Чим чавун відрізняється від сталі: основні властивості і відмінні характеристики
Продукція чорної металургії широко використовується в багатьох галузях народного господарства, а чорний метал завжди затребуваний в будівництві та машинобудуванні. Металургія вже давно успішно розвивається, завдяки своєму високому технічному потенціалу. Найбільш часто застосовуються у виробництві і в побуті чавунні і сталеві вироби.
Чавун і сталь обидва відносяться до групи чорних металів, ці матеріали являють собою унікальні за своїми властивостями сплави заліза з вуглецем. У чому відмінності стали і чавуну, їх основні характеристики і характеристики?
Сталь і її основні характеристики
Сталь є деформований сплав заліза з вуглецем, якого завжди максимум до 2%, а також інші елементи. Вуглець є важливим компонентом, оскільки надає міцності сплавів заліза, а також твердість, за рахунок цього знижується м’якість і пластичність. У сплав часто додаються легуючі елементи, що в підсумку дає легированную і високолеговану сталь, коли в складі не менше 45% заліза і не більше 2% вуглецю, інші 53% складають добавки.
Сталь є найважливішим матеріалом у багатьох галузях, її застосовують в будівництві і в міру зростання техніко-економічного рівня країни, ростуть і масштаби виробництва сталі. У давні часи майстри для отримання литої сталі застосовували тигельну плавку і такий процес був малопродуктивним і трудомістким, але сталь відрізнялася високими якостями.
Згодом процеси отримання стали змінювалися, на зміну тигельному прийшли бесемерівський і мартенівський метод отримання сталі, що дало можливість налагодити масове виробництво литої сталі. Потім стали виплавляти сталь в електричних печах, після чого був впроваджений киснево-конверторний процес, він дозволив отримувати особливо чистий метал. Від кількості і видів сполучних компонентів сталь може бути:
- низьколегованої
- середньолеговану
- високолегованої
Залежно від вмісту вуглецю вона буває:
- низьковуглецевої
- середньовуглецевої
- Високовуглецевого.
До складу металу часто входять неметалеві сполуки — оксиди, Фосфіди, сульфіди, їх зміст відрізняється на якість сталі, існує певна класифікація якості.
Щільність стали становить 7700-7900 кг / м3, а загальні характеристики стали складаються з таких показників, як — міцність, твердість, зносостійкість і придатність для обробки різного виду. У порівнянні з чавуном сталь має більшу пластичністю, міцністю і твердістю. Завдяки пластичності вона легко піддається обробці, сталь відрізняється більш високою теплопровідністю, а її якість підвищується за рахунок загартовування.
Такі елементи, як нікель, хром і молібден є легуючими компонентами, кожен з них додає сталі свої характеристики. Завдяки хрому сталь стає більш міцною і твердою, підвищується її зносостійкість. Нікель також надає міцності, а також в’язкості і твердості, підвищує її антикорозійні властивості і прокаліваемость. Кремній знижує в’язкість, а марганець покращує якості зварюваності і прожарювання.
Всі існуючі види стали мають температуру плавлення від 1450 до 1520оС і являють собою міцні зносостійкі і стійкі до деформації сплави металу.
Чавун і його основні характеристики
Основу виробництва чавуну також становить залізо та вуглець, але на відміну від стали вуглецю в ньому більше, а також інших домішок у вигляді легуючих металів. Він відрізняється крихкістю і руйнується без видимої деформації. Вуглець тут виступає графітом або цементитом і за рахунок вмісту інших елементів чавун ділиться на такі різновиди:
Білий — де лідирує в більшості цементит, цей матеріал на зламі має білий колір. Даний компонент відрізняється крихкістю і одночасно твердістю. Він легкий в обробці, що надає гнучкість чавуну.
- Сірий — в цьому різновиді велику частку становить графіт, за рахунок чого чавун виходить пластичним. Готовий чавун має невелику температуру плавлення, відрізняється м’якістю, його легше різати.
- Ковкий — досягається методом випалювання білого чавуну, його млоять в спеціальних нагрівальних печах при температурі в 950-1000оС. Властива білому чавуну твердість і крихкість знижуються, він не кується, а тільки стає більш пластичним.
- Високоміцний сплав чавуну — в ньому міститься кулястий графіт, який утворюється в ході кристалізації.
Температура плавлення чавуну залежить від вмісту в ньому вуглецю, ніж його більше в складі сплаву, тим менше температура, а також підвищується його плинність при нагріванні. Це робить метал непластичними жидкотекучим, а також крихким і важко піддається обробці. Його температура плавлення становить від 1160 до 1250оС.
Антикорозійні властивості у чавуну вище, оскільки він піддається сухий іржі в процесі використання, це називається хімічна корозія. Волога корозія також впливає на чавун повільніше, ніж на сталь. Ці якості привели до того, що було скоєно відкриття в металургії — почали виплавляти сталь з високим вмістом хрому. Звідси і з’явилася нержавіюча сталь.
робимо висновок
Виходячи їх численних характеристик, можна сказати наступне про чавуні і сталі, в чому їхня відмінність:
Сталь є більш міцною і твердою, ніж чавун.
- Сталь має більш високу температуру плавлення, вона важче.
- Більш низький відсоток вмісту вуглецю в стали робить її легкою в обробці, її простіше різати, кувати і варити.
- З цієї причини вироби з чавуну можна відлити, а сталеві зварити або зробити кованими.
- Сталеві вироби менш пористі, ніж чавунні, тому вони мають більшу теплопровідність.
- За кольором вони також відрізняються, сталь світла і блищить, а чавун темніший з матовою поверхнею.
- Вартість на сталь завжди вище чавунних матеріалів.
Можна зробити висновок, що сталь і чавун об’єднує зміст в них вуглецю і заліза, але їх характеристики відрізняються і кожен із сплавів має свої особливості.
