Чим відрізняється сталь від чавуну

Часто вживаними в побуті продуктами металургійної промисловості є чавун і сталь. Обидва матеріали являють собою унікальний сплав заліза і вуглецю. Але використання однакових компонентів при виробництві не наділяє матеріали схожими властивостями. Чавун і сталь – два різних матеріалу. У чому ж їх відмінності?

Cталь

Щоб одержати сталь, необхідно сплавити залізо, вуглець і домішки. При цьому вміст вуглецю в суміші не повинен перевищувати 2%, а заліза бути не менше 45%. Решта відсоток у суміші можуть становити легуючі елементи (зв’язують суміш речовини, наприклад, молібден, нікель, хром та інші). Завдяки вуглецю залізо набуває міцність і граничну твердість. Без його участі виходило б в’язка і пластична речовина.

Чавун

При виробництві чавуну також сплавляють залізо і вуглець. Тільки зміст останнього в суміші складає більше 2%. Крім перерахованих компонентів в суміші містяться постійні домішки: кремній, марганець, фосфор, сірка та легуючі добавки.

Відмінності сталі і чавуну

У металургії розрізняють досить велику кількість різновидів сталі. Їх класифікація залежить від кількості того чи іншого компонента в суміші. Наприклад, великий вміст зв’язуючих елементів дає високолеговану (більше 11%) сталь. Крім цього існують:

  • низьколеговані – до 4% зв’язуючих компонентів;
  • середньолеговані – до 11% зв’язуючих елементів.

Зміст вуглецю в сплаві також дає свою класифікацію металу:

  • низковуглеродний метал – до 0,25% С;
  • середньовуглецевий метал – до 0,55% С;
  • високовуглецевий – до 2% С.

І, нарешті, в залежності від вмісту неметалічних включень, які утворюються в результаті реакцій (наприклад, оксиди, фосфіди, сульфіди), здійснюється класифікація за фізичними властивостями:

  • особливо високоякісна;
  • високоякісна;
  • якісна;
  • звичайна сталь.

Це далеко не повна класифікація сталі. Ще розрізняють види за структурою матеріалу, методу виробництва і так далі. Але яким би способом не сплавляли основні компоненти, в результаті отримують твердий, міцний, зносостійкий і стійкий до деформацій матеріал з питомою вагою 7,75 (до 7,9) г/см3. Температура плавлення сталі – від 1450 до 1520 ° C.

На відміну від сталі чавун більш крихкий, його відрізняє здатність руйнуватися без помітних залишкових деформацій. При цьому сам вуглець у сплаві представлений у вигляді графіту і / або цементиту, їх форма і відповідно кількість визначають різновиди чавуну:

  • білий – весь необхідний вуглець міститься у вигляді цементиту. Матеріал білий на зламі.
  • Дуже твердий, але крихкий. Він піддається обробці і в основному використовується для отримання куванням різновидів;
  • сірий – вуглець у вигляді графіту (пластична форма). М’який, відмінно піддається обробці (можна різати) і має низьку температуру плавлення;
  • ковкий – виходить після тривалого відпалу білого виду, в результаті чого утворюється графіт. Нагрівання (понад 900 ° C) і швидкість охолодження графіту негативно впливають на властивості матеріалу. Це ускладнює зварювання і обробку;
  • високоміцний – містить кулястий графіт, що утворюється в результаті кристалізації.

Зміст вуглецю в складі визначає його температуру плавлення (чим його більше, тим нижче температура) і вище плинність при нагріванні. Тому чавун – це рідкотекучий, непластичний і крихкий матеріал, який важко піддається обробці з питомою вагою 6,9 (7,3) г/см3. Температура плавлення – від 1150 до 1250 ° C.

Різниця між чавуном і сталлю в наступному:

  • Сталь більш міцна і тверда, ніж чавун.
  • Чавун легше, ніж сталь, і має більш низьку температуру плавлення.
  • Завдяки більш низькому вмісту вуглецю сталь краще піддається обробці (зварці, різанні, прокатці, куванні), ніж чавун.
  • З цієї ж причини вироби з чавуну виготовляють лише методом лиття.
  • Вироби з чавуну більш пористі (з причини лиття), ніж зі сталі, а тому їх теплопровідність значно нижче.
  • Зазвичай художні вироби з чавуну чорні і матові, а зі сталі – світлі і блискучі.
  • Чавун має низьку теплопровідність, а сталь – більш високу.
  • Чавун є первинним продуктом чорної металургії, а сталь – кінцевим.
  • Чавун НЕ гартують, а деякі види сталі обов’язково піддають процедурі гарту.
  • Вироби з чавуну бувають тільки литими, а зі сталі – кованими і зварними.
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Як класти плитку