникам, противопоставляется полупроводники и диэлектрики (см. также Полуметалл (спинтроника)

Некоторые группы/семейства металлов

Осмий

Алюминий

Барий

Щелочные:
Натрий
Калий
Рубидий
Цезий
Франций
Щёлочноземельные:
Стронций
Барий
Радий
Другие (которые зачастую не совсем правильно относят к щёлочноземельным):
Магний
Переходные:
Титан
Железо
Платина
Медь
Цинк
Золото
Серебро
Палладий
Ртуть
Никель
Кобальт
Вольфрам
Постпереходные:
Галлий
Свинец
Олово
Тяжёлые:
Ртуть
Медь
Кадмий
Кобальт
Тугоплавкие
Металлы платиновой группы
Цветные
Благородные
Монетные

Аморфные металлы

Основная статья: Аморфные металлы

Ртуть, свинец и кадмий

Это самые опасные цветные металлы, относящиеся к тяжелым. Являются основными загрязнителями окружающей среды. Ртуть – высокотоксичный металл для человека, в океан попадает через атмосферу и со сточными водами. Когда на электростанциях сжигают уголь, то соединения ртути попадают в атмосферу, а затем выпадают в океан в виде осадков. Кроме того, многие пресноводные и морские обитатели накапливают в своем организме значительное количество ртути, что не один раз приводило к отравлению человека, и даже смерти.

типы и виды металлов

Кадмий – рассеянный и достаточно редкий элемент, который попадает в океан вместе со сточными водами металлургических и рудообогатительных производств. Следует отметить, что кадмий присутствует в организме человека, но его очень мало. При хроническом отравлении разрушаются кости, и начинается анемия. Что касается свинца, то этот металл в рассеянном состоянии есть практически везде. Такие виды металлов, фото которых мы привели выше, выводятся из организма, но достаточно медленно, поэтому их избыточное количество вызывает серьезные проблемы со здоровьем. Наряду с континентальной пылью в океан вместе с атмосферными осадками попадает примерно 25 тысяч тонн свинца.

Методы классификации

Характеристики, которыми обладают нержавеющие стали, определяются как химическим составом сплавов, так особенностями их внутренней структуры. В зависимости от данных параметров все стали, относящиеся к категории нержавеющих, делятся на четыре группы.

В химическом составе сталей данной группы хром содержится в объеме 20% (поэтому их и называют хромистыми). Благодаря значительному содержанию хрома изделия из таких сталей способны успешно противостоять воздействию даже очень агрессивных сред. Стальные сплавы данной группы отличаются хорошими магнитными характеристиками.

Химический состав и механические свойства сталей ферритного класса

Крупными потребителями ферритных сталей являются предприятия тяжелой и химической промышленности, из нержавеющих сплавов этого вида производят элементы отопительного оборудования, а также многое другое. Сплавы ферритной группы занимают достаточно большую долю рынка нержавеющих сталей и по уровню своей востребованности лишь незначительно уступают материалам с аустенитной внутренней структурой, но стоят значительно дешевле последних.

Это нержавеющие стали, значительная доля химического состава которых (до 33%) приходится на хром и никель. Потребители отдают предпочтение этим сплавам из-за того, что такие материалы отличаются высокой прочностью и исключительной устойчивостью к коррозии.

Химический состав и сферы применения жаропрочных аустенитных нержавеющих сталей (нажмите для увеличения)

Мартенситные и ферритно-мартенситные

Благодаря особенностям внутренней структуры такие сплавы отличаются самой высокой прочностью среди сталей. Кроме того, они характеризуются хорошей износоустойчивостью и минимальным количеством вредных примесей в своем составе. Именно к этой категории относится жаропрочная коррозионностойкая сталь, способная не только успешно противостоять окислительным процессам, но и эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия высоких температур, не утрачивая при этом своих первоначальных свойств.

Содержание химических элементов в мартенситных и ферритно-мартенситных сталях (нажмите для увеличения)

Сюда относятся стали с внутренней структурой комбинированного типа: аустенитно-ферритной и аустенитно-мартенситной. Такие инновационные материалы оптимально сочетают в себе лучшие свойства всех вышеперечисленных видов нержавеющих сталей.

Химические составы коррозионностойких сталей аустенитно-мартенситного класса

Владение информацией о том, к какой из групп относится та или иная марка нержавеющей стали, позволяет оптимально подбирать сплавы для решения определенных технологических задач.

На заметку

Как вы видите, существуют самые различные виды и свойства металлов. Что-то вовсе не опасно, и каждый день мы носим серебряный крестик и золотое кольцо на руке. Радиоактивные вещества могут убить человека, поэтому экологи всего мира пытаются отчасти решить вопрос выброса опасных металлов в океан и атмосферу. Конечно, решать такие проблемы очень сложно, особенно учитывая то, что большинство предпринимателей вообще не идут на контакт. Тем не менее, не стоит забывать о том, что без проводников, которые состоят тоже из металла, невозможны электрические схемы, а без железа не будет машин и других привычных для нас вещей.

Нами не была затронута группа так называемых радиоактивных металлов периодической таблицы Менделеева. Сюда относятся: технеций, полоний, прометий и др. Основное назначение – использование в ядерных реакторах и оружии, что делает их очень опасными.

Цена на сырье продолжает расти

Железо и сталь – это два вещества, которые часто встречаются в различных областях применения, таких как посуда, конструкция и т. Д. Эти два вещества часто путают, так как они похожи по цвету и составу. Сталь фактически сделана, смешивая железо с углеродом; следовательно, это побочный продукт железа. Однако они по-прежнему отличаются друг от друга, так как железо также используется для изготовления различных других сплавов.
Железо – это химический элемент, который в изобилии содержится в земной коре. Он часто составляет внешнее и внутреннее ядро Земли и является четвертым наиболее распространенным элементом в коре. Он находится в периодической таблице элементов под символом Fe и атомным номером 26. Присутствие железа часто встречается на каменистых планетах, таких как Земля, из-за слияния в звездах с большой массой. Скалистые планеты обычно производят никель-56 (который распадается на самый распространенный изотоп железа) из последней экзотермической реакции ядерного синтеза. Железо существует в различных степенях окисления от -2 до +6, причем наиболее распространены +2 и +3.

Чистое железо блестящее серебристо-серое, но оно очень подвержено эрозии от ржавчины при попадании во влажный воздух. Чистое железо также очень мягкое и податливое, но его невозможно получить плавлением. Из-за отсутствия технологий в старину медные сплавы широко использовались в истории, пока этот процесс не был создан. Железо часто добывают из железных руд, которые находятся в земной коре. Железные руды подвергаются процессу извлечения, чтобы извлечь железо из породы и других веществ. Железо чаще встречается в формах сплавов, таких как стальные сплавы, сырое железо, кованое железо и чугун. Эти сплавы значительно упрочнены и закалены из-за таких примесей, как углерод. Если железо содержит углерод в соотношении 0,2% и 2,1%, оно становится сталью, которое может быть в 1000 раз тяжелее по сравнению с чистым железом. Сырой железный металл производится в доменных печах с использованием кокса (топлива) для превращения руды в чугун.

Железо также играет важную роль в биологии, где оно образует комплексы с молекулярным кислородом в гемоглобине и миоглобине и помогает транспорту кислорода и белков в организме. Чистые железные материалы с древних времен обычно не обнаруживаются из-за высокого уровня коррозии железа. Металлические шарики, найденные в Герце, Египет Дж. А. Уэйнрайтом, датируются 3500 г. до н.э., а также содержат около 7,5% никеля, что делает его железным сплавом. Также известно, что железо используется для создания кузнечного оружия и инструментов. Считается, что первое производство железа было в середине бронзового века, когда расплавленное железо было найдено в Месопотамии между 2700 и 3000 гг. До н.э. На самом деле хетты считаются первыми людьми, которые поняли добычу железа из его руд и высоко оценили его в своем обществе. Период между 1500 и 1200 г. до н.э. был назван железным веком. Кованое железо и чугун чаще всего используются в различных областях, таких как строительство, столовые приборы и производство стали.

Сталь – это сплав, то есть смесь двух или более металлических элементов или одного металлического и неметаллического элемента. Это чаще всего сделано из сплавления железа и углерода вместе. Хотя углерод является наиболее распространенным легирующим материалом для железа, также могут использоваться другие материалы, такие как марганец, ванадий, хром и вольфрам. Углерод действует как упрочняющий агент, предотвращая любые дислокации в кристаллической решетке атома железа и соскальзывание друг с другом, что делает сталь более долговечной. Изменяя количество легирующих элементов и форму их присутствия в стали, можно контролировать такие качества, как твердость, пластичность и предел прочности стали. Хотя сталь, как известно, существует около 4000 лет назад, она широко не производилась до 17-го века из-за внедрения бессемеровского процесса. Этот процесс сделал производство стали дешевле, эффективнее и проще.

Сталь производится путем подачи железа в процесс, известный как плавка, при котором железо извлекается из железной руды, а избыток кислорода удаляется, а железо объединяется с химическими партнерами, такими как углерод. Сталь по сравнению с чистым железом более устойчива к ржавчине и обладает лучшей свариваемостью. Другие металлы добавляются в смесь железа и углерода, чтобы влиять на свойства стали. Такие металлы, как никель и марганец, увеличивают прочность стали на разрыв и делают аустенитную форму железоуглеродного раствора более химически стабильной, в то время как хром может повысить твердость и температуру плавления. Сталь является очень податливым веществом и является одним из наиболее распространенных используемых сплавов в современном мире. Он находится в различных областях применения, таких как инструменты, посуда, автомобили, оружие и здания. Это также самый распространенный сплав, ежегодно производимый почти на 1,3 миллиарда тонн.

Чем сталь отличается от железа: особенности и отличия – Что лучше

Сталь: виды, свойства, марки, производство

Сталь и изделия из неё настолько прочно вошли в жизнь и быт современного человека, что существование без металлических предметов трудно представить. Когда это касается посуды, мелких инструментов, бытовой техники и оборудования совсем не обязательно знать марку, классификацию сплавов, области их применения.

Эти сведения важны, скорее, для тех, кто решился приступить к строительству собственного жилья, и не знает какие металлоизделия подходят для этих целей. Итак, о том, что такое сталь, какие виды стали существуют, и какими свойствами обладает этот популярный на сегодняшнее время сплав, будет рассказано в строительном журнале samastroyka.ru.

Марки стали

Несмотря на то, что сталь однозначно признаётся самым востребованным сплавом железа, единая система маркировки её видов по настоящее время не сложилась. Наиболее проста и популярна буквенно-численная маркировка.

Качественные углеродистые стали маркируют с использованием литеры «У» и двузначным числовым значением (в сотых %) уровня углерода в их составе (У11).В марке обычных углеродистых сталей за буквой следует число, указывающее на количество углерода в десятых % — У8.

Литеры используются и в маркировке легированных сталей. Они указывают на основной элемент, применяемый для легирования. Идущая следом цифра показывает концентрацию данного элемента в составе стали. Перед литерой ставят цифру, соответствующую доле углерода в металле в сотых %.

Например, стоящая в конце марки высококачественного сплава буква «А» указывает на его качество. Эта же литера в середине марки уведомляет об основном элементе легирования, в данном случае им является азот. Литера в начале марки сообщает о том, что это автоматная сталь.

Литера «Ш» в конце маркировки, прописанная через дефис, говорит о том, что это особовысококачественный сплав. Качественные стали, не имеют в маркировке литер «А» и «Ш». Кроме того, существует дополнительная маркировка, указывающая на особые характеристики сталей. Так, например, магнитные сплавы о, а электротехнические — «Э».

Буквенно-числовая маркировка, пожалуй, одна из самых простых и понятных для потребителя. Другие, более сложные, доступны только для специалистов.

Разница между железом и сталью

Железо и сталь — это два разных вида материала, но железо также является основным компонентом стали.

главное отличие между железом и сталью железо это элемент в то время как сталь — это сплав железа, Оба этих материала широко используются при изготовлении различных объектов в промышленных масштабах.

Сталь была фактически усовершенствованием, сделанным, чтобы сделать использование железа более желательным и длительным. Качество ржавчины было ключевым фактором, который был принят во внимание здесь. Однако не все виды стали демонстрируют это качество; сталь, которая отображает это свойство, называется «нержавеющая сталь».

Что такое железо

Железо является популярным элементом, так как его в изобилии на земле. В периодической таблице он классифицируется как ‘элементы d block ’, поскольку у него есть свои валентные электроны в оболочках «d». Поэтому железо обычно называют переходным металлом.

Атомный номер железа равен 26. Это означает, что это 26го элемент в периодической таблице по весу. И его электронная конфигурация есть; 1s2 2s2 2р6 3s2 3p6 4s2 3d6, Глядя на электронную конфигурацию железа, становится ясно, что у него 6 «d» электронов.

Когда железо образует ионы, оно оседает в двух основных состояниях окисления; +2 и +3. Соединения в степени окисления +2 называются соединениями железа, а соединения в степени окисления +3 — соединениями железа.

Такая природа наличия нескольких степеней окисления распространена среди блочных элементов «d».

Когда железо образует +2 степени окисления, оно удаляет только свои 4s2 электроны. Но при образовании ионов трехвалентного железа удаляются как 4s, так и 3d электроны.

В целом, в зависимости от конечной конфигурации электронов, ионы трехвалентного железа более устойчивы на воздухе, чем ионы двухвалентного железа. Тем не менее, железо подвержено ржавчине.

Из-за присутствия влаги и кислорода в воздухе железный элемент легко окисляется и образует оксид железа, а дальнейшее окисление может привести к образованию оксида железа, который является темно-коричневым слоистым веществом, которое называют «ржавчиной».

Железо образует много стабильных соединений, а руда металла используется для различных промышленных применений. Однако железо является пластичным и менее прочным для некоторых нужд применения. Таким образом, улучшения в свойствах металла были рассмотрены, и Сталь родилась в результате.

Сталь и металл 2021

Сталь против металла

Основное различие между сталью и металлом заключается в том, что сталь представляет собой сплав из металлического железа, а металлы представляют собой элементы, естественно присутствующие в земной коре, и вывозимые из разных частей мира. Металлы представляют собой немагнитные, пластичные и некорродирующие элементы с высокой устойчивостью к потускнению. Металлы также безопасны и обладают гигиеническими свойствами; они присутствуют в биологической системе человеческого организма и не вредны при имплантации.

Сталь изготавливается путем добавления контролируемого количества углерода к железу. Для производства почти шестидесяти марок стальных сплавов добавляются различные металлы. Например, хром добавляется к стали для изготовления нержавеющей стали. В отличие от других металлов сталь известна своей прочностью и усталостью. Он может выдерживать тонны грузов в течение длительного времени по сравнению с другими металлами.

Металлические руды необходимо доработать перед использованием. Примеси, называемые шлаком, или другие металлы удаляются. Затем они объединяются с другими металлами для получения большей прочности и качества. Металлы покрыты, чтобы производить больше блеска и стабильности, например, латунь никелированная или позолоченное серебро. Сталь представляет собой соединение железа и углерода, изготовленное в печах. Сталь имеет вязкость и сжимается при холоде. В экстремальных погодных условиях условия, такие как холодные температуры, могут влиять на сталь до хрупкого, но металлы могут выдерживать минус температуры. Металлы имеют атрибуты блеска, пластичности и ковкости, которые делают их применение в различных отраслях очень легким. Они используются для изготовления монет, ювелирных изделий, оружия, хирургических имплантатов, промышленных продуктов, предметов домашнего обихода, проектирования и строительства, архитектурного проектирования и декоративных изделий. Сталь используется для изготовления прочных конструкций, инструментов, автомобильных кузовов и других компонентов, строительных материалов, мостов, кораблей, орудий и т. Д. Сталь является коррозионной и может ржаветь, если углерод присутствует в высоком содержании. Он является магнитным, а не таким мощным тепловым или электрическим проводником, как металл. Сталь становится гигиеничной путем добавления металлов, например хрома. Сталь – это искусственный элемент и намного дешевле золота, серебра, алюминия или других металлов. Металлы дороги, а некоторые из них рассматриваются как денежные объекты, такие как золото и серебро.

Металлы имеют высокие температуры плавления или замерзания; это означает, что точка замерзания металла равна точке его кипения. Точка кипения стали составляет 3000 градусов. В эту современную эпоху технологий почти все найденные металлы либо сплавы, либо в сочетании с другими металлами, чтобы повысить их прочность, твердость и силы сопротивления. Чистые металлы не могут быть использованы широко и экономично. Сталь экономична и используется для определения веса подшипника различными способами.

1. Сталь – это не металл, а сплав железа, изготовленный в печах.

2. Металлы существуют естественным образом в земной коре и выведены из земли.

3. Сталь сильна и предназначена для конструкций, используемых для строительства домов, скребков, кораблей или орудий.

4. Металлы гибкие, пластичные и используются для изготовления ювелирных изделий, декоративных изделий и хирургических имплантатов.

5. Сталь может ржаветь и является магнитной. Металлы являются антикоррозионными и немагнитными, а также представляют собой высокие тепловые и электрические проводники.

Чем отличается железо от стали?

Железо и сталь — это два разных вида материала, но железо также является основным компонентом стали.

Что такое сталь

Сталь отличается от железа тем, что это сплав, а не элемент. Сплав — это смесь разных металлов или металл, смешанный с другим элементом.

Сталь производится путем смешивания небольшого процента Углерод с железом, углерода обычно не превышает 2,1% по весу.

Присутствие углерода придает стали больше прочности, чем просто железо, и становится более применимым для различных применений. Однако, чем выше содержание углерода, тем более хрупкой будет сталь.

Стали также обладают другими легирующими элементами, такими как хром, никель и марганец. Эти элементы добавлены для предотвращения ржавления стали. Здесь происходит то, что вместо окисления железа хром, который имеет более низкий окислительный потенциал, окисляется, защищая железо. Таким образом, сталь остается сияющей намного дольше.

Определение

Железо это чистый элемент.

Сталь это сплав, где железо является основным компонентом.

Ржавчина

Железо легко окисляется с образованием ржавчины, а блеск не длится долго.

Легирующие элементы в Сталь защитить его от ржавчины; Таким образом, блеск длится дольше.

Элементная Композиция

Железо это элемент сам по себе.

Сталь в основном состоит из железа и углерода, а также содержит процентное содержание таких элементов, как хром, никель и т. д.

свойства

Железо не такой прочный, как сталь, и менее хрупкий.

Добавление углерода в Сталь делает его сильнее, чем железо. Тем не менее, это также делает сталь хрупкой.

Приложения

Железо используется для некоторых приложений; однако, не используется в готовых изделиях и конструкциях, где требуется много преимуществ. Поэтому использование железа в качестве чистого металла достигло предела.

Большая часть использования железа была заменена Сталь так как он обладает многими желательными свойствами.

«Железный мост 6» Роантрума — Flickr.

Чем чугун отличается от стали: основные свойства и отличительные характеристики

Продукция черной металлургии широко используется во многих отраслях народного хозяйства, а черный металл всегда востребован в строительстве и машиностроении. Металлургия уже давно успешно развивается, благодаря своему высокому техническому потенциалу. Наиболее часто применяются в производстве и в быту чугунные и стальные изделия.

Чугун и сталь оба относятся к группе черных металлов, эти материалы представляют собой уникальные по своим свойствам сплавы железа с углеродом. В чем отличия стали и чугуна, их главные свойства и характеристики?

Сталь и ее основные характеристики

Сталь представляет собой деформированный сплав железа с углеродом, которого всегда максимум до 2%, а также другие элементы.

Углерод является важным компонентом, поскольку придает прочности сплавам железа, а также твердость, за счет этого снижается мягкость и пластичность.

В сплав часто добавляются легирующие элементы, что в итоге дает легированную и высоколегированную сталь, когда в составе не менее 45% железа и не более 2% углерода, остальные 53% составляют добавки.

Сталь является важнейшим материалом во многих отраслях, ее применяют в строительстве и по мере роста технико-экономического уровня страны, растут и масштабы производства стали. В давние времена мастера для получения литой стали применяли тигельную плавку и такой процесс был малопроизводительным и трудоемким, но сталь отличалась высокими качествами.

Со временем процессы получения стали менялись, на смену тигельному пришли бессемеровский и мартеновский метод получения стали, что дало возможность наладить массовое производство литой стали.

Затем стали выплавлять сталь в электрических печах, после чего был внедрен кислородно-конверторный процесс, он позволил получать особо чистый металл.

От количества и видов связующих компонентов сталь может быть:

Низколегированной
Среднелегированной
Высоколегированной

В зависимости от содержания углерода она бывает:

Низкоуглеродистой
Среднеуглеродистой
Высокоуглеродистой.

В состав металла часто входят неметаллические соединения — оксиды, фосфиды, сульфиды, их содержание отличается на качестве стали, существует определенная классификация качества.

Плотность стали составляет 7700-7900 кг/м3, а общие характеристики стали складываются из таких показателей, как — прочность, твердость, износостойкость и пригодность для обработки различного вида.

По сравнению с чугуном сталь обладает большей пластичностью, прочностью и твердостью.

Благодаря пластичности она легко поддается обработке, сталь отличается более высокой теплопроводностью, а ее качество повышается за счет закаливания.

Такие элементы, как никель, хром и молибден являются легирующими компонентами, каждый из них придает стали свои характеристики.

Благодаря хрому сталь становится более прочной и твердой, повышается ее износостойкость. Никель также придает прочности, а также вязкости и твердости, повышает ее антикоррозийные свойства и прокаливаемость.

Кремний снижает вязкость, а марганец улучшает качества свариваемости и прокаливания.

Все существующие виды стали имеют температуру плавления от 1450 до 1520оС и представляют собой прочные износостойкие и стойкие к деформации сплавы металла.

Чугун и его основные характеристики

Основу производства чугуна также составляет железо и углерод, но в отличие от стали углерода в нем больше, а также других примесей в виде легирующих металлов. Он отличается хрупкостью и разрушается без видимой деформации. Углерод здесь выступает графитом или цементитом и за счет содержания других элементов чугун делится на следующие разновидности:

Белый — где лидирует в большинстве цементит, этот материал на изломе имеет белый цвет. Данный компонент отличается хрупкостью и одновременно твердостью. Он легок в обработке, что придает ковкость чугуну.
Серый — в этой разновидности большую долю составляет графит, за счет чего чугун получается пластичным. Готовый чугун имеет небольшую температуру плавления, отличается мягкостью, его легче резать.
Ковкий — достигается методом обжига белого чугуна, его томят в специальных нагревательных печах при температуре в 950-1000оС. Присущая белому чугуну твердость и хрупкость снижаются, он не куется, а только становится более пластичным.
Высокопрочный сплав чугуна — в нем содержится шаровидный графит, который образуется в ходе кристаллизации.

Виды и марки стали

Сталь. Виды и марки стали. Их применение.

Сталь – это сплав железа и углерода с другими элементами, содержание углерода в нём не более 2,14%.

Наиболее общая характеристика – по химическому составу сталь различают:

углеродистую сталь (Fe – железо, C – углерод, Mn – марганец, Si — кремний, S – сера, P – фосфор). По содержанию углерода делится на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую. Углеродистая сталь предназначена для статически нагруженного инструмента.

легированную сталь – добавляются легирующие элементы: азот, бор, алюминий, углерод, фосфор, кобальт, кремний, ванадий, медь, молибден, марганец, титан, цирконий, хром, вольфрам, никель, ниобий.

По способу производства и содержанию примесей сталь различается:

сталь обыкновенного качества ( углерода менее 0,6%) – соответствует ГОСТ 14637, ГОСТ 380-94. Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5,Ст6. Буквы «Ст» обозначают сталь обыкновенного качества, цифры указывают на номер маркировки в зависимости от механических свойств. Является наиболее дешёвой сталью, но уступает по другим качествам.

качественная сталь ( углеродистая или легированная ) – ГОСТ 1577, содержание углерода обозначается в сотых долях % – 08, 10, 25, 40, дополнительно может указываться степень раскисления и характер затвердевания. Качественная углеродистая сталь обладает высокой пластичностью и повышенной свариваемостью.

Низкоуглеродистые качественные конструкционные стали характеризуются невысокой прочностью и высокой пластичностью. Из листового проката стали 08, 10, 08кп изготавливают детали для холодной штамповки. Из сталей 15, 20 делают болты, винты, гайки, оси, крюки,шпильки и другие детали неответственного назначения.

Среднеуглеродистые качественные стали (ст 30, 35, 40, 45, 50, 55) используют после нормализации и поверхностной закалки для изготовления таких деталей, которые обладают высокой прочностью и вязкостью сердцевины (оси, винты, втулки и т. д.)

Стали 60 — стали 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью, упругими свойствами. Из них изготавливают крановые колёса, прокатные валки, клапаны компрессоров, пружины, рессоры и т.д.

высококачественная — сложный химический состав с пониженным содержанием фосфора и серы — по ГОСТу 19281.

Также сталь делится по применению :

а) строительная сталь — углеродистая обыкновенного качества. Обладает отличной свариваемостью. Цифра обозначает условный номер состава стали по ГОСТу. Чем больше условный номер, тем больше содержание углерода, тем выше прочность стали и ниже пластичность.

Ст0-3 — для вторичных элементов конструкций и неответственных деталей (настилы, перила, подкладка,шайбы)

Ст3 используют для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, которые работают при положительных температурах. ГОСТ 380-88.

Стандартом качества предусмотрена сталь с повышенным количеством марганца (Ст3Гсп/пс, ст5Гсп/пс).

б) конструкционная сталь — ГОСТ 1050

Углеродистые качественные конструкционные стали используются в машиностроении, для сварных, болтовых конструкций, для кровельных работ, для изготовления рельсов, железнодорожных колёс, валов, шестерен и других деталей грузоподъёмников.Ц ифры в маркировке означают содержание углерода в десятых долях процента.

Ст20 — малонагруженные детали, такие как валики, копиры, упоры,

Ст35 — испытывающие небольшие напряжения (оси, тяги, рычаги, диски, траверсы, валы),

Ст45 (ст40Х) — требующие повышенной прочности (валы, муфты, оси, зубчатые рейки)

Конструкционные легированные стали используют для гусениц тракторов, изготовления пружин, рессор, осей, валов, автомобильных деталей, деталей турбин и др.

в) инструментальная сталь — применяется для режущего инструмента, быстрорежущая сталь для холодного и горячего деформирования материла, для измерительных инструментов, на производство молотков, долот, стамесок, резцов, свёрлов, напильников, бритв, рашпилей.

У7, У8А (цифра- десятые доли процента по содержанию углерода). Углеродистые стали выпускают качественными и высококачественными. Буква «А» означает высококачественную углеродистую инструментальную сталь.

г) легированная сталь — универсальная сталь, содержащая специальную примесь. Содержание кремния более 0,5%, марганца более 1%. ГОСТ 19281-89. Если содержание легирующего элемента превышает 1 – 1,5%, то оно указывается цифрой после соответствующей буквы.

низколегированная сталь — где легирующих элементов до 2,5% (09Г2С, 10ХСНД, 18ХГТ). Низколегированную сталь можно использовать в условиях крайнего севера, от -70 град С. Низколегированную сталь отличает большая прочность за счёт более высокого предела текучести,что важно для ответственных конструкций.

среднелегированная (2,5 -10%),

высоколегированная (от 10 до 50%)

Сталь 09Г2С применяется для паровых котлов, аппаратов и ёмкостей, работающих под давлением и температурой от минус 70, до плюс 450град; её используют для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении.

Сталь 10ХСНД используют для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в сдостроении, вагоностроении.

18ХГТ применяют для деталей, работающих на больших скоростях при высоком давлении и ударных нагрузках.

д) сталь особого назначения — сталь с особыми физическими свойствами. Она применяется в электротехничсеской промышленности и точном судостроении.

На свариваемость стали влияет степень её раскисления. По степени раскисления сталь классифицируется:

Чем отличается сталь от железа?

Сталь: виды, свойства, марки, производство

Что такое сталь, и её отличие от чугуна

Железоуглеродистый сплав — это и есть всем известная сталь. Обычно доля углерода в сплаве варьируется от 0,1 до 2,14%. Увеличение концентрации углерода делает сталь хрупкой. Кроме основных компонентов в сплаве содержатся и небольшие количества магния, марганца и кремния, а так же вредных серных и фосфорных примесей.

По основным свойствам сталь и чугун очень схожи. Несмотря на это между ними существуют значительные различия:

сталь более прочный и твёрдый материал, нежели чугун;
чугун, несмотря на обманчивую массивность чугунных изделий, более лёгкий материал;
поскольку в составе стали ничтожно малый процент углерода, её легче обрабатывать. Для чугуна более предпочтительна отливка;
изделия из чугуна лучше сохраняют тепло, благодаря тому, что его теплопроводность значительно ниже чем у стали;
закалка металла, повышающая прочность материала, невозможна в отношении чугуна.

Достоинства и несовершенства стальных сплавов

Поскольку марок стали огромное количество, а изделий из неё ещё больше, то говорить о плюсах и минусах стали бессмысленно. Тем более, что свойства металла во многом зависят от технологий изготовления и обработки.

Вследствие этого можно только выделить несколько общих преимущественных особенностей стали, таких как:

прочность и твёрдость;
вязкость и упругость, то есть способность не деформироваться и выдерживать ударные, статические и динамические нагрузки;
доступность для разных способов обработки;
долговечность и повышенная износоустойчивость в сравнении с другими металлами;
доступность сырьевой базы, экономичность производственных технологий.

К сожалению, стали свойственны и некоторые минусы:

неустойчивость к коррозии, в том числе высокий уровень электрохимической коррозии;
сталь — тяжёлый металл;
изготовление изделий из стали производится в несколько этапов, нарушение технологии на любом из них приводит к снижению качества.

Разновидности и классификации стальных сплавов

Сегодня сложно определить количество производимых и используемых стальных сплавов. Так же не просто их классифицировать, поскольку их свойства зависят от множества параметров, таких как состав, характер и количество добавок, способы изготовления и обработки, назначения и многих других.

По качеству принято различать обычные, качественные, высококачественные и особовысококачественные стали. Доля вредных примесей является основным критерием для определения качества сплава. Для обыкновенных сталей характерны более высокие значения доли примесей, чем для особовысококачественных сплавов.

Химический состав стали. В основу производства сплавов из железа положена его способность формировать различные структурные фазы при разных температурах, так называемый полиморфизм. Благодаря этой способности, растворённые в железе примеси, образуют сплавы различных составов. Принято делить стальные сплавы на углеродистые и легированные.

Сталь по определению является сплавом железа с углеродом, от концентрации которого зависят его свойства: твёрдость, прочность, пластичность, вязкость. В составе углеродистой стали практически не содержится дополнительных добавок.

Базовые примеси — марганец, магний, и кремний содержатся в минимальных количествах, и не ухудшают её свойств и качеств. Кремний и марганец оказывают на сплав раскисляющее действие, повышают упругость, износоустойчивость, жаростойкость. Но, в случае увеличения доли являются легирующими элементами. Стали с большим содержанием марганца теряют магнитные свойства.

Значительно более вредные для обоих видов сталей примеси серы и фосфора. Сера, соединяясь с железом, способствует повышению хрупкости при обработке высокими температурами (прокат, ковка), увеличению усталости, уменьшению устойчивости к коррозии.

Фосфор, особенно при большой доле углерода в сплаве, повышает его хрупкость в обычных температурных условиях. Кроме этого, существует целая группа скрытых, неудаляющихся во время плавки вредных примесей. Эти неметаллические включения в виде азота, водорода и кислорода при горячей обработке делают металл более рыхлым.

Виды углеродистой стали

Углеродистые стали делятся на виды, которые характеризуются долей содержания углерода:

к высокоуглеродистым относятся сплавы с долей более 0,6 %;
в среднеуглеродистых сплавах концентрация углерода находится в пределах от 0,25 до 0,6 %;
допустимые значения, характерные для низкоуглеродистых сталей — не более 0,25 % .

Легированные стали подразделяются на:
— низколегированные, с долей легирующих добавок не более 2,5 %;
— среднелегированные, с долей дополнительных элементов до 10%;
— высоколегированные, в которых доля легирующих элементов составляет более 10%.
Легированные стали отличаются низкой концентрацией углерода и наличием различных легирующих добавок.
В соответствии с назначением стали делят на группы конструкционных, инструментальных и сталей особого назначения.
Каждая группа делится на подгруппы и виды, которые конкретизируют свойства, особенности и области применения сплавов.
К конструкционным сталям относятся:

Строительные, их основное свойство — хорошая свариваемость, это низколегированные сплавы обычного качества.
Для холодной штамповки используют прокат из низкоуглеродистых сплавов обычного качества.
Цементуемые, применяются в изготовлении деталей с поверхностным истиранием.
Высокопрочные характеризуются двойным порогом прочности относительно других конструктивных видов.
Рессорно-пружинные стали с добавлением ванадия, брома, кремния, хрома и марганца, рассчитаны на длительное сохранение упругости.
Шарикоподшипниковые стали с большой долей углерода и добавлением хрома, которым свойственны особая износоустойчивость, прочность и выносливость.
Автоматные, в их составе присутствуют примеси серы, свинца, теллура и селена, облегчающие обработку металла станками — автоматами, на которых осуществляется производство массовых деталей
Нержавеющие, к ним относятся сплавы с высоким содержанием хрома и никеля. Концентрация углерода в таких сплавах минимальна.

Виды инструментальной стали

Стали инструментального назначения имеют несколько разновидностей:

Используемые в производстве режущих инструментов, к ним относятся некоторые виды углеродистой, легированной и быстрорежущей стали.
Измерительные инструменты производятся из достаточно твёрдых сплавов, обладающих износоустойчивостью и способностью к сохранению постоянных размеров, чаще всего для этого используют закалённую и цементированную сталь.
Для штамповой стали характерны твёрдость, термоустойчивость и прокаливаемость. Этот вид делится на подвиды, к которым относят валковые сплавы и стали для разнотемпературной обработки.

К сталям особого назначения относят марки сталей, которые применяются в конкретных производственных областях:

электротехнические стали — из них производят магнитные провода;
суперинвары — используют в производстве высокоточных приборов;
жаростойкие — работают при температурах более 900 °C;
жаропрочные — могут работать при высоких температурах в нагруженных состояниях.

Структура стали

Концентрация углерода в сплаве определяет не только свойства металла, но и его внутреннюю структуру. К примеру, мало- и среднеуглеродистые сплавы имеют структуру, состоящую из феррита и перлита. При увеличении доли углерода начинается формирование вторичного цементита. Легирование стали тоже меняет структуру сплава.

По структуре стали могут быть:

перлитными — с низким содержанием легирующих добавок;
мартенситными — стали, имеющие пониженную критическую скорость закалки и средний уровень содержания легирующих примесей;
аустенитными — высоколегированные сплавы, применяемые в агрессивных средах.

Отожженные стали делятся на:

доэвтектоидную сталь, с концентрацией углерода менее 0,8%;
заэвтектоидную сталь, состоящую из перлита и цементита, применяют как инструментальную;
карбидную (ледебуритную) — к ней относятся быстрорежущие стали;
ферритную — высоколегированную сталь с низким содержанием углерода.

Способы изготовления стали и технологии

От технологии изготовления стали зависят структура этого сплава, его состав и свойства. Обычные стали производятся в мартеновских печах или конвертерах. Как правило, они насыщены значительным количеством неметаллических примесей.

Высококачественные сплавы производят с использованием электропечей. Особовысококачественные легированные стали, содержащие минимальное количество вредных примесей, производятся в процессе электрошлаковой переплавки.

При производстве сталей используют процесс раскисления, направленный на выведение кислорода из структуры сплава. От количества удалённого кислорода зависит, какие получаются стали: малораскисленные, совершенно раскисленные или полураскисленные. Их классифицируют, как кипящие, спокойные и полуспокойные.

Отличия чугуна от стали

18.01.2018 18:12

Сталь и чугун – это одни из наиболее популярных видов литейных материалов, применяющихся в промышленности. По своим свойствам они довольно схожи, понять, чем отличается сталь от чугуна, можно разными способами. Некоторые из методов можно использовать только в заводских условиях с помощью высокоточного оборудования, другие подходят для применения в быту.

Основное отличие чугуна от стали заключается в составе металлов. Сталь представляет собой сплав железа (45%) с углеродом (не более 2%) и легирующими примесями, в качестве которых могут выступать такие вещества, как никель, молибден либо другие. Этот металл отличается высокой прочностью, пластичностью, легкостью обработки. В состав чугуна также входит железо с углеродом, но последнего должно быть от 2% и больше. В качестве легирующих добавок обычно выступает кремний, фосфор, марганец или другие компоненты.

Различия физико-химических характеристик

Основная разница в качествах этих металлов заключается в следующем:

Твердость стали выше, чем у чугуна.
Масса стальных изделий меньше, при этом материал легче плавится.
Определенные виды обработки доступны только для стальных заготовок (ковка, сварка), в то время как чугунные изделия изготавливаются только литьевым методом.
Теплопроводность чугунных изделий ниже, чем у стальных аналогов.
Чугун не нуждается в обязательной закалке.

Сталь и железо в чем разница?

Железо и сталь — это два разных вида материала, но железо также является основным компонентом стали.

главное отличие между железом и сталью железо это элемент в то время как сталь — это сплав железа,

Железо и сталь — это два разных вида материала, но железо также является основным компонентом стали.

Ст-3 — самый востребованный в мире сплав

18 февраля 2019

Самый востребованный в мире сплав железа с углеродом — это сталь. На сегодняшний день существует более 3 500 различных марок стали, которые различаются физическими и химическими свойствами.

При этом 75% от общего количества современных марок было создано за последние 20 лет.

Представьте себе, что Эйфелеву башню построили бы сегодня: ее вес был бы в три раза меньше! А современные автомобили сконструированные на новых марках стали намного прочнее и при этом легче, чем в прошлом.

Посетители металлобазы могли обратить внимание на то, что наш сортамент в основном представлен сталью марки 3 (она же — ст3, конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества Ст3).

Этот сплав — то самое «тесто», из которого получается один из самых популярных материалов для выполнения различных металлоконструкций.

У нас можно найти другие, менее популярные, виды стали, но о них в другой раз.

Поговорим про состав

Важной составляющей стали является углерод. Сталь 3 имеет в своем составе небольшое количество углерода (0,14-0,22%). Этого достаточно для того, чтобы придать сплаву прочность и твердость, но не снизить пластичность и вязкость сплава. Ведь чем больше углерода в составе, тем тверже сталь, но тем она более хрупка.

Можно ли отличить чугун от стали визуально?

Если речь идет о фрагментах или заготовках, обработка которых не нанесет вреда, можно посмотреть на визуальные отличия металлов. На сломе изделия из чугуна появляется темно-серый матовый оттенок, стальная поверхность более светлая, имеет глянцевую текстуру. Внешний вид зависит от содержания углеродистых компонентов, различить их можно по типу трещин: на высокоуглеродистых стальных поверхностях они похожи на дефект в виде раскола, на изделии из низкоуглеродистого сплава железа трещины выглядят как разрыв пластичного типа.

На вопрос о том, можно ли отличить готовые изделия по оттенку или текстуре, можно дать однозначный ответ: предметы из стали более светлые, практически всегда имеют глянцевый оттенок, изделия из чугуна – темные и матовые.

Как отличить чугун от стали?

Чтобы отличать эти металлы друг от друга, можно использовать следующие способы:

Сверление. Для этого понадобится взять насадку с маленьким диаметром и, выбрав на заготовке ровный участок, высверлить небольшое отверстие. Если при обработке материала образуется тонкая стружка, которая формируется в витую полоску длиной больше используемого сверла, имеет цвета побежалости по всей длине и достаточно хорошо гнется, заготовка сделана из стали. Чугунный сплав менее пластичен, он практически не образует вьюна, а стружка крошится от малейшего механического воздействия: ее легко растереть до состояния порошка, поскольку материал более хрупкий;
Шлифование. Для этого используется углошлифовальная машинка, для обработки выбирают участок, на который не воздействуют силы трения, контакт с другими металлическими поверхностями или деталями, в противном случае после шлифовки изделие может быть непригодным к дальнейшему использованию. В процессе обработки требуется следить за цветом искры и ее формой. Если сплав чугунный, искра будет короткой, звездочка будет иметь красноватый тон, а если деталь сделана из стали, искр вылетает больше, они имеют увеличенный размер и продолговатую форму. Сами искры имеют желтый или белый цвет. Исключением являются стальные сплавы с повышенным содержанием углерода, которые дают короткую багровую искру с укороченным треком и малой звездочкой.

Методы механического воздействия могут применяться в бытовых условиях, когда нужно определить, чугун или сталь перед вами, без применения специального оборудования. В лаборатории может использоваться современная техника, с помощью которой проводится спектральный или микроскопический анализ свойств металлов. Эти методы обеспечивают результат высокой точности, но используются преимущественно в промышленных целях, на производстве и в научно-технической отрасли ввиду сложности и дороговизны оборудования.

В чем разница между железом и сталью

Сталь отличается от железа присутствием углерода. По сути, сталь – это сплав углерода и железа. В стали содержится довольно высокий процент углерода. Железо – относится к простым веществам, поэтому содержание углерода в нем исключено. В природе чистое железо – большая редкость. Более того, даже человек почти не использует чистое железо для получения изделий.

Определение

Железо – химический элемент и простое вещество, практически не встречающееся и не использующееся в чистом виде.

Сталь – особые сплавы, основа которых железо, обогащенное разными химическими элементами. В стали содержится до 2,14 % углерода. Сплавы железа, обогащенные углеродом, утрачивая вязкость и пластичность, приобретают твердость и прочность.

Сравнение

Железо в чистом виде не применяется. В этом виде его используют в лабораториях для постановки химических опытов и серьезных научных экспериментов. Дело в том, что смешение понятий «железо» и «сталь» произошло в народе. Люди отожествили сталь с железом, называя и то и другое «железом». Когда говорят о железе, на самом деле ведут речь о стали.

В чем разница между железом и сталью

В зависимости от того, для какой цели предназначена сталь (сплав железа и каких-либо химических элементов), ей задают требуемые свойства, которые наилучшим образом отвечают складывающимся условиям эксплуатации.

Все находится в зависимости от тех химических элементов, которые добавят при выплавке стали и от того, какое их количество будет внесено в сплав. Сталь обогащают молибденом и кобальтом, вольфрамом и хромом, а также иными элементами. Изменяя состав стали, производят титановый сплав и нержавеющую сталь.

Кроме того, выпускают легированные стали, применяемые в авиации, где не обойтись в конструкциях без сверхпрочных элементов, к примеру, стоек шасси. В высоколегированную сталь добавляют легирующие элементы и углерод. Стали с легирующими элементами содержат минимум 45 % железа.

Железо в отличие от стали легко поддается коррозии.

Разница между железом и сталью

Главное отличие — железо против стали

Железо и сталь — это два разных вида материала, но железо также является основным компонентом стали. главное отличие между железом и сталью железо это элемент в то время как сталь — это сплав железа, Оба этих материала широко используются при изготовлении различных объектов в промышленных масштабах. Сталь была фактически усовершенствованием, сделанным, чтобы сделать использование железа более желательным и длительным. Качество ржавчины было ключевым фактором, который был принят во внимание здесь. Однако не все виды стали демонстрируют это качество; сталь, которая отображает это свойство, называется «нержавеющая сталь».

Что такое железо

Железо является популярным элементом, так как его в изобилии на земле. В периодической таблице он классифицируется как ‘элементы d block ‘, поскольку у него есть свои валентные электроны в оболочках «d». Поэтому железо обычно называют переходным металлом. Атомный номер железа равен 26. Это означает, что это 26го элемент в периодической таблице по весу. И его электронная конфигурация есть; 1s2 2s2 2р6 3s2 3p6 4s2 3d6, Глядя на электронную конфигурацию железа, становится ясно, что у него 6 «d» электронов. Когда железо образует ионы, оно оседает в двух основных состояниях окисления; +2 и +3. Соединения в степени окисления +2 называются соединениями железа, а соединения в степени окисления +3 — соединениями железа. Такая природа наличия нескольких степеней окисления распространена среди блочных элементов «d».

Когда железо образует +2 степени окисления, оно удаляет только свои 4s2 электроны. Но при образовании ионов трехвалентного железа удаляются как 4s, так и 3d электроны. В целом, в зависимости от конечной конфигурации электронов, ионы трехвалентного железа более устойчивы на воздухе, чем ионы двухвалентного железа. Тем не менее, железо подвержено ржавчине. Из-за присутствия влаги и кислорода в воздухе железный элемент легко окисляется и образует оксид железа, а дальнейшее окисление может привести к образованию оксида железа, который является темно-коричневым слоистым веществом, которое называют «ржавчиной». Железо образует много стабильных соединений, а руда металла используется для различных промышленных применений. Однако железо является пластичным и менее прочным для некоторых нужд применения. Таким образом, улучшения в свойствах металла были рассмотрены, и Сталь родилась в результате.

Что такое сталь

Сталь отличается от железа тем, что это сплав, а не элемент. Сплав — это смесь разных металлов или металл, смешанный с другим элементом. Сталь производится путем смешивания небольшого процента Углерод с железом, Содержание углерода обычно не превышает 2,1% по весу. Присутствие углерода придает стали больше прочности, чем просто железо, и становится более применимым для различных применений. Однако, чем выше содержание углерода, тем более хрупкой будет сталь.

Определение

Железо это чистый элемент.

Сталь это сплав, где железо является основным компонентом.

Ржавчина

Железо легко окисляется с образованием ржавчины, а блеск не длится долго.

Легирующие элементы в Сталь защитить его от ржавчины; Таким образом, блеск длится дольше.

Элементная Композиция

Железо это элемент сам по себе.

Сталь в основном состоит из железа и углерода, а также содержит процентное содержание таких элементов, как хром, никель и т. д.

свойства

Железо не такой прочный, как сталь, и менее хрупкий.

Добавление углерода в Сталь делает его сильнее, чем железо. Тем не менее, это также делает сталь хрупкой.

Приложения

Железо используется для некоторых приложений; однако, не используется в готовых изделиях и конструкциях, где требуется много преимуществ. Поэтому использование железа в качестве чистого металла достигло предела.

Большая часть использования железа была заменена Сталь так как он обладает многими желательными свойствами.

«Железный мост 6» Роантрума — Flickr.

Разница Между 2021

Ключевая разница: Железо — это химический элемент, который в изобилии содержится в земной коре. Сталь — это сплав, то есть смесь двух или более металлических элементов или одного металлического и неме

Содержание:

Железо и сталь — это два вещества, которые часто встречаются в различных областях применения, таких как посуда, конструкция и т. Д. Эти два вещества часто путают, так как они похожи по цвету и составу. Сталь фактически сделана, смешивая железо с углеродом; следовательно, это побочный продукт железа. Однако они по-прежнему отличаются друг от друга, так как железо также используется для изготовления различных других сплавов.

Сталь — это сплав, то есть смесь двух или более металлических элементов или одного металлического и неметаллического элемента. Это чаще всего сделано из сплавления железа и углерода вместе. Хотя углерод является наиболее распространенным легирующим материалом для железа, также могут использоваться другие материалы, такие как марганец, ванадий, хром и вольфрам. Углерод действует как упрочняющий агент, предотвращая любые дислокации в кристаллической решетке атома железа и соскальзывание друг с другом, что делает сталь более долговечной. Изменяя количество легирующих элементов и форму их присутствия в стали, можно контролировать такие качества, как твердость, пластичность и предел прочности стали. Хотя сталь, как известно, существует около 4000 лет назад, она широко не производилась до 17-го века из-за внедрения бессемеровского процесса. Этот процесс сделал производство стали дешевле, эффективнее и проще.

Короче говоря, железо и сталь имеют много общего, поскольку сталь на самом деле является побочным продуктом железа и является железом, наиболее часто используемым для производства стали и кованого железа или чугуна. Железо в чистом смысле мягкое и не может использоваться для применений, пока оно не затвердеет. Железо также играет важную роль в биологических процессах в живых организмах, в то время как сталь чаще всего используется для целей применения.

Железо является богатым элементом, который составляет внешнее и внутреннее ядро Земли и является четвертым наиболее распространенным элементом в коре.

Сталь — это сплав, изготовленный путем объединения железа и других элементов, наиболее распространенным из которых является углерод.

Чем сталь отличается от железа: особенности и отличия

В чем разница между железом и сталью

Многими людьми в обыденной речи часто употребляются понятия «сталь» и «железо», как синонимы. На практике они существенно отличаются друг от друга.

Что называется сталью

Сталью называют один из самых распространенных металлических сплавов. Он широко применяется при производстве различных машин, механизмов и приборов. Без нее немыслимо производство автомобилей и судов, железнодорожных вагонов и локомотивов. Стальная арматура используется в строительстве, из металлических конструкций сооружаются мосты, быстро возводимые сооружения. Этот сплав создается с заранее заданными свойствами, чтобы в наибольшей степени удовлетворять качественным характеристикам конкретного изделия. Обычно сталью называют сплав, в котором более 45 процентов железа. Для прочности и твердости в него добавляется углерод и легирующие компоненты.

В чем разница между железом и сталью

Высокоуглеродистая сталь идет на изготовление различных силовых пружин и амортизаторов, рессор и других упругих деталей, рассчитанных на большие нагрузки. При изготовлении высокотехнологичного оборудования и приборов из такой стали изготавливают подвески, мембраны и множество других элементов разных форм и назначения. Отличаются детали из стали с повышенным содержанием углерода тем, что они выдерживают большие постоянные, ударные или циклические нагрузки, не имея остаточной деформации. Стали, у которых содержание углерода не велико, более пластичные и вязкие. Их удобно использовать для производства штампованных деталей, например, в автомобилестроении.

В чем разница между железом и сталью

Для удобства применения стали классифицируют по различным параметрам.

Так по назначению они могут быть:

Для оценки химического состава их относят к углеродистым и легированным. Первые бывают низко, средне и высокоуглеродистыми. По такому же принципу, исходя их содержания легирующих компонентов, делятся легированные стали. Стали могут различаться и по другим характеристикам (удельный вес, плотность, температура плавления, содержание хрома, молибдена, вольфрама и пр.).

В чем разница между железом и сталью

Есть такой металл – железо

Железом называется элемент, менделеевской периодической системы, обозначаемый символом Fe. Этот металл широко распространен в коре нашей планеты. Полагают, что из него состоит большая часть ядра Земли. Считается, что это один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Представляет собой серебристо-белого цвета металл, который поддается ковке. Горит в чистом кислороде. В чистом виде встречается редко. Комплекс уникальных свойств железа и его сплавов делают этот металл важнейшим для людей. Практически наиболее применяемые его сплавы с углеродом в виде стали, в том числе с добавлением марганца, хрома, никеля и чугуна.

В чем разница между железом и сталью

Железо содержится в большом количестве минералов, в частности, в таких:

В числе стран с наибольшими месторождениями железа находятся Бразилия, Австралия, США, Канада, Швеция, Венесуэла, Либерия, Украина, Франция, Индия. Первое место в мире по его запасам занимает Россия. Перспективными являются железосодержащие месторождения, обнаруженные на дне океанов.

В чем разница между железом и сталью

Промышленным способом железо получается из железной руды в виде агломерата, в основном в результате доменного процесса. В доменных печах при температуре 2000 °C его сначала восстанавливают углеродом. Полученный расплав железа, называемый чугуном, перенасыщен углеродом. Для получения стали он нуждается в дальнейшей переработке. Оно получается в твердом виде и переправляется в электропечах.

В чем отличия

Сталь и железо принципиально отличаются в следующем:

Разница между сталью и железом. Сталь это металл или нет

Чем сталь отличается от железа: особенности и отличия

Что называется сталью

Для удобства применения стали классифицируют по различным параметрам.

Так по назначению они могут быть:

Сталь производится путем ее переработки из чугуна, в ходе которой доводится до нужного уровня содержание углерода и удаляются сера и фосфор, снижающие ее прочностные характеристики. Этот процесс может осуществляться мартеновским, кислородно-конверторным или электротермическим способом. Для придания стали нужных прочностных параметров ее могут подвергать термической и химико-термической обработке.

Есть такой металл – железо

Железо содержится в большом количестве минералов, в частности, в таких:

Для получения химически чистого железа применяется электролиз его соляных растворов. Если его хранить на воздухе при плюсовой температуре, оно со временем покрывается оксидной пленкой, препятствующей окислению. При влаге покрывается рыхлой ржавчиной, которая не препятствует его разрушению.

В чем отличия

Сталь и железо принципиально отличаются в следующем:

Отличия чугуна от стали

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«).

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.

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.

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.

Как отличить чугун от стали?

Чтобы отличать эти металлы друг от друга, можно использовать следующие способы:

Чем отличается сталь от железа

Определение

Сравнение

Железо в отличие от стали легко поддается коррозии.

Выводы TheDifference.ru

Виды и марки стали

Сталь. Виды и марки стали. Их применение.

Сталь – это сплав железа и углерода с другими элементами, содержание углерода в нём не более 2,14%.

Наиболее общая характеристика – по химическому составу сталь различают:

По способу производства и содержанию примесей сталь различается:

высококачественная — сложный химический состав с пониженным содержанием фосфора и серы — по ГОСТу 19281.

Также сталь делится по применению :

Ст0-3 — для вторичных элементов конструкций и неответственных деталей (настилы, перила, подкладка,шайбы)

Стандартом качества предусмотрена сталь с повышенным количеством марганца (Ст3Гсп/пс, ст5Гсп/пс).

б) конструкционная сталь — ГОСТ 1050

Ст20 — малонагруженные детали, такие как валики, копиры, упоры,

Ст35 — испытывающие небольшие напряжения (оси, тяги, рычаги, диски, траверсы, валы),

Ст45 (ст40Х) — требующие повышенной прочности (валы, муфты, оси, зубчатые рейки)

высоколегированная (от 10 до 50%)

18ХГТ применяют для деталей, работающих на больших скоростях при высоком давлении и ударных нагрузках.

На свариваемость стали влияет степень её раскисления. По степени раскисления сталь классифицируется:

Отпоять припоять закалить в масле есть ещё варианты?:)

Еще есть цементация, цианирование. Кстати, прочитай самый свежий интернет журнал «Домашняя лаборатория». Там очень интересные статьи про дамасскую сталь.

Железо можно упрочнить (особенно дома) — разве что, постучав молотком. Закалить его, скорее всего, не удастся. Да и ножи из него никто не делает — слишком мягкое. А вот из стали — да. Но чтобы правильно закалить сталь, надо знать её марку.

Что крепче цинк или метал? Кухонное оборудование из цинка и метала, что практичнее?

чаво чаво? цинк значится уже не металл?

Практичнее из цинка. Крепче из метала.

ты наверно хотел сказать сталь

Цинк легко растворяется в органических кислотах. Так что готовить в такой посуде чревато…

и давно цинк не метал?

Цинк — это металл Для приготовления пиши нельзя использовать пасуду с цинковым покрытием. Мало того что цинк быстро окислится, и останется голое железо, так еще и большинство, в смысле все соли цинка ядовиты, просто в разной степени.

надо обьяснить слово МЕТАЛ иначе непонятно о чём речь

1. цинк это металл тоже однако…. в школе на химии изучают таблицу Менделеева где ты был интересно знать? 2. из цинка ничего не делают только из оцинковки для защиты от коррозии следовательно на гавнистую сталь наносят цинк. 3. цинк покрывается оксидами и все это чудо попадает в еду так же вредно как и алюминий при постоянном использовании. 4. цинк не реагирует с обычной водой, но реакция начинается с дегазированной водой следовательно кипятить в них ничего нельзя 5. брать нержавейку это будет дороже оцинкованного говна.

Прошлым летом делали ремонт на даче, ездить по магазинам выбирать материалы не было времени, поэтому заказывали все по телефону. деталей нужно было много и разных, объяснять их параметры по телефону было чуток неудобно.. боялись, что потом будут какие то неточности. Но к моему приятному удивлению все привезли точно как и было в заказе, ничего не перепутали, товар без дефектов. Брали круг оцинкованный

Сталь и железо в чем разница?

Чем сталь отличается от железа: особенности и отличия

Что называется сталью

Для удобства применения стали классифицируют по различным параметрам.

Так по назначению они могут быть:

Конструкционными.
Нержавеющими.
Инструментальными.
Жаропрочными.
Морозостойкими.

Есть такой металл – железо

Оно было известно еще в четвертом тысячелетии до н.э. в виде украшений и холодного оружия, которые изготавливались из железа, содержавшегося в метеоритах. Ценилось дороже золота. Позже его научились плавить из магнетитовых песков и железной руды в вырытых в земле печах. С изобретением примитивных доменных печей с использованием воздуходувных мехов древние римляне освоили производство чугуна и стали из него.

Железо содержится в большом количестве минералов, в частности, в таких:

Магнетит (72,4%)
Гематит (70 %)
Марказит ( 46,6 %)
Сидерит ( 35 %)
Миспикель ( 34,3 %)
Леллингит ( 27,2 %)

В чем отличия

Сталь и железо принципиально отличаются в следующем:

Сталь является готовым продуктом металлоплавления и может использоваться в различных целях. Железо является элементом, который выступает основой и полуфабрикатом для производства стали.
Стали за счет изменения рецептуры и технологии ее производства, могут задаваться определенные качества, необходимые для дальнейшего производства. В железе, как химическом элементе, его качества заложены природой.
Сталь является сплавом, а в чистом железе содержится только оно.
По прочностным характеристикам сталь значительно превосходит железо.
Из стали изготавливают миллионы наименований изделий, из железа – десятки.

Как отличить чугун от стали, железа и алюминия в домашних условиях

Чугун – это сплав железа с достаточным содержанием углерода (от 2,14 до 6,67 %). Концентрация добавленного вещества влияет на ковкость, пластичность и твердость металла, поэтому из сплава железа и менее 2,14 % углерода получают сталь. Чугунный сплав очень тверд и хрупок, плохо поддается отливке и обработке режущими инструментами. Поэтому отличить чугун от стали достаточно просто по свойствам, внешнему виду и характеристикам.

Высокое содержание углерода придает высокоуглеродистому железному сплаву темный, практически черный цвет. Визуально отличить чугун от стали можно по отсутствию блеска. Также на его поверхности образуется спель – крупные включения пластинчатого графита, которые на изломе видны невооруженным глазом. Появляются они в результате кристаллизации высокоуглеродистых сплавов.

Основные характеристики

Помимо углерода, в состав сплава добавляют марганец, серу, фосфор, кремний, молибден и др. Углерод в нем находится в виде графита или цементита (карбида железа), а их количество определяет разновидность металла. Для всех видов сплава характерна высокая плотность – около 7200 кг/куб. м.

Отличить чугун от другого металла можно по плохой свариваемости. В процессе нагрева происходит окисление кремния в составе железного сплава. Из-за более высокой температуры плавления оксид кремния затрудняет процесс сварки, поэтому неразъемные соединения образуются с трудом. При этом у чугунных сплавов относительно низкая температура плавления (от 1150 до 1200 °C, что ниже по сравнению со сталью и чистым железом).

Виды сплавов

белый – металл с изломом светло-серого оттенка, который плохо поддается обработке, но обладает высокой твердостью;
серый – материал с высоким содержанием углерода в виде графита, который обладает хорошими литейными свойствами, легко обрабатываем и подходит для производства элементов станков, станин, крышек, шкивов и прессов;
ковкий – металла, полученный в результате термической обработки белого сплава с образованием хлопьевидного гранита (востребован в автомобильном производстве, при изготовлении сельскохозяйственной техники и запчастей для нее);
половинчатый – материал для производства износостойких фрикционных деталей;
высокопрочный – сплав с шаровидным графитом в составе для производства труб и элементов машин.

Чтобы понять, как отличить чугун, важно изучить характерные особенности и сферы применения его разновидностей.

Металлы, которые часто путают

Высокоуглеродистый сплав железа часто путают с другими металлами, используемыми для производства сантехники, фитингов, запорной арматуры, запчастей станков, радиаторов. Над тем, как определить чугун, задумываются при попытке сдать металлолом в пункт приема. Лом этого металла – один из самых дешевых, поскольку он плохо поддается переработке, хрупок, из него с трудом удаляются вредные примеси (фосфор и сера).

Поэтому перед поездкой в пункт приема важно определить, чугун или сталь перед вами. Также нередко путают его с чистым железом, алюминием и силумином – сплавом алюминия и кремния, применяемым для производства сковород, кастрюль, смесителей, кранов и др. Отличить чугун от железа и других металлов можно в домашних условиях: по цвету, магнитным свойствам, прочности и даже звуку!

Отличия от железа

Чистое железо – материал, который можно увидеть только в лаборатории. В природе оно практически не встречается, а также не применимо для серийного производства запчастей, сантехнических изделий и предметов быта. Определить, чугун или железо перед вами, можно по внешнему виду: железо имеет светло-серебристый цвет, очень мягко и пластично, а также сильно подвержено коррозии.

При этом важно не путать железо и его производную – сталь. Эти понятия не взаимозаменяемы. Сталь – сплав железа, незначительного количества углерода, марганца, кремния, серы и фосфора. Этот железоуглеродистый сплав является эластичным, деформируемым, ковким. Отличить сталь от чугуна на глаз также бывает непросто: похожий состав придает им схожие оттенки, но совершенно разные свойства и характеристики. Сталь проще в обработке, прочнее, не боится ударов и механических воздействий.

Как отличить чугун от стали?

Сталь – высокопрочный материал с температурой плавления примерно 1300–1500 °C. Из нее производят:

слесарные инструменты (молотки, зубила, отвертки, косы, пилы, ножницы и т.д.);
детали машин (толкатели, зубчатые колеса);
пружины и рессоры;
кузнечные инструменты;
изделия для обработки камня и древесины;
трубы и радиаторы;
хирургическое оборудование;
стройматериалы;
посуду, столовые приборы и предметы быта.

Распространено мнение, что отличить чугун от стали можно магнитом. Утверждение верно отчасти, поскольку магнитные свойства металла зависят от состава. Не магнитят аусетнитные и аустенитно-ферритные сплавы с высоким содержанием хрома (до 20 %) и никеля (до 15 %). Включение в состав титана, молибдена, ниобия также снижает магнитные свойства металла.

Отличия стали и чугуна

Высокоуглеродистый сплав магнитится всегда, а сталь – в зависимости от состава. Также чугун определяют по цвету и состоянию поверхности: изделия из него имеют темный, почти черный матовый цвет, а на изломе металл – темно-серый. Также чугунные предметы более массивны и больше весят по сравнению со стальными аналогами, хотя плотность стали значительно выше – до 7900 кг/куб. м.

Сталь лучше поддается обработке, поэтому предметы из нее производят методом штамповки. Непрочный, непластичный чугун пригоден для изготовления литых изделий. Он не выдерживает сильные удары и может расколоться, поэтому отличить его поможет сильный удар молотком. При этом он пористый и дольше удерживает тепло, а потому еще один вариант проверки – сильный нагрев. Чугунные изделия прогреваются медленно, но равномерно, а остывают в течение минимум 10 минут.

Отличия от алюминия

Магнитом отличить чугун можно не только от стали, но и от алюминия – серебристо-белого легкого металла. Это вещество является парамагнетиком, поэтому обладает внешней магнитной восприимчивостью (при отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов отличны от нуля). Относительная магнитная проницаемость металла незначительно больше единицы, а магнитное поле в нем возрастает несущественно. Соответственно, алюминий магнитится, но очень слабо. Визуально это не различимо, поэтому принято считать, что он не магнитит. Помимо магнитных свойств, у металлов есть и другие различия: цвет, масса, плотность, твердость и гибкость. Поэтому отличить их друг от друга можно и другими способами.

Как отличить алюминий от чугуна?

1 кубический метр алюминия весит 2 700 кг, а чугуна – более 7 000 кг. Первый менее плотный, а потому изделия из него должны быть значительно легче по сравнению с чугунными. Но следует учесть, что алюминий менее прочен, поэтому предметы из него делают толстостенными, что сказывается на весе.

Алюминиевые изделия светлее, имеют слегка блестящую поверхность. В атмосферных условиях металл сразу покрывается прозрачной газопроницаемой оксидной пленкой. Алюминий – гладкий и ровный, а чугун – темный, пористый и шершавый. Существенное отличие металлов – твердость: алюминий легко согнуть, а от ударов на его поверхности образуются вмятины. Чугун невозможно согнуть: под действием больших нагрузок он расколется, но не деформируется.

Особенности сдачи чугунного лома

Этот вид черного металлолома наиболее востребован, а относят его к металлическому мусору. Его утилизируют, переплавляют на металлургических предприятиях и даже перерабатывают, превращая в сталь путем снижения концентрации углерода. Большая часть чугунного лома – промышленного происхождения.

На металлолом сдают устаревшие станки, оборудование, демонтированные металлоконструкции. Стоимость такого лома относительно невысока, но ввиду большой массы за эти предметы можно выручить хорошие деньги.

Отличить чугун от алюминия, стали, железа можно по цвету, массе и даже звучанию (чугунные изделия – самые звонкие, поэтому при ударах издают громкие, резкие звуки). Но наиболее надежный способ – отдать образец металла в нашу лабораторию, оборудованную спектрометром. Мы точно определим состав сплава и предложим лучшую стоимость металлолома!

В чем разница между железом и металлом

Таких материалов много: медь, алюминий, свинец, цинк, а также многие другие. Все они имеют черты сходства. Обладают теплопроводностью, электропроводностью, металлическим блеском. Остальные характеристики различаются.

Что такое железо

Это химический элемент периодической системы. Ему присвоен порядковый номер 26. По отношению к другим элементам ведёт себя как восстановитель. Образует простые, а также сложные вещества.

Феррум в организме человека

Химический элемент образует белок крови гемоглобин. В крови содержится до 80% железа. Придаёт ей красный цвет, транспортирует кислород по организму. Ещё 20% откладывается в печени и селезёнке, как резерв. В небольших количествах феррум встречается в тканях. Необходим элемент для нормального функционирования других
белков, ферментов, гормонов. Потребность в железе у мужчин меньше, чем у женщин. Поступает в организм с продуктами:

Мясом.
Бобовыми.
Рыбой.
Зеленью.

Легче усваивается железо, содержащееся в мясе.

Простое вещество железо

В чистом виде не встречается, благодаря своей активности. Образует оксиды, соли. Получают его процессом восстановления углеродом, или другими восстановителями. Из солей выделяют электролизом водных растворов. Имеет характеристики:

Серебристо-белого цвета.
Ковкое, пластичное.
Электропроводное.
Теплопроводное.
Намагничивается.

Устойчив против коррозии, то есть ржавления. Железо, измельчённое до очень тонкого состояния, самовозгорается на воздухе.

К этому же материалу относят сплавы на основе феррума, с низким содержанием примесей. Основные свойства в сплавах сохраняются. Поэтому они применяются для изготовления разнообразной продукции, от ложек, до техники, объёмных металлических конструкций. К сплавам относят:

Чугун.
Сталь.

Наибольшего применения нашла сталь. Основная примесь сплава – углерод. Он придаёт твёрдость материалу. Сейчас изготовляются легированные стали. При их плавке добавляются цветные металлы: никель, цинк, вольфрам и другие. В результате получают сталь с заранее заданными свойствами, так как влияние каждого компонента на свойства сплава изучены.

Ценные характеристики железа, сплавов на его основе, делают их очень востребованными.

Что общего между железом и металлом

Любые материалы металлического строения имеют одинаковое строение. Под строением понимается расположение частиц: атомов, ионов. Обязательной чертой для них является присутствие свободных электронов. Благодаря этому все металлы проводят тепло, электрический ток, а также имеют блеск.

Чем отличаются

Металл и химический элемент

Вещество можно увидеть, потрогать, охарактеризовать его физические свойства. Их можно использовать для изготовления различной продукции. Вступая в химические реакции, вещества утрачивают свои прежние характеристики, приобретают новые. Химический элемент – это совокупность атомов определённого строения. Атомы – мельчайшие частицы вещества, поэтому увидеть, потрогать их нельзя. Соединяясь друг с другом, атомы образуют простые вещества.

Металл и железо, как простое вещество

Железо проявляет все свойства, характерные для металлов. Но имеет чёткие характеристики свойств:

Так температура его плавления 1539 градусов.
Намагничивается, может долгое время сохранять данное свойство.
Для него характерно явление изотопии. Существует в четырёх модификациях, отличающихся внутренним расположением частиц.
При высокой температуре, влажной атмосфере легко ржавеет. Покрывается при этом рыхлым слоем гидроксида, оксида, которые не препятствуют дальнейшему разрушению изделия.
Относится к металлам средней активности. Реагирует с простыми и сложными веществами, проявляя восстановительные свойства.
В реакциях может иметь разные степени окисления. Она зависит от реагента.
Взаимодействует с неметаллами, кислотами, солями.

Чистое вещество и технический сплав

В чистом виде железо пластичное, ковкое, мягкое. Технический сплав более твёрдый, так как содержит углерод. Содержание его незначительное. Кроме углерода содержатся:

Сера.
Марганец.
Фосфор.
Кремний.

Первое устойчиво к коррозии, второе ржавеет во влажном воздухе. Чтобы предотвратить разрушение изделий из железа, используют:

Покрытие их другим, более активным металлом.
Покрытие лаками и красками.
Использование ингибиторов (среды, замедляющей процесс ржавления).
Протекторную защиту (соприкосновение с конструкцией из более активного металлического материала).

Чистое вещество – это метеоритное железо. Считается, что феррум составляет основу ядра планеты Земля, встречается в мантии, земной коре. Весь металл, идущий на изготовление массовой продукции, представляет собой сталь.

Метеоритное железо

Элемент, а также простое вещество играет важную роль в жизни человека. Занимает четвёртое место по распространённости среди химических элементов. Используется с давних времён. Среди всего многообразия металлических материалов, остаётся самым важным и востребованным.

Титан против стали: в чем разница?

Что такое сталь?

Сталь создается путем добавления углерода к элементарному железу. Этот процесс увеличивает твердость, прочность и устойчивость к ударам, коррозии и температуре. Сталь имеет широкий спектр сплавов, в состав которых входят легирующие элементы, такие как цинк, хром, молибден и кремний. Эти элементы улучшают способность стали противостоять коррозии, поэтому ее чаще всего называют нержавеющей сталью. Количество хрома, добавленного в сталь, определяет ее устойчивость к коррозии. Трудно обобщить свойства стали, поскольку она существует во многих типах и калибрах.

В частности, большинство сплавов стали плотные и твердые, но их все же можно обрабатывать. Сталь также поддается термической обработке, что придает ей разные свойства в зависимости от процесса и типа стали. Кроме того, сталь является отличным проводником как тепла, так и электричества. Некоторые образцы стали подвержены ржавчине из-за наличия железа. Однако эта проблема решается добавлением хрома для изготовления нержавеющей стали.

Что такое титан?

Титан — четвертый по распространенности металл на Земле. Однако титан в элементарной форме или в высокой концентрации встречается нечасто. Кроме того, титан очень трудно очистить, что делает его более дорогим.

Титан имеет плотность 4.51 г / см. 3 , что означает, что он легкий по сравнению с другими металлами. Кроме того, чистая форма бывает серебристо-серого цвета. Важно отметить, что титан не магнитный. Как и многие металлы, титан может присутствовать в элементарной форме или в различных сплавах. Эти сплавы часто упрочняются и более устойчивы к коррозии. Большинство сплавов титана используются в аэрокосмической, конструкционной и других областях, где требуется устойчивость к высоким температурам. Элементарный титан часто используется в качестве легирующего элемента.

Сравнение титана и Сталь

Выбор между сталью и титаном зависит от конкретной области применения. В этом разделе сравниваются механические характеристики стали и титана, что помогает определить, как можно специфицировать каждый металл. Однако лучшее сравнение этих металлов основано на разных типах сплавов, а не на обобщенных данных.

Сталь против. Титан: плотность

Плотность можно использовать для определения веса каждого металла. Как отмечалось ранее, титан легче стали и весит почти вдвое меньше стали. Это свойство делает титан подходящим для применений, требующих прочности и легкости, например, в аэрокосмической промышленности. С другой стороны, плотность стали выгодна при использовании в таких местах, как шасси транспортных средств.

Сталь против. Титан: эластичность

Эластичность материала характеризует его гибкость. Эту меру иногда называют модусом Юнга. Это свойство важно для понимания того, как материал реагирует на удар, изгибается он или деформируется, не достигая пластической деформации или нет.

В этом отношении титан имеет низкую эластичность, что означает, что материал изгибается и деформируется под давлением. Эта особенность также затрудняет обработку титана. С другой стороны, сталь имеет более высокий модуль упругости и ее можно обрабатывать с меньшими трудностями. Это свойство делает сталь пригодной для изготовления режущих кромок, поскольку она может ломаться, не сгибаясь под нагрузкой.

Сталь против. Титан: прочность на разрыв

С точки зрения прочности на разрыв сталь намного прочнее титана, в отличие от большинства людей, которые считают, что титан более мощный, чем большинство металлов. Эта особенность делает сталь более широко используемым металлом по сравнению с титаном. Однако титан столь же прочнее, как сталь, и весит почти вдвое меньше стали. Это делает титан более прочным на единицу массы по сравнению со сталью.

В приложениях, требующих общей прочности, сталь является наиболее предпочтительной, поскольку большинство ее сплавов имеют более высокий предел текучести по сравнению с другими металлами. Если вы ищете исключительно прочность, тогда сталь должна быть вашим металлом. Однако, если проект требует прочности на единицу массы, вы выбираете титан.

Сталь против. Титан: удлинение при разрыве

Эта функция является мерой того, насколько материал растягивается до разрыва. Более высокое удлинение при разрыве означает, что материал растягивается больше, прежде чем окончательно разорвется. Другими словами, если металл имеет большее удлинение при разрыве, то он более ковкий. Титан очень пластичен и перед разрушением растягивается почти на половину своей длины. Эта особенность затрудняет обработку титана. С другой стороны, сталь имеет широкий спектр сплавов с низким удлинением при разрыве, что означает, что она более твердая и хрупкая.

Сталь против. Титан: твердость

Твердость считается относительной величиной, которая относится к тому, как материал реагирует на царапины, вмятины, травления и другие удары, наносимые на его поверхность. Твердость металла измеряется с помощью индентора. Титан тверд, но не достигает уровня стали. Это не означает, что титан легко деформируется. Напротив, титан образует твердый слой диоксида, который защищает металл от царапин. Сталь твердая и не царапается. Это делает его подходящим для применений, требующих воздействия суровых условий.

В нижней строке

Сравнение стали с титаном — лучший способ определить лучший материал для проекта. Однако важно понимать, что выбор материала между сталью и титаном зависит от конкретной области применения.

Различия между титаном и сталью можно объяснить различными аспектами, такими как механические свойства. Эти различия позволяют лучше понять каждый металл.

Ссылки на связанные источники:

Рошиндустри специализируется на высоком качестве Быстрое прототипирование, быстрый мелкосерийное производство и крупносерийное производство. Услуги быстрого прототипа, которые мы предоставляем, — это профессиональный инжиниринг, Обработка CNC включая фрезерные и токарные станки с ЧПУ, Изготовление листового металла или прототипирование листового металла, Умрите литье, металлическое тиснение, Вакуумное литье, 3D печать, SLA, Изготовление прототипов методом экструзии пластика и алюминия, Быстрая оснастка, Быстрое литье под давлением, Обработка поверхности закончить услуги и другие услуги быстрого прототипирования Китая, пожалуйста свяжитесь с нами прямо сейчас.

Как отличить чугун от стали и других металлов

Чугун – это тяжелый сплав железа со значительными углеродными добавками (их доля может доходить до 6.67 процента). Из него производят станки, различное оборудование, металлоконструкции. При сдаче в металлолом, оцениваются недорого, так как это черный металл. Поэтому нужно понимать, как быстро отличить чугун от алюминия, стали, железа.

Какие металлы часто путают

Чугунные изделия путают с аналогами других металлов, которые визуально могут выглядеть схоже. Например, когда человек сдает остатки станкового оборудования, старые радиаторные системы, арматуру, фитинги, сантехнические компоненты.

Чаще всего путаница происходит в сравнении со сталью, железом или алюминием. К счастью, найти различия можно даже в домашних условиях. Достаточно понимать, чем они отличаются. Это может быть цвет, звук при контакте, характеристики прочности, наличие или отсутствие магнитных свойств. В нашей статье мы разберем наиболее доступные методы проверки подробно.

Основные характеристики

Изначально ознакомимся с характеристиками этого сплава:

В его составе могут присутствовать самые разнообразные смеси. Производитель может добавить, серу, фосфор, марганец, кремний, другие элементы периодической таблицы Менделеева.
Любой такой сплав характеризуется высоким уровнем прочности. В среднем значения этого параметра будут достигать 7200 кг/куб. м.
Из-за наличия в составе кремния высокоуглеродистый сплав железа плохо поддается сварке.
Температура плавления – от 1150 до 1200 градусов по Цельсию.

В зависимости от состава меняются некоторые характеристики. Часто про особенности изделия можно узнать при визуальном осмотре – по цвету его излома:

Светло-серый оттенок. Такой металл будет плохо поддаваться обработке, так как характеризуется повышенной твердостью.
Серый оттенок. Цвет получается из-за высокого содержания графита. Обрабатывается достаточно просто, поддается литью. Этот тип применяется для создания станков и сопутствующих компонентов.

Некоторые составы имеют специальные названия:

Ковкий. Получается за счет термообработки сплава со светло-серым оттенком излома. Применяется в автомобильной, сельскохозяйственной промышленности.
Половинчатый. Используется для изготовления фрикционных деталей с повышенной износостойкостью.
Высокопрочный. В составе присутствует шаровидный графит. Применяется в машинной промышленности и в производстве труб.

Как отличить чугун от железа

Железо в чистом виде практически невозможно встретить в природе. Его можно получить только в лабораторных условиях.

Понять, что перед нами, можно по следующим признакам:

Железо легко подвергается коррозии, в отличие от высокоуглеродистого железного сплава.
У железных предметов будет характерный светло-серебристый свет. Материал более пластичный и мягкий.

Отличия стали и чугуна

Чтобы отличить сталь от чугуна, нужно знать несколько важных нюансов:

Стальные изделия весят меньше в сравнении с чугунными аналогами.
Стальной прокат светлый, чугунный – практически черный.
Чугун можно разбить сильным ударом молота, тогда как сталь – нет.
Сталь подходит для штамповки, а высокоуглеродистый сплав железа обычно используют только для литья.

Также можно провести сравнение нагревом, чтобы отличить чугун от стали: первый материал будет дольше нагреваться, но остывать медленнее.

Как отличить чугун от стали

Из стали производят множество вещей. Часто они могут дублировать, копировать чугунные альтернативы.

Считается, что можно отличить чугун магнитом. Но это утверждение не всегда верно. В зависимости от состава, у чугунного изделия могут быть выражены или отсутствовать магнитные свойства. Поэтому лучше подходить к проверке комплексно – применяя также методики, описанные выше.

Как отличить алюминий от чугуна

Применив магнит, можно найти отличия и от алюминия. Этот металл магнитится настолько слабо, что на бытовом уровне это не заметно. Поэтому, если материал показывает хотя бы минимальное наличие магнитных свойств, то это явно не алюминий.