Страны лидеры по производству стали в мире. Рейтинг 2022


18.02.2022 Автор: VT-METALL

Из этого материала вы узнаете

:

  • История открытия сплавов железа с углеродом
  • Структурные составляющие сплавов железо-углерод
  • Диаграмма сплава железо-углерод
  • Как читать диаграмму сплава железа с углеродом
  • Применение стали из железоуглеродистых сплавов
  • Разновидности чугуна из сплава железа с углеродом
  • Полиморфные превращения в сплавах железо-углерод

Открытие сплава железа с углеродом явилось одним из самых важных событий в истории развития металлургии. Именно эти два элемента подарили миру наиболее востребованные марки стали и чугуна. Это те сплавы, из которых производится большая часть промышленного оборудования, металлических конструкций, инструмента, изделий бытового назначения.

В зависимости от процентного содержания углерода в железе, а также способа литья эти сплавы приобретают разные свойства: стойкость к коррозии, необычайную прочность, эластичность и т. д. О том, какие сплавы железа и углерода используются сегодня и как их получают, вы узнаете из нашего материала.

История открытия сплавов железа с углеродом

Выдающийся изобретатель Дмитрий Чернов прославился диаграммой «железо-углерод» и открытием, связанным с полиморфными превращениями. Именно он стал первооткрывателем особых точек в таких сплавах, как чугун и сталь. По мнению ученого, на расположение точек на диаграмме влияет процентная доля углерода.

Открытие стало настолько значимым, что положило начало новой науке – металлографии.

Сама диаграмма сплава железа с углеродом – это масштабный проект, разработанный несколькими учеными из разных уголков мира. Именно поэтому обозначения фаз и основных точек являются международными.

Получение стали. Металловедение

Сталь – это самый распространенный сплав на планете. Получают ее промышленным способом из чугуна, из которого под влиянием высоких температур выжигают избыток углерода и другие примеси. Стали в основном получают двумя способами: плавление в мартеновских печах и плавление электропечах. Материал, изготовленный в электропечи, называется электросталь. Она получается более чистой по составу. Кроме того, существует множество специальных процессов для получения сплавов с особыми свойствами, например электродуговая плавка в вакууме или электронно-лучевая плавка.

Более подробно о сталях и других сплавах можно узнать при изучении такой науки, как металловедение. Она считается одним из разделов физики и охватывает не только сведения о марках стали и их составе, но и содержит сведения о структуре и свойстве материалов на атомарном и структурном уровне.

Студенты профильных ВУЗов проходят специальный курс «Промышленные стали», где подробно разбирают сплавы специального назначения: строительные, улучшаемые, цементируемые, для режущих и измерительных инструментов, магнитные, рессорно-пружинные, жаростойкие, стали для конструкций в холодном климате и т. д.

Структурные составляющие сплавов железо-углерод

Основа чугуна и стали – сплав железа с углеродом. Оба черных сплава являются незаменимыми при создании конструкционных деталей для техники. Их качества и структура определяются свойствами базовых компонентов и примесей. Также важно учитывать характер взаимодействия элементов.

Чистое железо – это серебристо-белый металл, который имеет температуру плавления +1 539 °С. Металл является тугоплавким и может обладать одной из полиморфных модификаций – a либо g.

VT-metall предлагает услуги:

Низкотемпературный режим (ниже +910 °С) приводит к первой модификации. В этом случае для железа характерна объемно-центрированная кубическая решетка. Его называют а-феррумом. Железо является магнитным при температуре до +760 °С (до точки Кюри).

Нагрев железа приводит к превращению решетки из объемно-центрированной в гранецентрированную. Для создания g-железа необходим высокотемпературный режим – от +910 °С до +1 392 °С.

Углерод представляет собой неметаллический элемент. Его температура плавления составляет +3 500 °С. В природе элемент способен существовать в виде алмаза или графита. Первая полиморфная модификация в сплавах не встречается.

Если говорить об углеродистой структуре в сплаве железо-углерод, то она слоистая. В связи с этим неметаллический элемент в свободном виде имеет форму графита, особенность которого заключается в низких показателях пластичности и прочности.

Углерод растворим в железе и в жидком, и в твердом состоянии. Он способен создать химическое соединение под названием цементит, где углерод в свободном виде также будет иметь форму графита.

Возможные составляющие сплавов железа с углеродом перечислены ниже

:

  • Аустенит (А)
    . Это твердый раствор элементов в g-железе. Он может существовать только при высокотемпературном режиме (выше +727 °С). С минимальной из возможных температур растворимость составит 0,8 %, а при +1 147 °С – 2,14 %. Главная особенность аустенита – его высокая пластичность.
  • Графит
    . Он представляет собой аллотропическую модификация углерода, обладающую низкой прочностью и высокой мягкостью. Может присутствовать в графитизированной стали и в чугуне. Там он будет существовать в виде вкраплений различной конфигурации. Именно форма окажет непосредственное влияние на технологические и механические свойства сплава.
  • Ледебурит
    . Это механическая смесь из цементита и аустенита, в которой доля углерода составляет 4,3 %. Для получения ледебурита необходимо эвтектическое превращение при температуре +1 147 °С. Если температура составит +727 °С, то аустенит превратится в перлит, и ледебурит станет смесью цементита и перлита. Основные характеристики ледебурита – хрупкость и твердость. Компонент можно встретить во всех белых чугунах.
  • Перлит (П)
    . Еще один элемент сплава железа с углеродом. В нем доля углерода составляет 0,8 %. Сам перлит представляет собой механическую смесь цементита и феррита. Его можно получить путем эвтектоидного распада (перекристаллизации) аустенита при температуре +727 °С. В честь распада перлит называется эвтекоидом. Для него характерен высокий уровень прочности и твердости. Также перлит способен повысить механические свойства сплава.
  • Феррит (Ф)
    . Это твердый раствор внедрения элементов в a-железе. Существует при низкотемпературном режиме и обладает объемно-центрированной кубической решеткой. Растворимость углерода в феррите крайне низкая. В нормальных условиях она составит не более 0,005 %, а достигнет пика (0,02 %) только при температуре +727 °С. Феррит менее тверд в сравнении с аустенитом, а также более пластичен. В связи с этим он хорошо обрабатывается давлением в холодном состоянии.
  • Цементит (Ц)
    . Компонент представляет собой соединения углерода и железа, а именно карбид железа с формулой Fe3C. Процентная доля углерода в веществе составляет 6,67. Цементит обладает сложной кристаллической решеткой и плавится при температуре около +1 600 °С. В сплаве железа с углеродом он является одновременно самой хрупкой и самой твердой составляющей. Следовательно, чем больше компонента содержится в сплаве, тем выше его твердость. Также цементит обладает неустойчивостью, поэтому при определенных условиях он распадается и образует графит. Происходит реакция: Fe3C > 3Fe + С.

Рейтинг стран мира по производству стали на 2020 год

Мировое производство стали по итогам 2022 года выросло на 3.4% по сравнению с прошлым 2022 годом и составило 1869.9 млн тонн стали. Занимательно, но по итогам 2022 года производство стали сократилась во всех регионах мира, кроме Азии и Ближнего Востока.

Лидерами по производству стали по итогам 2022 года стали следующие топ 10 стран мира:

  1. Китай — 996.3 млн тонн стали
  2. Индия — 111.2 млн тонн стали
  3. Япония — 99.3 млн тонн стали
  4. США — 87.9 млн тонн стали
  5. Россия — 71.6 млн тонн стали
  6. Южная Корея — 71.3 млн тонн стали
  7. Германия — 39.7 млн тонн стали
  8. Турция — 33.7 млн тонн стали
  9. Бразилия — 32.2 млн тонн стали
  10. Иран — 31.9 млн тонн стали

При этом на долю Китая в 2022 году пришлось более 50% мирового производства стали. Если быть точным — 53.3% от мирового производства стали. Доля России — снизилась с 4% в 2022 году до 3.8% в 2022 году. Суммарно страны СНГ произвели 100.4 млн тонн стали, что на пол процента ниже по сравнению с прошлым годом. Полную статистику по производству стали в странах мира вы можете найти в таблице ниже. В таблицу вошли страны мира производящие сталь в существенном количестве (более 5 тысяч тонн). Статистика доступна за 2014-2019 годы, при этом за 2022 год по некоторым из стран информация пока недоступна. Источником данных является Всемирная Ассоциация Стали.

Страна2019 год, тыс тонн2018 год, тыс тонн2017, тыс тонн2016, тыс тонн2015, тыс тонн2014, тыс тонн
Весь Мир186900018166111732171162909616215371671128
Китай996342928264870855807609803825822306
Индия111246109272101455954778902687292
Япония99284104319104661104775105134110666
США879278660781612784757884588174
Россия715707204271491704537089871461
Южная Корея714217246471030685766967171543
Германия396754243543297420804267642943
Турция337433731237524331633151734035
Бразилия322363540734778316423325833897
Иран319002452021236178951614616331
Италия232452453224068233732201823714
Тайвань, Китай220652324122438217512139323221
Украина208482110121417242182296827170
Вьетнам200661547111473781156475847
Мексика185952020419955188241821818930
Франция144511538715505144131498416143
Испания135811432114441136161484514249
Канада127901344313208126461247312730
Польша90651016710332900191988559
Бельгия790579807842768772577331
Австрия742368858135743876877876
Египет725778076870503655066485
Великобритания72257268749176351090712034
Нидерланды665768136781691769956965
Индонезия600061835195474648544351
ЮАР566663276301614164176412
Австралия549356895328525949254607
Словакия530052254974480845624705
Саудовская Аравия509552404831546152296291
Швеция472146544927481745574539
Аргентина464551624624412750285488
Чехия456349384550530652625360
Таиланд419064036762540050705835
Казахстан408539644641428939103681
Малайзия400041093215276437844316
Румыния350035503361327633523158
Финляндия347341464003410139883807
ОАЭ332732483309314930062390
Пакистан331347194966355328922424
Беларусь268024702343218825102513
Катар255825752644252125933019
Люксембург220022282172217521272193
Сербия1929197314771173955583
Венгрия177019891901127416751152
Греция13761467135911589101022
Перу124012171207116810821078
Колумбия120012191253127212111208
Чили109511451158115311121079
Босния и Герцеговина801695756806819793
Новая Зеландия667652658577793859
Словения645654648614604615
Узбекистан625646654654643723
Норвегия621575603620590600
Ливия606396422492352712
Эквадор605583561576720667
Болгария595666652527543612
Молдова360497469126443351
Гватемала310300294314403395
Македония239266273169121188
Куба235225221244285256
Сальвадор1059996100124121
Уругвай656058619894
Хорватия6513600122167
Венесуэла5012944455313451485
Парагвай252524354847
Азербайджан200180180180180
Албания50150560
Алжир2000415650650415
Бангладеш10010010010090
Гана2525252525
Другие страны115115115110110
Израиль300300300300300
Иордания150150150150150
Кения2020202020
КНДР12501250125012501250
Марокко600550520516501
Мьянма3535353535
Нигерия100100100100100
Оман20002000200020001500
Португалия22152076201020302070
Сингапур618596520501540
Сирия55555
Тринидад и Тобаго0036591487
Тунис50505050150
Филиппины1475137810759681196
Черногория120120120150140
Швейцария15001450150014751475
Шри-Ланка3030303030

Диаграмма сплава железо-углерод

На диаграмме сплава можно выделить следующие границы

:

  • Линия ледебуритного превращения (линия ECF). Если содержание углерода в сплаве выше 2,14 %, то при его охлаждении жидкая фаза под линией становится ледебуритом.
  • Линия ликвидус (линия ACD). Ее особенность заключается в том, что при снижении температуры под ней запускается кристаллизация сплавов.
  • Линия перлитного превращения (линия PSK). При снижении температуры сплав под ней из аустенита превращается в перлит.
  • Линия солидус (линия AECF). При снижении температуры сплав под ней становится твердым.

Также на диаграмме присутствует несколько важных точек

:

  • C. Вещество становится ледебуритом, концентрация углерода не меняется и остается на уровне 2,14 %. Температура превращения жидкости составляет +1 147 °С.
  • E. В этой точке аустенит содержит максимальное количество углерода – 2,14 % от общего количества сплава. Такое состояние достигается при температуре +1 147 °С.
  • P. При температуре +727 °С у феррита наступает стадия максимального насыщения углеродом (0,025 %).
  • S. Аустенит превращается в перлит. Средняя концентрация углерода остается той же и составляет 0,8 %.

Обычно температурный режим, при котором достигается необходимое состояние сплава, обозначается буквой А.

Из-за того, что фазы в сплавах железа с углеродом имеют разные температуры при нагреве и охлаждении, приходится вводить дополнительные обозначения.

Что такое сталь

Сталь – это сплав двух химических элементов: железа (Fe) и углерода (С), причем содержание последнего не должно превышать 2%. Если углерода больше, то этот сплав относится к чугунам.

Но сталь – это не только химически чистое соединение двух элементов, она содержит как вредные примеси, например серу и фосфор, так и специальные добавки, которые придают нужные свойства материалу – повышают прочность, улучшают обрабатываемость, пластичность и т. д.

Если в сплаве углерода менее 0,025% и содержится незначительное количество примесей, то его считают техническим железом. Этот материал отличается от сталей по всем показателям, он обладает высокими магнитными характеристиками, и его используют в качестве для изготовления электротехнических элементов. Чистого железа в природе не существует, получить его даже в лабораторных условиях очень сложно.

Несмотря на то что углерода в процентном отношении содержится совсем немного, он оказывает значительное влияние на механические и технические свойства материала. Увеличение этого вещества приводит к увеличению твердости, растет прочность, но при этом резко снижается пластичность. И, как следствие, меняются технологические характеристики: с ростом углерода снижаются литейные свойства, ухудшается обрабатываемость резанием. При этом низкоуглеродистые стали также плохо обрабатываются резанием.

Как читать диаграмму сплава железа с углеродом

Сплавы системы железо-углерод имеют свойство меняться при охлаждении или нагреве, повышении или снижении давления. Графически такие процессы обозначены на диаграмме состояния. Благодаря ей можно понять, как происходит то или иное превращение сплава.

Состав сплава с первоначальной долей углерода при заданной температуре можно увидеть, если двигаться по вертикальной прямой, которая соответствует содержанию в сплаве углерода.

Правило легче понять на примере, поэтому рассмотрим на диаграмме зону AEC. Возле нее находятся области жидкой фазы и аустенита (AESG). Следовательно, соединение в данной области состоит из образующегося твердого аустенита и жидкой фазы.

Определим для него концентрация углерода, двигаясь по разным фазам. Для этого нужно знать изначальную концентрацию углерода и заданную температуру. В примере это 2,5 % и +1 250 °С.

Теперь из точки графика нужно провести горизонтальную линию. Ее пересечение с АЕ, которая граничит с зоной аустенита, покажет содержание углерода в аустените при температуре +1 250 °С.

Если же прямая будет пересекаться с АС, которая граничит с зоной жидкой фазы, то можно узнать концентрацию углерода уже в жидкой фазе.

При сохранении температуры по данному методу определимо процентное содержание углерода в фазах абсолютно любого сплава:

  • в области AEC в аустените и в жидкой фазе;
  • в области CDF в жидкой фазе (процентное содержание углерода в цементите при этом неизменно – 6,67 %);
  • в области GPS в аустените и в феррите;
  • в области QPKL в феррите;
  • в области SEFK в аустените.

Когда содержание углерода становится выше, чем 2,14 %, охлаждаемый сплав получает насыщение углеродом ближе к 4,3 % (по линиям DC и AC) по мере приближения к температуре +1 147 °С (на уровне ECF). Затем жидкость превращается в эвтектику (ледебурит). Среднее содержание углерода остается неизменным.

Рекомендуем статьи

  • Легированная сталь: виды, марки и назначение
  • Сплав железа и меди: область применения
  • Сплавы железа: известные и не очень разновидности

При движении в сторону температуры +727 °С, что соответствует уровню PSK, содержание углерода в аустените приближается к 0,8 % (линии GS и ES). Затем аустенит превращается в эвектоид, т. е. в перлит. Как известно по предыдущим примерам, средняя концентрация углерода постоянна. В данном случае она составляет 0,8 %.

Страны лидеры по экспорту и импорту стали

Сталь активно используется в мировой торговли. Так мировой экспорт стали по итогам 2022 года превысил 457.1 млн тонн.

Страны лидеры по экспорту стали, млн тонн:

  1. Китай — 68.6
  2. Япония — 35.8
  3. Россия — 33.3
  4. Южная Корея — 30.1
  5. ЕС (28 стран) — 28.4
  6. Германия — 26.0
  7. Турция — 19.9
  8. Италия — 18.2
  9. Бельгия — 18
  10. Украина — 15.1
  11. Франция — 14.4
  12. Бразилия — 13.9
  13. Тайвань, Китай — 12.3
  14. Индия — 11.1
  15. Нидерланды — 11
  16. Иран — 9.3
  17. Испания — 8.6
  18. США — 8.6
  19. Австрия — 7.5
  20. Канада — 6.4

Страны лидеры по импорту стали, млн тонн:

  1. ЕС (28 стран) — 44.9
  2. США — 31.7
  3. Германия — 26.6
  4. Италия — 20.6
  5. Таиланд — 15.5
  6. Южная Корея — 14.9
  7. Франция — 14.9
  8. Бельгия — 14.8
  9. Китай — 14.4
  10. Вьетнам — 14.1
  11. Турция — 14.0
  12. Мексика — 13.1
  13. Польша — 12.1
  14. Индонезия — 11.7
  15. Испания — 10.8
  16. Нидерланды — 10.3
  17. Канада — 9.1
  18. Филиппины — 9.1
  19. Индия — 9
  20. Малайзия — 8

Применение стали из железоуглеродистых сплавов

Сталь, как и чугун, представляет собой сплав железа с углеродом. Металлы имеют широкое распространение, особенно часто их задействуют в машиностроении.

В стали концентрация углерода составляет не более 2 %.

Примеры металла

:

  • инструментальная сталь;
  • конструкционная сталь;
  • техническое железо.

Если в стали содержание углерода было строго меньше 2 %, то в чугуне – больше. В среднем, концентрация вещества составляет от 2,5 до 3,5 %.

Помимо железа и углерода в металлах содержатся такие добавки

:

  • марганец и кремний, содержание которых исчисляется в десятых долях процента (от 0,15 до 0,6 %);
  • фосфор и сера, концентрация которых составляет сотые доли процента (от 0,05 до 0,03 %).

Сталь, в которой концентрация углерода составляет не более 0,7 %, часто используется для создания

:

  • листов;
  • проволоки;
  • ленты;
  • фасонного профиля разных видов;
  • уголкового железа;
  • таврового железа;
  • различных деталей, используемых в машиностроении (например, осей, шестерен, болтов, кувалд, молотков и др.).

Сталь, в которой концентрация углерода составляет более 0,7 %, используется при изготовлении режущих инструментов

:

  • бородок;
  • резцов;
  • зубил;
  • сверл;
  • метчиков.

Свойства данного сплава железа с углеродом зависят от концентрации неметаллического компонента. Так, чем больше будет углерода, тем прочнее и тверже получится сталь.

Преимущества и недостатки

Стали сочетают большую жёсткость с высокой прочностью. На эти характеристики можно влиять в большом диапазоне с помощью варьирования концентрации углерода, легирующих добавок и технологических процессов (химико-термической и термической обработки).

К основным достоинствам стали можно отнести следующие характеристики:

  • высокая твёрдость и прочность;
  • множество различных свойств, которые обуславливаются разным составом и способами обрабатывания;
  • упругость и вязкость;
  • очень высокая износоустойчивость;
  • большое распространение сырья и выгодный с экономической точки зрения способ изготовления, что приводит к невысокой цене сплавов.

У стали и продукции, изготовленной из нее, имеются и недостатки. Их меньше, чем достоинств, но все же знать о них необходимо:

  • отсутствие временной устойчивости к коррозии (за исключением нержавейки);
  • способность накапливать электрическую энергию;
  • большой вес;
  • многоэтапность изготовления обыкновенных изделий.

Стоит иметь в виду, что сталь — довольно сложный в обработке материал, поэтому для производства продукции из нее необходимы дорогостоящие станки и приспособления.

Разновидности чугуна из сплава железа с углеродом

Выделяют два основных вида чугуна – литейный и предельный. Первый вид принято использовать в производстве и промышленной сфере. Второй находит применение в создании стали кислородно-конвертерным путем. В получившемся соединении доля марганца и кремния крайне мала.

Литейный чугун также имеет несколько разновидностей

:

  • Половинчатая
    . Такой чугун имеет специальные свойства, так как часть углерода из состава имеет форму цементита, а другая часть – форму графита.
  • Белая
    . Здесь углерод находится в виде карбида железа. Название произошло от белого оттенка разлома. Белый чугун не находит применения в чистом виде, но активно используется при создании ковкого чугуна.
  • Серая
    . Отлив на изломе серебристый, поэтому такой чугун называют серым. Сфера использования материала достаточно широкая, в том числе и потому, что чугун легко обрабатывать резцами.
  • Высокопрочная
    . Данная разновидность способна увеличить прочность любого материала, куда она будет добавлена. Материал получают из серого чугуна и небольшого количества магния.
  • Ковкая
    . Как и в случае высокопрочной разновидности, в основе находится серый чугун. Повысить пластичность помогает процесс отжига.

Применение стали в современном мире

21.04.2015 Нержавеющая лента из стали получила широкой предназначение, как в повседневной жизни человека, так и на узкоспециализированных производствах. В быту из нее делают столовые приборы, посуду. А вот в промышленной сфере лента была замечена в химическом, пищевом, машиностроительном, фармацевтическом и прочих серьезных направлениях. Благодаря нейтральному поведению стали по отношению ко многим внешним факторам они не оказывает влияния на характеристики продукта. Кроме этого нержавейка является более устойчива к температурам и различным химическим веществам. Чаще всего сталь на производстве сталь встречается как лента aisi (https://www.metall-office.ru).

Область применения ленты нержавеющей

Машиностроение

В машиностроении сталь нашла применение в изготовлении техники, станков, инструментов и агрегатах для прочих категорий промышленности. Листовая сталь чаще всего применяется для запчастей устройств, которые подвергаются термической обработке.

Лента нашла свое применение в выпуске запчастей магнитопроводов переменного тока, пружин, спиралей и нагревательных деталей измерительных и промышленных аппаратов.

Электроэнергетика

Атомная энергетика использует высоколегированную сталь, которая отвечает высоким требованиям к используемым материалам. Сталь нашла назначение во всех видах добычи электричества, начиная от альтернативных источников.

Химическая промышленность

Трубопровод, детали реактора, емкости, химоборудование производится из нержавеющей стали.

Пищевая промышленность

Сталь отвечает всем санитарным нормам производственного оборудования и упаковки пищевых продуктов. Значимую роль сыграла внешность металла. Сталь нержавейка является одним из самых используемых сосудов для хранения и перевозки продукта. Она нужна на всем пути следования сырья к виду готового для потребления товара.

Транспорт

Он оснащается кузовами, контейнерами и емкостями, которые отвечают всем требованиям перемещения различных грузов. В автостроении из стали делают некоторые детали автомобилей, судов, поездов и самолетов.

Бытовое хозяйство

Сталь отлично зарекомендовала себя для изготовления столовых приборов, кухонного инвентаря и прочей хозяйской утвари. Также из стали делают многие детали бытовой техники (стиральная машина).

Целлюлозно-бумажное производство

Из нержавеющей стали производится оборудование и трубы предприятий современности.

Архитектура и строительство

Сталь хорошо сочетается со многими стройматериалами (камень, стекло). Она применима для отделки кровли, фасадов и внутренних работ. Лента используется как сырье для лестниц, дверей, окон, лифтов, проемов, каркаса, бассейнов. Вместе с тем, лента из нержавейки является превосходным декоративным материалом для офисов, метро, торговых центров и даже ресторанов.

Экология среды

Нержавеющая сталь распространяется на обустройство и модернизацию очистных систем и фильтров.

Берегись Автомобиля. Почему Автомобили Стали Хуже

Другие новости по теме:

Полиморфные превращения в сплавах железо-углерод

Полиморфные превращения в сплавах железа с углеродом происходят при соблюдении температурного режима.

Если температура составляет меньше +911 °С, то состояние железа называется α-феррумом. Кристаллическая решетка железа – ОЦК, что расшифровывается как объемный гранецентрированный куб. Особенность решетки состоит в большом расстоянии между атомами.

При температуре от +911 до +1392 °С у железа наблюдается модификация гамма. Кристаличесская решетка γ-феррума – ГЦК, т. е. гранецентрированный куб. Расстояние между атомами меньше, чем в случае объемного гранецентрированного куба.

Когда железо переходит из модификации альфа в гамму, его объем уменьшается. Причина кроется в виде кристаллической решетки. В ОЦК атомы не настолько упорядочены, как в ГЦК.

Правило работает и в обратном направлении. При переходе из гамма-стадии в альфа-стадию объем сплава железа с углеродом возрастает.

Если температура находится в диапазоне от +1 392 до +1 539 °С (последняя – температура плавления железа), то α-феррум переходит в свою другую разновидность – δ-феррум. Стоит помнить, что структура δ-феррума неустойчива, поэтому стремится перейти в более устойчивое состояние.

В результате удалось выяснить, что сталь и чугун – сплавы железа с углеродом с разным содержанием углерода и примесей. Это напрямую влияет на механические и химические свойства стали, а они – на сферу применения конечного материала.

Основные свойства стали

При заказе материала нужно учитывать, какими свойствами должна обладать сталь, чтобы подойти под конкретную область применения. Если не понимать такой особенности, есть риск покупки сырья, не соответствующего прочности, уровню защиты от коррозии, качеству свариваемости и другим характеристикам.

Рассмотрим основные характеристики материала.

Механические

Показывают, какие варианты обработки можно выбирать и где использовать. Есть несколько основных параметров:

  • Прочность. Показывает, какую нагрузку можно прикладывать к детали, пока не появятся первые признаки разрушения. Для каждой марки материала указывается этот параметр, а также предел текучести.
  • Предел прочности. Указывает на защищенность материала от механического напряжения.
  • Предел текучести. Дает представление о растягиваемости материала. Это помогает понимать, насколько сильно можно растянуть материал до момента, пока процесс будет продолжаться, даже когда нагрузка перестанет прикладываться.
  • Пластичность. Чтобы материал можно было использовать в изготовлении различных типов деталей и заготовок. Такая характеристика помогает сырью менять форму, прописывается, чтобы определить параметры относительного угла изгиба и удлинения.
  • Ударная вязкость. Напрямую связана с пределами динамических нагрузок. Характеристика указывает, насколько сильный удар сможет выдержать готовое изделие или заготовка, прежде чем начнет окончательно разрушаться.
  • Твердость. Показывает предельную нагрузку по площади до момента возникновения вдавливания. Может определяться разными методами, как Бринелля, так и Виккерса.

Физические

Параметры дают понять, возможно ли применение стали в строительстве или различных областях промышленности. Есть три значимых центральных показателя:

  • Плотность. В характеристике зашифровано, какая масса стали содержится в указанном объеме. Чем выше прочность, тем больше защищенность от деформации, сильного давления и других потенциальных угроз.
  • Теплопроводность. Параметр дает представление, насколько быстро тепло передается по заготовке. Параметр очень важен для промышленности, к примеру, при изготовлении радиаторов или труб для теплотрасс.
  • Электропроводность. Позволяет оценить безопасность применения материала в местах, где есть риск удара током. Также сплав можно выбрать и для установки в сферах, где имеют значение его проводниковые характеристики.

Химические

Весь набор параметров дает представление о том, как поведет себя материал в разных температурах или средах с разной степенью агрессивности. Есть четыре основных параметра:

  • Окисляемость. Процесс окисления вызывается контактом металла с кислородом, может стимулироваться увеличением температуры. На уровень окисляемости влияет содержание углерода и среда, в которой используются изделия. Чем больше подверженность окислению, тем быстрее на поверхности появится ржавчина.
  • Защищенность от коррозии. Указывается для разных сред. Может меняться при использовании на открытом воздухе, а также при контакте с водой или почвой.
  • Жаростойкость. Помогает понять, при каком нагреве на металле начинает постепенно развиваться коррозия. Характеристика напрямую связана с окисляемостью.
  • Жаропрочность. От жаростойкости отличается тем, что затрагивает не коррозийную стойкость и защиту от окалины, а саму прочность. Знание параметров поможет вам понять, до какой температуры нагреется заготовка, прежде чем ее можно будет сломать или деформировать.

Технологические

Показывают возможность обработки с применением различных технологий. Центральные параметры:

  • Ковкость. Чем она выше, тем быстрее можно будет придать форму постоянным внешним механическим воздействием.
  • Жидкотекучесть. Если этот параметр находится на высоком уровне, расплавленный материал сможет лучше заполнять пустоты.
  • Свариваемость. Помогает соединять различные заготовки между собой. Отличается как в зависимости от типа использованной сварки, так и самого сплава.
  • Обрабатываемость резанием. Сталь можно обрабатывать разными видами режущих инструментов для создания металлопроката и деталей с разными параметрами и областью применения.

Классификация сталей по качеству

Все стали по качеству подразделяют на:

– сталь обыкновенного качества;

– сталь повышенного качества;

Качество стали напрямую зависит от процента содержания вредных примесей (состав) и соответствия заявленным механическим и технологическим характеристикам. В промышленности используются все виды, но по разным направлениям: стали обыкновенного качества – для неответственных деталей, стали повышенного качества и высококачественные – в конструкциях, к которым предъявляются особые требования.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]