Сталь - это сплав, металл, состоящий из железа и углерода. Максимальное содержание углерода в стали составляет 1,5 процента. Из-за своей твердости и прочности сталь используется в строительстве зданий, мостов, автомобилей и во множестве других производственных и инженерных приложений.
Большая часть производимой сегодня стали - это обычная углеродистая сталь или просто углеродистая сталь. Углерод в стали существует в виде карбида железа. Присутствуют и другие элементы, в том числе сера, фосфор, марганец и кремний.
Содержание углерода в стали
Углеродистая сталь определяется как сталь, свойства которой в основном обусловлены содержанием углерода и не более 0,5% кремния и 1,5% марганца. Простые углеродистые стали с содержанием углерода от 0,06% до 1,5% делятся на четыре типа:
- Мертвая низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода до 0,15%
- Низкоуглеродистая или низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода от 0,15 до 0,45 процента
- Среднеуглеродистая сталь, от 0,45% до 0,8% углерода
- Высокоуглеродистая сталь с содержанием углерода от 0,8 до 1,5 процентов
Эти стали становятся все более мягкими, но они также имеют тенденцию к увеличению хрупкости. Первый тип используется в автомобильных кузовах. Второй тип встречается в рельсах и рельсовых продуктах, таких как муфты, коленчатые валы, оси, шестерни и поковки. Третий тип используется в режущих инструментах и железнодорожных путях, а последний тип используется в поршнях и цилиндрах.
Основные физические свойства стали.
Сталь имеет плотность 7850 кг / м.3, что делает его в 7,85 раза плотнее воды. Его температура плавления на 1510 ° C выше, чем у большинства металлов. Для сравнения, температура плавления бронзы составляет 1040 ° C, меди - 1083 ° C, чугуна - 1300 ° C и никеля - 1453 ° C. Однако вольфрам плавится при температуре 3410 ° C, что неудивительно, поскольку этот элемент используется в нити накала ламп.
Коэффициент линейного расширения стали при 20 C, в мкм на метр на градус Цельсия, составляет 11,1, что больше устойчивы к изменению размера при изменении температуры, чем, например, медь (16,7), олово (21,4) и свинец (29.1).
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь используется в строительстве, когда коррозионная стойкость является главным преимуществом, например, в случае ножей, которые должны сохранять остроту. Еще одна распространенная причина использования нержавеющих сталей - их жаропрочные свойства. В некоторых проектах стойкость к высокотемпературному окислению является абсолютным требованием, в то время как в других высокотемпературная прочность является первоочередной необходимостью.
Добавки к стали
Небольшие количества других металлов, добавленных в сталь, изменяют ее свойства способом, благоприятным для определенных промышленных применений. Например, кобальт обеспечивает более высокую магнитную проницаемость и используется в магнитах. Марганец придает прочность и твердость, поэтому продукт подходит для тяжелых железнодорожных переездов. Молибден сохраняет свою прочность при высоких температурах, поэтому эта добавка удобна при изготовлении наконечников для скоростных сверл. Никель и хром устойчивы к коррозии и обычно добавляются при производстве хирургических инструментов из стали.