Różnica między stalą a żeliwem

Często stosowane w życiu codziennym produkty przemysłu metalurgicznego to żeliwo i stal. Oba materiały są unikalnym stopem żelaza i węgla. Jednak zastosowanie tych samych komponentów w produkcji nie nadaje materiałom podobnych właściwości. Żeliwo i stal to dwa różne materiały. Jakie są ich różnice?

Treść artykułu

• Stal
• Żeliwo
• Różnice
• Wnioski

Stal

Aby uzyskać stal, konieczne jest stopienie żelaza, węgla i zanieczyszczeń. W takim przypadku zawartość węgla w mieszaninie nie powinna przekraczać 2%, a żelazo powinno wynosić co najmniej 45%. Pozostały procent w mieszaninie mogą stanowić pierwiastki stopowe (substancje wiążące mieszaninę, na przykład molibden, nikiel, chrom i inne). Dzięki węglowi żelazo zyskuje siłę i najwyższą twardość. Bez jego udziału uzyskano by lepką i plastyczną substancję.

Żeliwo

W produkcji żelaza stopione jest również żelazo i węgiel. Tylko zawartość tego ostatniego w mieszance wynosi ponad 2%. Oprócz wymienionych składników, mieszanina zawiera stałe zanieczyszczenia: krzem, mangan, fosfor, siarkę i dodatki stopowe.

Różnice

W metalurgii wyróżnia się dość dużą liczbę odmian stali. Ich klasyfikacja zależy od ilości składnika w mieszaninie. Na przykład wysoka zawartość elementów łączących daje stal wysokostopową (ponad 11%). Ponadto istnieją:

• niskostopowy - do 4% składników wiążących;
• średniostopowy - do 11% elementów wiążących.

Zawartość węgla w stopie nadaje również klasyfikację metalowi:

• metal niskowęglowy - do 0,25% C;
• metal średniowęglowy - do 0,55% C;
• wysoka zawartość węgla - do 2% C.

I wreszcie, w zależności od zawartości wtrąceń niemetalicznych, które powstają w wyniku reakcji (na przykład tlenków, fosforków, siarczków), klasyfikacja jest przeprowadzana zgodnie z właściwościami fizycznymi:

• szczególnie wysoka jakość;
• wysoka jakość;
• wysoka jakość;
• gładka stal.

Jest to dalekie od pełnej klasyfikacji stali. Rodzaje wyróżniają się również strukturą materiału, metodą produkcji i tak dalej. Ale bez względu na to, jak główne elementy są stopione, rezultatem jest solidny, trwały, odporny na zużycie i odporny na odkształcenia materiał o ciężarze właściwym 7,75 (do 7,9) G / cm³⁾. Temperatura topnienia stali - od 1450 do 1520 ° C.

W przeciwieństwie do stali żeliwo jest bardziej kruche, wyróżnia się zdolnością do zapadania się bez zauważalnych odkształceń resztkowych. W tym przypadku sam węgiel w stopie jest reprezentowany w postaci grafitu i / lub cementytu, ich kształt i odpowiednio ilość determinuje rodzaje żeliwa:

• biały - cały niezbędny węgiel ma postać cementytu. Materiał jest biały przy zerwaniu. Bardzo twardy, ale delikatny. Można go przetwarzać i służy głównie do uzyskania odmiany plastycznej;
• szary - węgiel w postaci grafitu (postać z tworzywa sztucznego). Miękki, łatwy w obróbce (można go ciąć) i ma niską temperaturę topnienia;
• plastyczny - uzyskiwany po długotrwałym wyżarzaniu gatunków białych, powodując powstanie grafitu. Ogrzewanie (powyżej 900 ° C) i szybkość chłodzenia grafitu niekorzystnie wpływają na właściwości materiału. Utrudnia to spawanie i obróbkę;
• wysoka wytrzymałość - zawiera grafit sferyczny powstały w wyniku krystalizacji.

Zawartość węgla w kompozycji określa jego temperaturę topnienia (im wyższa, tym niższa temperatura) i wyższą płynność po podgrzaniu. Dlatego żeliwo jest płynnym, nieciągliwym, kruchym i trudnym w obróbce materiałem o ciężarze właściwym 6,9 (7,3) G / cm³⁾. Temperatura topnienia - od 1150 do 1250 ° C.

Wnioski

1. Stal jest mocniejsza i twardsza niż żeliwo.
2. Żeliwo jest lżejsze niż stal i ma niższą temperaturę topnienia.
3. Ze względu na niższą zawartość węgla stal jest lepiej obrabiana (spawanie, cięcie, walcowanie, kucie) niż żeliwo.
4. Z tego samego powodu wyroby żeliwne są wytwarzane tylko przez odlewanie..
5. Wyroby żeliwne są bardziej porowate (ze względu na odlewanie) niż stal, dlatego ich przewodność cieplna jest znacznie niższa.
6. Zazwyczaj grafika żeliwna jest czarna i matowa, a grafika stalowa jest lekka i błyszcząca..
7. Żeliwo ma niską przewodność cieplną, a stal wyższa.
8. Żeliwo jest podstawowym produktem hutnictwa żelaza i stali, a stal jest produktem końcowym.
9. Żeliwo nie jest hartowane, a niektóre rodzaje stali z konieczności poddawane są procesowi hartowania..
10. Wyroby żeliwne są tylko odlewane, a ze stali - kute i spawane.