Сталь. Определение

Сталь - металл, представляющий собой сплав железа и углерода, с добавлением других компонентов. Сталь имеет серебристый оттенок, отличается ковкостью и устойчивостью к коррозии. Поэтому ее активно применяют во многих сферах промышленности.

Слово происходит от немецкого языка - Stahl. Говоря о стали, подразумевают сплав, основанный на железе и углероде. Доля последнего составляет до 2,14%, за исключением особых типов сплавов с повышенной концентрацией углерода (до 3,14%). Благодаря ему металл становится прочным, ковким, долговечным - улучшается его качество, что расширяет сферы назначения. Однако уровень его пластичности и вязкости снижается. При температуре от 27 до 100С температурный коэффициент линейного расширения стали в среднем соответствует 10-18 град. Сталь в нагретом состоянии (в зависимости от типа) при 900-1000С может иметь ТКЛР до 24,610-6 град.

На практике содержание углерода в стали редко превышает 1,45%. Вдобавок в низких по стоимости элементах встречаются сера, фосфор, газы. Они ухудшают свойство материала, а потому удаляются при изготовлении качественных видов стали. По этому признаку сталь делится на высокоуглеродистые, низкоуглеродистые, среднеуглеродистые.

Также сталью называют высоколегированные сплавы. Легирование - процесс добавления в сплав активных неметаллических компонентов, которые усиливают нужные производителю свойства и повышают качество. Например, устойчивость к высоким температурам или ударопрочность. В стали с высоким уровнем легирования объем железа может составлять всего 45%, а остальную долю будет занимать углерод и добавки (например, хром). Это влияет на назначение.

Сталь занимает ведущее место среди сплавов черной металлургии. Причина - в практически бесконечном цикле ее использования. Материал настолько прочный и надежный, что даже самые первые марки, изготовленные в мартеновской плавильной печи, в настоящее время применяются в различных отраслях - среди них остались практически без изменения.



Длительное использование стали полезно с экологической точки зрения. Стальные элементы могут повторно перерабатываться, а не ухудшать отходами экологическую ситуацию в регионе.

История стали берет свое начало еще в 3800 в. до н.э. Однако древняя сталь по своим характеристикам и качеству значительно уступала той, к которой человечество привыкло в настоящем времени. Говоря об историческом начале производстве современной стали,

---

обычно упоминают бессемеровский процесс, за ним - томасовский процесс, а также мартеновскую печь.

Все указанные способы получения стали относятся к различным временным промежуткам 19 века. Наиболее известным прародителем стали считается Пьер Мартен. Некоторые изделия, изготовленные в первых печах, созданных французским инженером в 1864 году, до сих пор в обращении, хоть и уступают по качеству нынешним.

До Мартена в 1856 году сталь изготавливал немец Бессемер. Ему принадлежит разработка путем применения кислого конвертерного процесса создания металлических изделий.

В 1878 году Томас предложил новую технологию производства стали, которая получила название томасовского процесса. Она была аналогом бессемеровского, но позволяла обрабатывать богатый фосфором (2%) чугун.

Производство стали

Практически все индустриальные и промышленные страны занимаются производством стали. Но лидером мирового рынка является КНР. Китай производит примерно половину всего рынка стальных изделий. Страна преимущественно ориентируется на получении бюджетных стальных материалов. Лучший металлопрокатный завод в РФ замыкает 15 влиятельных компаний в мире. Есть три основных способа ее получения:

1. Термический метод:

• 
  отжиг нагрев и медленное охлаждение разных видов и с разной скоростью;
  
• 
  закалка нагрев выше критической температуры, что вызывает перекристаллизацию сплава, и быстрее охлаждение. Прока́ливаемость стали способность приобретать при закалке мартенситную структуру в слое;
  
• 
  отпуск процедура, осуществляет вслед за закалкой с целью уменьшить напряжение сплава;
  
• 
  нормализация тот же отжиг, но проводимый не в печи, а на воздухе.
  

2. Термомеханический способ:

• 
  высокотемпературная ТМО закалка наклеп, упрочнение, производится сразу же после нагрева, пока сплав сохраняет аустенитную структуру. Изменение вследствие пластической деформации при прокатке или штамповке сохраняется на 70% и после охлаждения и сталь оказывается более прочной;
  
• 
  при низкотемпературной ТМО холоднокатаная сталь. Сплав нагревают для аустенитного состояния, охлаждают ниже точек рекристаллизации, чтобы добиться появления мартенситной фазы предел 400 600 С. Затем производится закалка наклеп, прокатка. При охлаждении эффект полностью сохраняется.
  

---

3. Термохимический способ. Термохимическая обработка представляется собой нагрев сплавов и выдержку их в определенных химических средах:

• 
  цементация насыщение поверхности сплава углеродом. Таким образом получают износостойкий верхний слой;
  
• 
  азотирование насыщение стали азотом. Цель такая же получение верхнего износостойкого слоя, но по сравнению с цементацией, азотирование обеспечивает более высокую стойкость к коррозии;
  
• 
  нитроцементация и цианирование насыщение поверхностного слоя и углеродом и азотом. Обеспечивает более высокую скорость и производительность процесса.
  

---

Смотрите также файлы

• 10. Оценка риска и эффективности инвестиционных проектов в логистике Задание.docx

• Планконспект проведения занятия по тактической подготовке с личным составом.docx

• Производство бумаги (50121 гг н. э.).docx

• Урок Школьные правила. (тема урока) ксп по познанию мира Раздел долгосрочного плана.doc

• Образовательная программа проектирование и реализация программ профессиональной ориентации.docx