Сталь: состав, свойства, сферы применения

Состав стали

Основа состава – железо и углерод. В сплаве обычно содержится не более 2,14%.

Основной критерий классификации – химический состав. Вся представленная на рынке продукция разделена на два основных вида сырья:

Углеродистая сталь. В ее составе кроме железа и углерода также есть фосфор, сера, марганец и кремний. В зависимости от процентного содержания углерода сырье разделено на высоко-, средне- и низколегированные марки. Этот материал можно применять, даже если перед вами стоит задача создать инструмент, использующийся под постоянным напряжением и высокими нагрузками.
Легированная сталь. К основным компонентам добавлены дополнительные легирующие элементы. Среди них – множество типов веществ, от кремния, бора и азота до хрома, циркония, ниобия, вольфрама и титана. Это влияет не только на стоимость, но и на качество продукции, область использования и характеристики. В продаже вы найдете множество типов продукции – жаропрочные, цементуемые, улучшаемые стали. В зависимости от структуры сырье может быть доэвтектоидного, ледебуритного, эвтектоидного и заэвтектоидного типа.

Свойства и применение стали можно определить по ее марке.

В состав стали могут добавляться различные примеси. В зависимости от того, в каком количестве они представлены в рецептуре, выделяются два основных типа продукции:

Обыкновенного качества. В составе такого сплава углерода не более 0,6%. Основные стандарты, используемые в изготовлении –ГОСТ 14637 и ГОСТ 380-94. Многие виды продукции в маркировке указываются как «Ст», что означает стандартное качество. На рынке этот тип сырья –один из наиболее доступных по стоимости.
Качественный. К этой категории относятся легированная и углеродистая разновидности. Уже в маркировке указывается особенность состава, количество углерода в сотых долях. Основной стандарт, которого придерживаются изготовители, – ГОСТ 1577. Стоит такая сталь дороже, чем продукт обыкновенного качества. При этом материал намного более пластичен, хорошо сваривается и отлично защищен от механического воздействия.

Сталь – это модно?

Еще как, и в Старом и Новом Свете ее охотно покупают под девизом «Сталь – новое золото!». Этот материал нравится покупателям своей более чем доступной ценой, безопасностью для здоровья, благородным видом и разнообразием дизайна изделий. Стальные украшения могут быть выполнены в любом стиле: от классики и этники до авангарда и брутального рока. Актуален не только присущий стали зеркальный блеск. Современные технологии позволяют придавать «волевому» материалу эффектный матовый вид. Это делает готовое украшение еще более дорогим в глазах всех, кто его на вас видит.

Стальные украшения SL: кольцо с фианитом; браслет; серьги с фианитом SL (цена по ссылке)

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.

Какая сталь используется в украшениях?

Высококачественная нержавеющая сталь марки 316L (код 03Х17Н14М3 по ГОСТу) – она же хирургическая, она же ювелирная. Проще говоря, ювелирами используется тот же сплав, что идет на скальпели, имплантаты и детали медицинского оборудования, на посуду для дома и столовые приборы. Он прочен, очень устойчив к появлению коррозии и повреждений, гипоаллергенен. Неслучайно пирсинги – украшения, которые надо в буквальном смысле носить на теле, – изготавливаются из стали 316L (но! при первичном пирсинге, пока прокол не зажил, рекомендуется носить изделие из титана).

На заметку! Нержавеющую сталь изобрел в 1913 году британский металлург и ученый Гарри Бреарли, работая над сплавами для стволов пушек

Применение стали

Механические и химические свойства стали напрямую влияют на то, где ее можно использовать. Проще всего определиться со сферой по марке, указанной на сырье. Так продукцию с хорошей жаропрочностью можно использовать в средах, где есть риск воздействия постоянных высоких температур. То же относится к маркам, отличающимся хорошей свариваемостью и коррозийной стойкостью.

По сферам производства можно выделить несколько основных категорий:

Строительные. Применяются при создании металлоконструкций различного масштаба, арматуры, обшивки стен. Необходимые характеристики отличаются в зависимости от области применения. Так для одних видов сплава важна стойкость к коррозии во влажных средах, для других – защита от окисления при контакте с почвой. Но все используемые типы сырья должны хорошо свариваться, иметь повышенную прочность при постоянном или периодическом сильном механическом давлении. В сочетании с важной для строителей доступностью стоимости такими параметрами обладают низколегированные сплавы и варианты обычного качества.
Инструментальные. Применяются для изготовления инструментов различного назначения. Все сплавы разделены на три категории. Первая используется для создания штампованных деталей. Вторая – при производстве режущего инструмента, третья – измерительного с высокой точностью. Лучшим решением станет заказ высоколегированных и высокоуглеродистых материалов. Они не только хорошо защищены от износа, но и отличаются твердостью, хорошей теплопроводностью.
Конструкционные. Разнообразны по сфере использования: применяются для металлоконструкций, а также для деталей, крупных механических узлов. Лучшее решение – применение сплава с малой долей марганца. Легирование позволяет расширить список полезных характеристик. Эксперты рекомендуют обратить внимание на высокопрочные, автоматные, износостойкие и другие марки.

Также всегда можно заказать материалы со специальными характеристиками для конкретной зоны применения. Это могут быть как сплавы с повышенной жаропрочностью, так и защищенные от окисления при контакте с кислородом, хорошо плавящиеся, электропроводные и многие другие.

В чем преимущества стали перед другими материалами?

Стальные украшения SL: кольцо с фианитом; серьги; браслет с фианитом (цены по ссылкам)
Сталь очень долго не теряет свой «новый» вид. При этом она значительно более прочная, чем драгоценные металлы, не окисляется и не темнеет со временем, не боится воздействия соленой (морской) воды, ультрафиолета, различных кислот – того же апельсинового сока, нечаянно пролитого на руку с браслетом или кольцом. Повторимся, сталь не вызывает аллергию (строго говоря, аллергия на золото и серебро – это «неприятие» нашим организмом контакта с неблагородными металлами, входящими в ювелирные сплавы золота и серебра различной пробы). Стальное украшение очень трудно повредить – оцарапать, заполучить вмятину. Наконец, преимуществом является и цена, а также то, что при всей своей бюджетности изделия из стали выглядят очень и очень достойно.

На заметку! Нержавеющая сталь марки 316L, в отличие от некоторых бижутерных сплавов, не содержит свинец – металл, опасный для нашего организма

Дизайнерские изделия

На улицах городов можно увидеть оригинальные инсталляции, сделанные из отходов чермета.

Различные скульптуры животных, каркасы для клумб или другие поделки органично вписываются в городской ландшафт.

Существуют и более оригинальные изделия народных умельцев.

Небольшие сувениры из лома черных металлов подойдут как для подарка, так и в качестве эксклюзивной вещицы.

В качестве идей используют разные направленности.

Военная тематика

Инкрустированные фляги, ручки из снарядов, модели танков станут отличным дополнением к поздравлениям на День Защитника.

Походный инвентарь

Самодельные

кружки,
ножи,
ложки,
открывалки

просто незаменимы для ужина возле костра.

Украшения на полку

Красивые вещицы порой напоминают изделия Левши своей утонченностью и грацией.

Письменные приборы

Идеально впишутся в интерьер кабинета делового человека такие уникальные поделки из чермета как:

подставка для канцелярских принадлежностей,
ручки,
пепельницы и прочие аксессуары.

Рыболовные снасти

Блесны и грузики, сделанные своими руками, по поверьям приносят больший улов, чем купленные в магазине.

Подробнее об изготовлении поделок из отходов чермета смотрите в видеоролике:

Пошаговое изготовление

Учиться изготавливать поделки из металла можно с пошаговых инструкций, обучающих видео. Необязательно искать специалиста в этой области, пытаться договориться об обучении. Важно подготовить требуемые материалы, инструменты, выполнить работы поэтапно.

Роза

Расходные материалы и инструменты:

сварочный аппарат;
проволока;
заточной камень;
болгарка с дисками, молоток;
ножницы для металла;
плоскогубцы;
краска для металлических поверхностей.

Процесс изготовления розы:

Из листа стали вырезать лепестки будущего цветка. Они должны быть разных размеров, чтобы роза получилась естественной, красивой.
Точильным камнем обтесать края лепестков.
Скрутить металлический прут спиралью с помощью плоскогубцев.
Основания лепестков сварить. Сверху закруглить их в разные стороны плоскогубцами.

Дополнительно нужно сделать стебель, листья, шипы. После изготовления поделки нужно покрыть ее краской для металла.

Роза из металла (Фото: Instagram / kuznya161)

Бабочка

Бабочку можно сделать из проволоки. Важно, чтобы она была прочной, но сохраняла гибкость. Принципы изготовления:

Чтобы не сломать проволоку, работы нужно выполнять руками, без инструментов.
Скрутить овалы, которые в дальнейшем будут крыльями. Внутри их рекомендуется украсть орнаментом, декоративными элементами.
Туловище будет проще сделать из обрезка металлического прута, которые нужно обмотать проволокой.
Добавить усики из тонкой проволоки.

Останется покрасить готовую поделку серебристой или золотистой краской.

Сова

Металлическую сову проще сделать плоской. Изготовление:

Нарисовать будущую сову на листе бумаги.
Перенести рисунок на лист металла.
Аккуратно вырезать форму будущей совы.
Из отдельных листов вырезать маленькие полукруглые заготовки, которые будут перьями.
Отдельно вырезать глаза, крылья.
На крыльях, перьях острым инструментом процарапать углубления.

Останется соединить части вместе, покрасить сову. Ковка птиц в объеме — сложная задача, которая потребует практических навыков.

Сова (Фото: Instagram / i_ron_art)

Крыса

Расходные материалы, инструменты:

металлические листы;
стальные пруты;
сварочный аппарат;
металлическая труба;
дрель с оснасткой;
болгарка с дисками;
проволока;
ножницы по металлу;
металлические шарики.

Процесс изготовления мыши:

От металлической трубы отрезать две одинаковые части. На одном из отрезков сделать несколько вертикальных прорезей, чтобы получилось сделать конус. Повторить процедуру с другим отрезком.
Два конуса сварить между собой так, чтобы один был расположен поверх другого горизонтально. Зачистить сварочный шов.
Сделать еще 4 небольших конуса, которые будут лапами крысы. Приварить их к туловищу с головой.
Хвостом будет проволока.
Останется приварить уши из овальных металлических пластинок и усы из тонкой проволоки.

Последний этап — покраска.

Крыса из металла (Фото: Instagram / oleg_turkovskiy)

Рыба

Рыбу лучше делать из проволоки. Изготовление:

Нарисовать эскиз будущей рыбы.
Разложить проволоку поверх рисунка так, чтобы обвести ее по контуру.
Связать между собой отдельные части тонкой проволокой.

Пустые пространства заполнить декоративными элементами.

Почему некоторые украшения из стали цветные?

Ювелирами широко применяется так называемое PVD-покрытие (переводится с английского как Physical Vapour Deposition – физическое покрытие паровой фазой). Оно придает стали различные оттенки и цвета: желтый, бронзовый, темно-коричневый, розовый, иссиня-черный и другие, – а также дополнительно защищает украшение от механических повреждений, в частности царапин. В вакуумной среде путем воздействия на сталь молекулами других металлов получают тончайшее и очень прочное напыление, которое не утрачивает свой тон со временем.

Стальные украшения SL: подвеска; браслет; пирсинг с фианитом (цена по ссылке

Как выбрать украшение из стали?

Качественный аксессуар не может стоить дешевле 150 рублей, если речь идет, например, о кольце простого дизайна. Соблазнительно низкий ценник присущ нефабричной бижутерии из Китая, Кореи и других азиатских стран, сделанной из стали с неудовлетворительными характеристиками. Такое изделие может и заржаветь, и потемнеть, и сломаться.

Украшения из стали – товар, подлежащий сертификации. У продавца должен быть сертификат, в котором черным по белому указано «Украшения для пирсинга» (именно так, даже если вы покупаете бижутерию).

На заметку! Стальное кольцо, в отличие от серебряного или золотого, нельзя увеличить (растянуть) или уменьшить (сжать). Сталь слишком прочный материал, поэтому при покупке украшения лучше не ошибаться с размером

Выгодная реализация чермета

Получать копейки за сдачу металлолома, затратив при этом массу времени и сил на привоз старых деталей, не хочется никому. Поэтому владельцы, предпочитают хранить изношенные изделия в гараже или сарае, в надежде, что когда-то это все обретет ценность.

Не обязательно копить этот хлам годами, загромождая полезное пространство. Есть вполне доступные способы реализовать его по выгодной цене и освободить место в подсобном помещении.

Через интернет

Чугунная ванна, тяжелый радиатор или основание для швейной машинки – казалось бы, хлам, но кто-то за такими вещами охотится не первый год.

Можно сфотографировать их и выставить на продажу на соответствующем сайте (Avito, Из рук в руки и т.п.). Это займет не более получаса.

Зато есть шанс освободиться от ненужной вам вещи довольно быстро.

Продажа на рынке

Не нужно сидеть самому на рынке с ржавыми напильниками или гайками. Сдать эту мелочь торговцам будет выгоднее, чем через пункты приема металлолома.

Непосредственная продажа

Небольшие частные предприятия, занимающиеся фигурной ковкой и литьем, заинтересованы в приобретении качественного черного лома. Если одна из таких компаний расположена неподалеку, вы можете предложить им свой металл по цене немного выше, чем предлагают на пункте для сбора вторсырья.

Итак, лом черных металлов:

железа,
чугуна,
стали,
нержавейки

можно сдать в пункты приема вторсырья. Возможно выгоднее будет продать его через Интернет, сдать на реализацию на ближайшем рынке или продать предприятию, которое занимается фигурной ковкой и литьем.