Сталь – это деформируемый сплав, в состав которого входит железо и углерод, а также иные примеси. Количество углерода в металле составляет не более 2,14%. Благодаря ему металл становится более твердым и прочным, а его пластичность понижается. Дополнительно проводится цементация стали, благодаря которой материал становится более прочным.
В материал могут быть добавлены и другие легирующие элементы. Вот почему содержание железа в этом металле должно составлять не менее 45%.
Состав и применение
Состав стали выглядит следующим образом:
- железо – не менее 45%;
- углерод – в пределах 0,02-2,14%.
Согласно ГОСТ сталь, в которой от 0,6% углерода, называется высокоуглеродистой. Если же этого вещества более 2,14%, то это чугун.
При производстве стали в него могут быть добавлены следующие элементы:
- Кремний. Если добавить его в металл, то его свойства не изменяется. А вот при повышении содержания кремния материал становится более упругим.
- Марганец. Чем больше добавить этого элемента, тем выше станет твердость изделия, а пластичность уменьшится.
- Сера. Делает изделие более хрупким, особенно при высоких температурах, образуя FeS. Серы в готовом соединении должно быть не более 0,07%.
- Фосфор. Еще одна вредная примесь, которая делает металл более хрупким, но уже при низких температурах.
Влияние примесей на стали могут оказывать и легирующие компоненты, к которым относятся:
- Алюминий. Благодаря ему готовое изделие хорошо переносит высокие температуры.
- Кремний. В сочетании с железом и углеродом готовое изделие становится более упругим, отлично переносит действие кислот.
- Марганец. Влияет на твердость, износостойкость, увеличивается стойкость к механическому воздействию.
- Медь. Благодаря ей металл меньше ржавеет.
- Хром. Увеличивает прочность и твердость. Уменьшает пластичность. Материал перестает окисляться под действием влаги. Если в нем достаточно хрома, то она становится нержавеющей.
- Никель. Благодаря ему изделие не ржавеет, но зато становится более прочным и пластичным.
- Вольфрам. Увеличивает твердые свойства стали в несколько раз. Также материал начинает лучше переносить высокие температуры.
- Ванадий. Повышает прочность и плотность.
- Кобальт. Повышает механические свойства стали, магнитные и жаропрочные.
- Титан. Добавляется, чтобы повысить плотность и прочность.
В каких областях сталь нашла свое применение? Прежде всего это строительство, изготовление транспорта, машиностроение.
Польза стали, благодаря ее упругим свойствам, неоценима в приборостроении и машиностроении. Вот почему ее используют при изготовлении амортизаторов и иных силовых пружин.
Свойства
Все свойства можно поделить на механические, физические, химические. К первым относятся:
- Прочность. Благодаря ей металл выдерживает нагрузки и не разрушается.
- Пластичность. Под действием внешней нагрузки металл может изменять свой прочность.
- Ударная вязкость. Позволяет понять, насколько металл способен сопротивляться динамическим нагрузкам.
- Твердость. Позволяет металлу сопротивляться предметам, которые на него падают.
- Физические свойства:
- Плотность. Благодаря высокой плотности часто используется в строительстве.
- Теплопроводность. Благодаря ей материал передает тепло от более нагретых элементов к менее нагретым.
- Электропроводность. Объясняет, почему материал способен передавать через себя ток.
- Химические свойства:
- Окисляемость. Объясняет, насколько материал способен соединяться к кислородом. Чем выше температура, тем выше окисляемость.
- Стойкость к коррозии. Препятствие окислению.
- Жаростойкость. Способность выдерживать высокие температуры и не окисляться.
Металлобработка позволяет получить практически любую деталь, необходимую в машиностроении или строительстве.
