Сталь: склад, властивості, види та застосування. Склад нержавіючої сталі

Багато хто знає, що сталь - це продукт, що отримується в процесі плавки інших елементів. Але яких? Що входить до складу сталі? На сьогоднішній день ця субстанція являє собою деформований сплав заліза з вуглецем (його кількість становить 214%), а також малою часткою інших елементів.

Загальні відомості

Варто відзначити, що сталлю називають сплав, який має саме до 214% вуглецю у своєму складі. Сплав ж, в якому є більш 214% вуглецю, вже називається чавуном. Відомо, що склад вуглецевої сталі і звичайною неоднаковий. Якщо в звичайний субстрат входить вуглець та інші легуючі (поліпшуючі) компоненти, то в вуглецевому продукті легуючих елементів немає. Якщо ж говорити про легованої сталі, то її склад набагато багатшими. Для того щоб поліпшити експлуатаційні характеристики даного матеріалу, до його складу додають такі елементи, як Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti та ін Важливо відзначити, що найкращі властивості цієї субстанції забезпечуються саме за рахунок додавання легованих комплексів, а не одного чи двох речовин.

Класифікація

Провести класифікацію аналізованого нами матеріалу можна за кількома показниками:

Перший показник - це хімічний склад сталі.

Другий - це мікроструктура, яка також дуже важлива.

Звичайно ж, стали відрізняються по своїй якості і способу отримання.

Також кожен вид сталі має своє застосування.

Більш детально склад можна розглянути на прикладі хімічного складу. За цією ознакою розрізняють ще два види - це леговані і вуглецеві стали. Серед вуглецевих сталей існують три різновиди, головна відмінність яких полягає у кількісному вмісті вуглецю. Якщо до складу субстанції входить менше 03% вуглецю, то її відносять до маловуглецевої. Вміст цієї речовини в межах від 03% до 07% переводить кінцевий продукт у розряд середньовуглецевих сталей. Якщо ж сплав містить більш як 07% вуглецю, то сталь відноситься до розряду високовуглецевих.


З легованими сталями справи йдуть приблизно також. Якщо в складі матеріалу міститься менше 25% легуючих елементів, то він вважається малолегированним, від 25% до 10% - среднелегированним, а від 10% і вище - високолегированним.

Мікроструктура

Мікроструктура сталі відрізняється в залежності від її стану. Якщо сплав є відпаленим, то його структура буде ділитися на карбідне, ферритную, аустенитную і так далі. При нормалізованої мікроструктурі субстанції, продукт може бути перлітним, мартенситних або аустенитним. Склад і властивості сталі визначають приналежність продукту до одного з цих трьох класів. Найменш леговані і вуглецеві сталі - це перлітовий клас, середні відносяться до мартенситному, а високий вміст легуючих елементів або вуглецю переводить їх у розряд аустенітних сталей.

Виробництво і якість

Важливо відзначити, що такий сплав, як сталь, може включати і деякі негативні елементи, великий вміст яких погіршує показники продукту. До таких речовин відносять сірку і фосфор. В залежності від змісту цих двох елементів складу і види сталі поділяють на наступні чотири категорії:

Рядові сталі. Це сплав звичайної якості, містить до 006% сірки і до 007% фосфору.

Якісні. Зміст вищевказаних речовин в цих сталях знижується до 004% сірки 0035% фосфору.

Високоякісні. Містять лише до 0025% сірки, так і фосфору.

Вища якість сплаву присвоюється в тому випадку, якщо процентний показник вмісту сірки не більше ніж 0015 а фосфору не більше 0025%.

Якщо говорити про процес виробництва рядового сплаву, то найчастіше його отримують в мартенівських печах або ж в бессмеровских, томасовских конвертерах. Розлив даного продукту виробляється у великі злитки. Важливо розуміти, що склад сталі, її будова, а також якісні характеристики і властивості визначаються саме способом її виготовлення. Для отримання якісної сталі також використовуються мартенівські печі, однак до процесу плавки тут пред'являють більш суворі вимоги, щоб отримати якісний продукт. Плавка ж високоякісних сталей здійснюється лише в електропечах. Це пояснюється тим, що застосування цього типу промислового обладнання гарантує практично мінімальний вміст неметалевих домішок, тобто знижує процентне співвідношення сірки і фосфору. Для того щоб отримати сплав особливо високої якості, вдаються до методу електрошлакового переплаву. Виробництво цього продукту можливе лише в електропечах. Після закінчення процесу виготовлення сталі завжди виходять тільки легованими.

Види сплавів по застосуванню

Природно, що зміна складу стали сильно впливає на експлуатаційні характеристики цього матеріалу, а отже змінюється і сфера його використання. Існують конструкційні сталі, які можуть застосовуватися в будівництві, холодної штампування, а також можуть бути цементируемими, улучшаемими, високоміцними і так далі. Якщо говорити про будівельних сталях, то до них найчастіше відносять середньовуглецеві, а також низьколеговані сплави. Так як вони застосовуються в основному для зведення будівель, то найбільш важливою характеристикою для них є хороша зварюваність. З цементируемой стали найчастіше виготовляють різні деталі, основним призначенням яких є робота в умовах поверхневого зносу і динамічне навантаження.

Інші стали

До інших типів сталі можна віднести покращувану. Цей вид сплаву використовують тільки після проведення термообробки. Сплав піддається впливу високих температур для загартування, а після цього піддається відпуску в будь-якому середовищі. До типу високоміцних сталей відносять ті, у яких після підбору хімічного складу, а також після проходження термообробки міцність досягає практично максимуму, тобто приблизно вдвічі більше, ніж у звичайного типу цього продукту. Можна виділити також пружинні сталі. Це сплав, який внаслідок свого виробництва отримав найкращі якості за границею пружності, опору навантаженням, а також втоми.

Склад нержавіючої сталі

Нержавіюча сталь відноситься до типу легованих. Основна її властивість - це високий опір корозії, яке досягається за рахунок додавання такого елемента, як хром, до складу сплаву. У деяких ситуаціях замість хрому може бути використаний нікель, ванадій або марганець. Варто відзначити, що при плавці матеріалу та додаванні в нього потрібних елементів, він може отримати властивості однієї з трьох марок нержавіючої сталі. Склад цих видів сплаву, звичайно ж, відрізняється. Самими простими вважаються звичайні сплави з підвищеною стійкістю до корозії 08 Х 13 і 12 Х 13. Наступні два типи цього корозійностійкого сплаву, повинні володіти високим опором не тільки при нормальних, але і при підвищених температурах.