Главная/Статьи/Материалы/Что такое сталь

что такое сталь

Сталь представляет собой ковкий (деформируемый) сплав железа с углеродом (в пределах 2%) и некоторыми другими элементами. Железо – основа стали. Сталь — важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей народного хозяйства.
Постоянные примеси в металле (марганец, кремний, углерод, сера, фосфор, азот, кислород, водород) присутствуют в твердом или газообразном виде. В тоже время, они не влияют существенно на положение критических точек диаграммы Fe – Fe3C. Зависимость заключается в возможности образовывать самостоятельные фазы с железом (основным компонентом) и местом возникновения этих фаз.

Углерод
Если увеличить содержание углерода в металле (до 1,2%), то возрастут твердость, прочность, предел текучести, величина электрического сопротивления, порог хладноломкости (0,1% способствует повышению температуры порога хладноломкости на 20ºС), коэрцитивная сила стали. В тоже время, пластичность, вязкость, плотность, теплопроводность, величина остаточной индукции, величины относительных удлинений и сужений стали снижаются.
Так как физические свойства стали изменяются, то это ведет к целому ряду негативных технологических процессов, а, именно, свариваемость, деформирование при штамповке и т.д. Стали низкоуглеродистые, отличаются хорошей свариваемостью. А вот высокоуглеродистые и среднеуглеродистые стали, требуют при сварке применения подогрева, что предупреждает образование трещин, так как замедляется охлаждение металла, другие технологические операции.
Марганец служит технологической добавкой стали, чтобы повысить степень их раскисления, устранить вредное влияние серы на металл. Содержание марганца в качестве примеси в металле не должно превышать 0,8%. Он пребывает в сплавах и сталях в виде твердого раствора а- Fe, а так же, как примесь технологическая, что не оказывает существенного влияния на свойства металла.
Легированная сталь
Отрицательно воздействуют на свойства металла кислород и азот. Они присутствуют в малом количестве, в результате чего, сталь загрязняется неметаллическими включениями (оксидами, нитридами, газовой фазой). Поэтому вызывается анизотропия механических свойств, при этом, хрупкость стали повышается, порог хладноломкости, а вязкость и выносливость снижается. Старение стали бывает при содержании кислорода более 0,03%, а красноломкость – более 0,1%. Азот снижает пластичность стали, но увеличивает твердость и прочность. В тоже время, если содержание азота повышено, то происходит деформационное старение металла. Оно медленнее развивается при комнатной температуре и быстрее при нагреве до 250º С.
В твердом состоянии а- Fe находится в металлах водород. Он может скапливаться в порах и на дислокациях. Если его содержание увеличивается в металле, то повышается хрупкость. Возникают в прокатных изделиях флокены, которые развивают водород, что выделяется в поры. Флокены ведут к разрушению стали, поэтому металл, содержащий их, не допускают в промышленность.
Дама́ск (дама́сская сталь) — вид стали с видимыми неоднородностями на стальной поверхности, чаще всего в виде узоров, получаемых различными способами. Различается два рода стали, которые именуются общим термином «дамаск»: сварочный дамаск (при многократной перековке стального пакета, состоящего из сталей с различным содержанием углерода) и рафинированные стали. Тиглевые булаты где узоры появляются за счёт образования крупных карбидов как результат высокого содержания углерода в металле и методов медленного охлаждения, к дамасским сталям не относятся. Используется такая сталь для изготовления холодного оружия и, реже, доспехов.
Рафинированная сталь
Рафинированная сталь только номинально относится к дамаскам, так как кузнечной сварке подвергается один-единственный однородный блок стали. Цель процесса была не вывести какой-либо узор, а добиться выгорания вредных примесей (фосфор, сера, шлак) и равномерного распределения углерода в заготовке. Принципиально каждая качественная сталь до 18-го века являлась рафинированной, так как кричное железо в чистом виде не является пригодным для изготовления клинков.
Получалась заготовка, в которой слои с высоким и низким содержанием углерода в металле оказывались очень тонкими (ведь с каждым перегибанием количество слоев удваивалось), и которой потом можно было придать любую форму (помня, однако, о направлении волокон). Диффузия углерода из слоя в слой стали давала в конце процесса с физической точки зрения почти однородный блок.
Данная технология рафинации стали применялась практически с начала железного века во всех частях света с развитой металлургией. Однако в Японии развились особые традиции и технологии полирования клинков, которые позволяли проявить на поверхности стали следы многочисленных складок и которые не могли быть выявлены, скажем, кислотным травлением металла. Узор японской стали («хада») на самом деле не является прослойкой разных материалов, а остатками шлаков между отдельными слоями и кристаллами мартенсита и перлита, образовавшихся во время закалки. Композитные клинки японских мечей из стали также не имеют с дамаском ничего общего.

Сталь оцинкованная
Цинкование металла это наиболее действенный способ предотвращения коррозии. Во время цинкования металла наносится цинковый расплав на стальной лист. Это помогает защитить металл от внешних факторов, таких как неблагоприятные погодные условия, ультрафиолетовое излучение. Лист оцинкованный (или просто оцинковка) – может храниться длительное время на открытых пространствах в самых разных климатических условиях. Данный вид стали относительно дешево стоит, что делает её действительно популярной. Купить сталь с цинковым покрытием (или рулон стали) можно как на заводе-изготовителе, так и у официальных дилеров – металлотрейдеров.

Яндекс.Метрика