Безсумнівно, сталь є одним з найважливіших матеріалів в історії людства, який сьогодні застосовується повсюдно, у багатьох, якщо не всіх, галузях промисловості. Тим, кому хоч раз було цікаво, і хто «копнув глибше», знають, що сталь буває різних видів. Також різні температури плавлення металів.
Сама по собі сталь – це з’єднання з заліза (Fe) і вуглецю (С), а також добавок у вигляді інших елементів, які розчиняються в залозі. Чисте залізо має досить малу міцність, тому за допомогою вуглецю, ця міцність підвищується. Крім того, вуглець покращує і деякі інші властивості стали:
- твердість і пружність;
- стійкість і витривалість до зносу або хімічного впливу.
Вміст заліза в складі стали повинно бути не менше 45%, а вуглецю – не вище 2,14%. Але, на практиці, кількість вуглецю дещо інше, і в залежності від цього, сталь може бути:
- низьковуглецевої (вміст «С» 0,1-0,13%);
- вуглецевої (вміст вуглецю 0,14-0,5%);
- високовуглецевого (від 0,6%).
Вуглець ж, вважається неметаллическим елементом, щільність якого становить 2,22 г / см3, а температура плавлення 3550 ° С. Однак, в природі, в чистому вигляді вуглецю не існує, і тому, його можна зустріти в 2-х поліморфних видах, у вигляді графіту і алмазу. У залозі, вуглець виражений у вигляді графіту (наприклад, в сірих чавунах) або у вигляді цементиту.
Кожен вид стали класифікується певною структурою. У свою чергу, за структуру відповідає кількість міститься в сталі вуглецю, а також структурні перетворення, які протікають в матеріалі при нагріванні до певної температури з наступним охолодженням. На малюнку нижче, ви можете поспостерігати діаграму залежності структури стали від кількості вуглецю і температури.
Отже, давайте розглянемо кожен структурний вид стали окремо.
Почнемо з фериту . Це досить твердий розчин вуглецю в залозі. В умовах кімнатної температури, ферит розчиняється максимум, на 0,006% вуглецю. Тому, якщо кількість вуглецю в стали буде більше 0,006%, то в стали будуть присутні і інші структурні елементи. Варто відзначити, що феррит не надто міцний і твердий, проте сталь з його змістом стає пластичною, а також набуває прекрасні магнітні властивості.
Ще один структурний з’єднання стали – цементит . Це хімічна сполука з заліза і вуглецю, яке виражається формулою Fe3C. У цементиті міститься до 6,67% вуглецю, і, що найдивніше, його кількість незмінно при зміні температури, аж до точки температури плавлення. За своїми властивостями, цементит вважається найбільш твердої структурної складової стали, однак, незважаючи на високу міцність, цементит досить крихкий.
Перліт – ще одна структурна складова сталі. Перліт є механічною сумішшю фериту і цементиту, яка після травлення набуває перламутровий колір. Перліт також може бути пластичним або зернистим, а його твердість набагато вище ферритовой структури, але менше, ніж у цементиту.
Аустеніт є твердим розчином вуглецю в залозі типу γ (особливий тип заліза, що має гранецентрированную кристалічну решітку). При температурі в 1130 ° С вуглець розчиняється в залозі, максимум, на 2%. За своїми властивостями аустенит досить міцний, але має невисоку твердість. Замість цього аустеніт є пластичним, має прекрасну стійкість проти корозії і корозійних процесів, а також володіє високим електричним опором. Більш того, аустеніт немагнітний, що надає йому особливих властивостей.
Сплав заліза, в якому вміст вуглецю перевищує 2,14% (і до 6,67% включно), в процесі кристалізації якого утворюється евтектика, називають чавуном . Для підвищення ливарних властивостей чавуну, в його структуру включають легкоплавкий ледебурит. До чавунів відноситься цементит, який відрізняється високою крихкістю. Такий чавун також отримав назву білого чавуну, за сріблясто-білий злам.
По матеріалам сайту https://zvarka.info/