- Gradarea oțelului și a fontei
- Rezistența la coroziune
- Șocul termic și rezistența la impact
- Cum să distingem fonta din oțel?
Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!
Produsele din fontă și din oțel din industria metalurgică sunt utilizate atât în viața de zi cu zi, cât și în producție. Ambele materiale sunt aliaje unice de fier și carbon. Toată lumea știe că fierul este extras din adâncurile pământului în cantități imense. Dar în forma sa pură este imposibil să o exploateze, acest element este prea moale și, prin urmare, nepotrivit pentru fabricarea de produse cu rezistență ridicată. Prin urmare, pentru scopuri industriale, de construcții și de uz casnic, nu este pur fier folosit, ci derivatele sale, fier și oțel. Care este diferența dintre oțel și fontă?
Fonta și oțelul sunt aliaje de fier și carbon.
Diferența lor se manifestă prin multe calități, iar caracterul comun al elementelor din producție nu conferă materialului caracteristici identice.
Gradarea oțelului și a fontei
oțel
Schema producției de oțel.
Pentru a produce oțel, fierul este topit cu carbon și diverse impurități. O condiție prealabilă este un conținut de carbon de cel mult 2% (crește puterea), iar fierul nu este mai mic de 45%. Partea rămasă constă în alierea componentelor obligatorii (crom, molibden, nichel, etc.). Cromul mărește rezistența oțelului, duritatea și rezistența la uzură. Nichelul crește rezistența, duritatea și duritatea, crește rezistența la coroziune și duritatea acestuia. Siliciul adaugă rezistență, duritate și elasticitate la oțel, reduce viscozitatea acestuia. Manganul îmbunătățește sudabilitatea și duritatea. Metalurgii emit diferite tipuri de oțel. Clasificați-le în funcție de volumul elementelor care părăsesc. De exemplu, conținutul de mai mult de 11% din aliaje de metale oferă oțel de înaltă calitate. Există, de asemenea:
- Oțel slab aliat - până la 4%.
- Oțel mediu aliat - până la 11%.
Proprietățile mecanice ale oțelului.
Prin cantitatea de carbon, oțelul este clasificat în:
- metal cu conținut redus de carbon - până la 0, 25% C;
- mediu metalic de carbon - până la 0, 55% C;
- metal de înaltă calitate - până la 2% C.
Compoziția elementelor nemetalice (fosfide, sulfuri) clasifică un metal în:
- normale;
- de calitate;
- de înaltă calitate;
- în special oțel de înaltă calitate.
Drept rezultat, toate tipurile de oțel sunt un aliaj rezistent, rezistent la uzură și deformare, cu un punct de topire cuprins între 1450 și 1520 ° C.
Fontă
În producția de fier, fier și carbon sunt de asemenea aliate. Principala diferență de fier din oțel este conținutul acestuia din urmă în amestec. Ar trebui să fie mai mult de 2%. În plus, amestecul conține impurități: siliciu, mangan, fosfor, sulf și metale de aliere. Fonta este mai fragilă decât oțelul și se prăbușește fără deformări vizibile. Carbonul din metal este reprezentat de grafit sau cementită, în timp ce volumul și forma elementului dau definiția aliajului:
Producția de fontă.
- Fontă albă, în care întregul volum de carbon este reprezentat de cementite. La pauză, acest material este alb, foarte dur, dar fragil. Este ușor de procesat și utilizat pentru producerea de soiuri de forjare.
- Gray - carbonul este reprezentat de grafit, care dă plasticitatea materialului. Moale, predispus la tăiere, cu un punct de topire scăzut.
- Ductilul, obținut din fierul alb prin recoacere specială (lustruită) în cuptoare speciale de încălzire la o temperatură de 950-1000 ° C În același timp, fragilitatea excesivă și duritatea caracteristică fontei albe sunt mult reduse. Fonta ductilă nu este falsificată, iar numele indică numai plasticitatea acesteia.
- Încălțăminte de înaltă rezistență care conțin grafit nodular format în timpul procesului de cristalizare.
Cantitatea de carbon dintr-un aliaj determină punctul de topire al acestuia (cu cât este mai mare conținutul elementului, cu atât temperatura este mai mică și fluiditatea este mai mare în timpul încălzirii). Prin urmare, fonta este un material fluid, ne-ductil, fragil și dificil de procesat cu un punct de topire de la 1150 la 1250 ° C.
Rezistența la coroziune
Fier de la minereu.
Fierul în procesul de utilizare este acoperit cu rugina uscată de sus. Aceasta este așa-numita coroziune chimică. Coroziunea umedă (electrochimică) afectează fonta mai lentă decât oțelul. Inițial, concluzia sugerează că rezistența la coroziune a fontei este mult mai mare. De fapt, ambele aceste aliaje sunt la fel de susceptibile la coroziune, doar pentru produsele din fontă datorită pereților groși, procesul durează mai mult. Aceasta, de exemplu, poate explica diferența în durata de viață a cazanelor: oțel - de la 5 la 15 ani, fontă - de la 30 de ani.
În 1913, Harry Brearly a făcut o descoperire în domeniul metalurgiei. El a descoperit că oțelul cu conținut ridicat de crom are rezistență bună la coroziunea acidă. Așa a apărut oțelul inoxidabil. Ea are, de asemenea, gradarea ei:
- Oțelul rezistent la coroziune are rezistență la coroziune în condițiile elementare industriale și interne (petrol și gaze, industria ușoară, industria mecanică, instrumente chirurgicale, ustensile de uz casnic din oțel inoxidabil).
- Oțelul rezistent la căldură este rezistent la temperaturi ridicate și medii agresive (industria chimică).
- Oțelul rezistent la căldură diferă în ceea ce privește rezistența mecanică mărită în condițiile temperaturilor ridicate.
Șocul termic și rezistența la impact
Indicatori comparativi ai fierului și oțelului.
Fonta și oțelul sunt deseori folosite la fabricarea cazanelor de încălzire. În acest caz, problema rezistenței la șocul termic devine deosebit de importantă. Dacă apa rece intră în boilerul din fontă neîncălzită, se poate sparge. Oțelul termic al produselor din oțel nu este teribil. Otelul este mai elastic si tolereaza diferentele de temperatura. Dar căderile de temperatură mari și frecvente din oțel contribuie la apariția zonelor "obosite" și, ca rezultat, la fisuri în locuri slăbite prin sudare.
Ductilitatea bună face ca produsele din oțel să fie rezistente la deteriorări mecanice. Fragilitatea fontei duce în mod inevitabil la formarea fisurilor la impact sau distorsiuni.
Fonta cenușie are o structură mai uniformă, plasticitate sporită și proprietăți anti-coroziune și este capabilă să reziste supratensiunilor mari.
concluzii:
- Fonta este mai puțin durabilă și mai dificilă decât oțelul.
- Oțelul este mai greu și are un punct de topire mai mare.
- Conținutul redus de carbon din oțel, spre deosebire de fontă, permite o prelucrare mai ușoară (fierbere, tăiere, forjare).
- Din motive similare, produsele din fontă sunt produse numai prin metoda turnării, în timp ce oțelul poate fi forjat și sudat.
- Produsele din oțel sunt mai puțin poroase decât fonta și, prin urmare, conductivitatea termică este mult mai mare.
- Produsele din fontă, de regulă, au o culoare neagră și o suprafață mată, în timp ce cele din oțel sunt ușoare, cu o suprafață strălucitoare.
Cum să distingem fonta din oțel?
Modalități de distingere:
- În funcție de densitatea produsului. Este necesar să se cântărească obiectul și să se determine cantitatea de apă pe care o va înlocui. Densitatea oțelului se situează în intervalul de 7, 7-7, 9 g / cm3, fonta cenușie - nu depășește 7, 2 g / cm3. Această metodă nu este deosebit de fiabilă, deoarece fonta albă are o densitate cuprinsă între 7, 6 și 7, 8 g / cm3.
- Cu ajutorul unui magnet. Fonta este magnetică mai slabă decât oțelul. Dezavantajul acestei metode este acela că oțelul cu un conținut înalt de nichel practic nu atrage un magnet.
- Metoda cea mai precisă este de a determina fonta folosind o mașină de rectificat și tipul de chipsuri produse. Ar trebui să ia un fișier cu o crestătură mică și să țineți de mai multe ori suprafața obiectului. Rumegușul format trebuie colectat pe hârtie, pliat de două ori și frecat viguros. Fierul marchează semnificativ hârtia, oțelul aproape nu lasă urme.
Puteți trage concluzii cu privire la mărimea, forma și culoarea materialelor care apar în timpul măcinării. Cu cât este mai mult carbon, cu atât mai strălucitor și mai puternic va fi scânteia galbenă. După cum știm deja, fonta conține carbon mai mult decât oțel. De asemenea, atunci când găuriți un produs cu un burghiu subțire, puteți determina materialul după tipul de jetoane. Fondurile de fier vor transforma literalmente în praf în ochi, oțel - va lua forma unui izvor răsucite.