Nauka

Co to jest stal? »Jego definicja i znaczenie

Spisu treści:

Anonim

Stal to metal, który pochodzi ze stopu żelaza i węgla. Charakteryzuje się wytrzymałością oraz możliwością obróbki na gorąco, czyli tylko w stanie ciekłym. Cóż, gdy stwardnieje, jego obsługa jest prawie niemożliwa. Jeśli chodzi o dwa pierwiastki składające się na stal (żelazo i węgiel), występują one w przyrodzie, więc jest to pozytywne, gdy są produkowane na dużą skalę.

Co to jest stal

Spis treści

Stal jest w zasadzie stopem lub połączeniem żelaza i węgla, jest to w zasadzie żelazo wysoko rafinowane (ponad 98%), jego produkcja rozpoczyna się od redukcji żelaza (produkcja surówki), które później staje się nazwanym metalem. Odnosi się do elementu, z którego w starożytności wytwarzano broń ostrą, która w swojej etymologii składa się z łacińskiego „aciarĭum”, od „acĭes” lub filo, a z kolei od greckiego „akē”, co oznacza końcówkę.

Historia stali

Data odkrycia techniki wytapiania rudy żelaza nie była dokładnie znana, jednak Grecy, poprzez obróbkę cieplną, hartowaną broń żelazną, był to rok 1000 pne.

Pierwsi rzemieślnicy zajmujący się obróbką żelaza wytwarzali stopy, które dziś można by sklasyfikować jako kute żelazo, dokonano tego za pomocą techniki polegającej na podgrzaniu masy mineralnej żelaza i węgla, która została zmieszana w dużym piecu z wymuszonym ciągiem. Chodziło o to, że ruda została zredukowana do masy metalicznego żelaza wypełnionego żużlem, czyli metalicznymi zanieczyszczeniami, wraz z popiołem węglowym.

Ta masa żelaza była obrabiana, pozostając rozgrzana do czerwoności, uderzając ją mocno ciężkimi młotami w celu usunięcia żużla. Czasami ta technika produkcji przypadkowo wytwarzała prawdziwą stal zamiast kutego żelaza.

Następnie, od XIV wieku, rozmiary pieców do wytapiania żelaza znacznie wzrosły. W tych większych piecach ruda żelaza z górnej części pieca została zredukowana do metalicznego żelaza, a następnie pochłonęła więcej węgla jako zakończenie gazów, produkt tych pieców nazwano surówką, jest to pierwszy proces uzyskania tego pierwiastka.

Później Carl Wilhelm Siemens w 1857 roku opracował metodę, w której metal można było wytwarzać w oparciu o odwęglenie użyteczności żelaza lub tlenku żelaza jako produktu ogrzewania.

Już w 1865 roku wytwarzano stale zawierające 25% i 35% niklu w bardzo ograniczonych ilościach, które znacznie lepiej znosiły działanie wilgoci zawartej w powietrzu, mimo że byli to producenci na bardzo małą skalę. Od tego czasu aż do 1900 roku badano stopy chromu, które poprawiały odporność stali na korozję.

Później przeprowadzono liczne badania stopów z chromem i niklem, wtedy można powiedzieć, że pojawia się stal nierdzewna, którą znamy dzisiaj.

Tak więc stal nierdzewna nie jest prostym metalem, ale stopem, którego głównym materiałem jest żelazo, do którego dodaje się niewielką ilość węgla. W ten sposób uzyskuje się solidny materiał odporny na czynniki zewnętrzne, które mogą go uszkodzić.

Dziś stal nierdzewna ma wielorakie zastosowanie i otacza nas praktycznie we wszystkich dziedzinach naszego życia, ale jest też bardzo obecna w przemyśle, będąc bardzo ważnym elementem wyposażenia przemysłu farmaceutycznego, petrochemicznego i zakładowego. oczyszczanie cieczy, zbiorniki. kontenery m.in.

Charakterystyka stali

Stal ma ważne i istotne właściwości, które pozwalają na jej wykorzystanie w przemyśle motoryzacyjnym, przy budowie domów oraz w nieskończonej liczbie elementów. Wśród jego podstawowych cech są:

składniki

Pod względem składu stali żelazo i inne pierwiastki, takie jak węgiel, mangan, fosfor, nikiel, siarka, chrom i inne, są podstawowymi. Różnice w składzie są odpowiedzialne za szeroką gamę gatunków i właściwości.

Gęstość

Jego średnia gęstość wynosi 7850 kg / m³. W zależności od temperatury może kurczyć się, rozszerzać lub topić. Temperatura topnienia zależy od rodzaju stopu i zawartości procentowej pierwiastków stopowych.

Korozja

Występuje korozja i zużycie spowodowane ciągłym narażeniem na czynniki klimatyczne lub zewnętrzne, które powodują zmiany w składzie elektrycznym materiału, a tym samym niszczą cząsteczki i cząsteczki.

Przewodność

Posiada wysoką przewodność elektryczną. Chociaż zależy to od jego składu, wynosi około 3,106 S / m.

Rodzaje stali

Ma to wiele zastosowań w codziennym życiu ludzi, ponieważ jest powszechne w naczyniach, narzędziach i sprzęcie, a także w konstrukcjach nowoczesnych domów i budynków, wszystko zależy od jego rodzaju:

Stal galwanizowana

Jest wynikiem połączenia właściwości wytrzymałości mechanicznej metalu i właściwości antykorozyjnych cynku. Ten typ jest używany w budownictwie, produkcji dużych konstrukcji, w komunikacji, elektryczności i transporcie.

Stal nierdzewna

Jest to forma formowana, złożona z chromu i niklu, dzięki czemu jest lśniąca i odporna na korozję nawet pod wpływem wilgoci.

Stal konstrukcyjna

Najpierw ruda żelaza jest kruszona i klasyfikowana. Po załadowaniu do wielkiego pieca wynikająca z tego reakcja zaczyna usuwać zanieczyszczenia. Jest jeszcze bardziej ekstrahowany i podgrzewany, aby umożliwić włączenie innych substancji, takich jak mangan, który nada innym właściwościom gotowego produktu.

Spokojna stal

Ten typ jest całkowicie odtleniany przed odlaniem poprzez dodanie metali.

Stal kuta

To ten, który został zmodyfikowany pod względem kształtu i struktury wewnętrznej, poprzez zastosowanie technik kucia prowadzonych w temperaturze wyższej niż temperatura rekrystalizacji. Ma mniejszą porowatość powierzchni, drobniejszą strukturę ziarna, większą wytrzymałość na rozciąganie i zmęczenie oraz większą plastyczność niż jakakolwiek inna obróbka.

Stal walcowana

To taki, który przeszedł przez walce w bardzo wysokich temperaturach, ponad 1700 ° F, co przekracza temperaturę rekrystalizacji większości metali. Ułatwia to formowanie i daje produkty, z którymi łatwiej się pracuje.

Zastosowania stalowe

Zapewnia się, że ten materiał ma ogromne znaczenie dla funkcjonowania człowieka, ponieważ żaden inny nie łączy jego właściwości, takich jak: wytrzymałość, plastyczność i wszechstronność.

Jednak zastosowania stali są powszechne w budowie maszyn, narzędzi, przyborów, wyposażenia mechanicznego, urządzeń elektrycznych oraz w konstrukcjach domów, budynkach i robotach publicznych. Uwzględniono także przedsiębiorstwa budownictwa kolejowego i tabor kolejowy. Do użytku w budownictwie jest rozprowadzany w metalowych profilach, które mają różne właściwości w zależności od ich kształtu i rozmiaru, szczególnie w stalowych belkach lub słupach.

Tektura falista jest również rodzajem walcowanym, który jest używany do konstrukcji żelbetowych. Są to pręty o różnych średnicach z występami. Znajduje zastosowanie w konstrukcjach, izolacji, okładzinach, antresolach, dachach i wykończeniach. Jego stosowanie jest niezbędne ze względu na większą wytrzymałość, nie kurczy się ani nie odkształca. Bardziej odporny niż inne materiały na trzęsienia ziemi, wiatr i ogień, co sprawia, że ​​tego typu konstrukcja jest znacznie bezpieczniejsza.

Należy zauważyć, że istnieje symbol stali związany ze specyficznymi właściwościami do produkcji różnych wyrobów. Dlatego w przypadku konstrukcji metalowych są oznaczone literą S (stal), po której następuje liczba wskazująca minimalną określoną wartość granicy sprężystości w MPa (1 MPa = 1 N / mm2), dla przedziału grubości plus mało. Dodatkowe symbole są podzielone na grupę 1 i grupę 2. Jeżeli symbole z grupy 1 są niewystarczające do pełnego opisania, dodatkowe symbole można dodać do grupy 2. Symbole z grupy 2 należy stosować tylko w połączeniu z symbolami w grupa 1 i powinna być za nimi. Przykład: S355xyz (dodatkowy symbol).

Często zadawane pytania dotyczące stali

Co to jest stal?

Jest to mieszanina metalu, takiego jak żelazo, i metaloidu, takiego jak węgiel, który może występować w różnych proporcjach, ale nigdy nie może przekraczać dwóch procent całkowitej masy produktu końcowego.

Jakie metale zawiera stal?

Metale zawarte w elemencie to:
  • Aluminium
  • Bor
  • Kobalt
  • Chrom
  • Cyna
  • Mangan
  • Molibden
  • Nikiel
  • Krzem
  • Tytan
  • Wolfram lub wolfram
  • Wanad
  • Cynk

Do czego służy stal?

Produkcja stali wykorzystywana jest na domy, blachę do wzmacniania budynków, elewacje itp. Podobnie w przemyśle ciężkiej broni i pojazdów opancerzonych. W produkcji narzędzi, przyborów, wyposażenia mechanicznego, maszyn przemysłowych i maszyn rolniczych. Przemysł samochodowy, między innymi wały korbowe, wały napędowe skrzyń biegów.

Jakie są rodzaje stali?

Istnieje wiele typów, którymi są:
  • Skaleczenie
  • Przestraszony
  • Falisty
  • Ocynkowany
  • Nierdzewny
  • Laminat
  • Węgiel
  • Stop
  • Słodkie
  • Musujący
  • Ciągnione na zimno
  • Strukturalny
  • Wyblakły
  • Miękki
  • czarny

Jak pozyskuje się stal?

Żelazo topi się w piecu, wlewa w celu zmniejszenia zanieczyszczeń. Następnie wstrzykuje się 99% czystego tlenu. Wapno miesza się, tworząc pozostałość, która pochłania pozostałe zanieczyszczenia. Wreszcie jest rafinowany w piecu, dodając produkty stopowe, aby nadać pożądane właściwości.