Что такое сталь как химический элемент
- Сталь: состав и процесс получения
- Как получить сталь
- Типы углеродистой стали
- Легированные стали
- Химические покрытия для улучшения качества стали
- Заключение
Сталь: состав и процесс получения
Сталь – это сплав из двух химических элементов: железа и углерода. При выплавке железной руды в доменной печи получается сплав железа с углеродом, но он еще не является сталью на данном этапе производства.
Как получить сталь
Для получения стали необходимо выжигание излишнего углерода, так как после доменной плавки получается чугун, содержащий от 2,14 до 6,67% углерода. Чтобы достичь нужного уровня углерода в стали (от 0,2 до 2,14%), используются мартеновская печь или конвертер, где происходят химические реакции, свойственные получению сплава железа с углеродом.
Типы углеродистой стали
Углеродистая сталь может быть низкоуглеродной или высокоуглеродистой. Низкоуглеродная сталь используется для производства сеток и тонколистового проката, в то время как высокоуглеродистая сталь используется для изготовления инструментов и клинков. Содержание углерода в сплаве влияет на твердость, ударную вязкость и пластичность стали. Высокоуглеродистые сплавы обладают высокой твердостью, но ниже ударной вязкостью и пластичностью, что делает их идеальными для деталей машин, котлов, турбин и труб, которые подвергаются высоким нагрузкам.
Легированные стали
Легированные стали не подвержены коррозии и известны как нержавеющие стали. В процессе выплавки железо-углеродного сплава добавляются легирующие элементы, такие как хром, марганец, вольфрам, молибден, алюминий и другие. Каждый элемент придает стали новые свойства, которых у сплава раньше не было. Легирующие элементы отвечают за структуру кристаллической решетки сплава, повышают его твердость, прочность и тугоплавкость. Например, добавление ванадия, вольфрама и хрома позволяет получить быстрорежущую сталь с высокой температурной устойчивостью, которая применяется для изготовления режущего инструмента.
Химические покрытия для улучшения качества стали
Помимо легирования, для улучшения качества стали используются химические покрытия, такие как хромирование и цинкование. В отличие от легирования, когда дополнительные вещества добавляются в процессе выплавки стали, покрытия наносятся поверх готовых деталей. Это позволяет создавать оцинкованные, никелированные и хромированные детали. Покрытия наносятся на детали в специальных гальванических ваннах с помощью электрохимического или химического способа. Однако стоит помнить, что легированная сталь более прочная и не подвержена коррозии в отличие от стали с покрытием. В случае повреждения покрытия, внутри детали может появиться ржавчина.
Заключение
Сталь – это сложный сплав из железа и углерода, который может быть улучшен путем легирования или покрытия. Легированная сталь обладает новыми свойствами, такими как повышенная твердость и прочность, а покрытия позволяют стали быть более устойчивой к коррозии. Выбор между легированной сталью и сталью с покрытием зависит от конкретного применения и требований к деталям.
