Загальна характеристика

Виробництво сталі. Загальна характеристика. Географія розташування.

Сталь є основним конструкційним матеріалом для машинобу­дування, промислового будівництва, транспортних засобів і т.ін. Швидкий розвиток промисловості і сільського господарства був би неможливий без задоволення потреб в сучасній машинній техніці і металевих матеріалах.

Сталь - це сплав заліза з вуглецем та іншими хімічними елемен­тами. В цьому сплаві залізо є основою (розчинником), а інші елемен­ти - домішками, розчиненими в залізі. Домішки можуть впливати на властивості сталі як позитивно, так і негативно, тому їх поділяють на корисні і шкідливі. Корисні домішки в основному впливають на вла­стивості кристалів (зерен), а шкідливі домішки погіршують міжкристалічні зв'язки. В сталях більшості марок корисною домішкою є вуг­лець. Такі сталі називають вуглецевими. Вміст вуглецю у вуглецевих сталях найчастіше становить 0,05-0,5%, але іноді може досягати 1,2% (теоретично до 2,14%). У вуглецевих сталях корисними домішками можуть бути марганець (0,3-0,6%) і кремній (0,15-0,3%). Вміст шкідли­вих домішок, якими звичайно є сірка, фосфор, кисень і азот, обмежу­ються сотими і тисячними долями відсотка.

Змінюючи вміст вуглецю в залізовуглецевому сплаві і піддаю­чи його різним видам термічної обробки, можна отримати сталі з різними механічними властивостями. Найбільш високоміцною стал­лю з dm = 3,5 - 4 ГПа (dm - тимчасова межа міцності) є високовуглецева (нелегована) сталь. Але вуглецеві сталі мають істотні недоліки: висока критична швидкість гартування (найменша швидкість охо­лодження, при якій утворюється мартенсит); погана прожарюваність (глибина проникнення гартування від охолоджуваної поверхні до центра); погана антикорозійна стійкість тощо.

Введення в сталь у певній кількості елементів, названих легу­ючими, дозволяє позбавити вказаних недоліків вуглецевої сталі, по­кращити її механічні властивості, а також отримувати ті чи інші особ­ливі фізико-хімічні властивості, яких вуглецева сталь не має. Таку сталь називають легованою. Вплив легуючих елементів на власти­вості сталі різноманітний, тому додаючи їх у певній кількості і спо­лученнях, можна отримати сталі з різними властивостями.

Фізико-хімічні властивості сталі, що визначають її якість, тобто ступінь відповідності для використання за призначенням або здатність іадовольняти потреби споживачів, можна розділити на дві групи.

До першої групи належать властивості, що визначають технологічність сталі, тобто здатність сталі підлягати тій чи іншій обробці (тиском, термохімічній і т.ін.) при отриманні готових виробів.

До другої групи належать властивості, що визначають здатність сталі забезпечувати надійну і довготривалу придатність у готових виробах.

Поділ хімічних елементів, що є домішками сталі, на корисні і шкідливі, деякою мірою носить умовний характер. Так, в більшості марок сталі вуглець - корисна домішка, а в електротехнічних, ко­розійностійких сталях - шкідлива. Хром, нікель і деякі інші елементи покращують властивості багатьох легованих сталей, але для дея­ких сталей вони є шкідливими домішками. Сірка, фосфор і азот є для більшості сталей шкідливими домішками, а в деяких випадках їх використовують як легуючі елементи.

Внаслідок своєї розповсюдженості в природі та відносно малої вартості способів отримання заліза і його сплавів вони займають головне місце в народному господарстві Залізо в чистому вигляді в промисловості отримують і спожи­вають в незначній кількості. Основну масу заліза отримують і спо­живають у вигляді сплавів - сталі і чавуну, що називаються чорни­ми металами. Частка сталі в загальному споживанні чорних металів складає десь 90%, тобто сталь є основним видом металу, що вико­ристовується для створення сучасної техніки. Це пояснюється тим, що, по-перше, сталь є чудовим конструкційним матеріалом (має високу міцність і стійкість до зносу, добре зберігає форму в різних виробах, відносно легко піддається обробці тиском, зварюванню і т.ін.); по-друге, основний компонент сталі - залізо - є розповсюд­женим елементом в земній корі (займає друге місце після алюмінію), знаходиться у вигляді великих шарів залізовмісних мінералів, що називаються рудами. Залізо може бути відносно легко отримано з руд, в яких воно звичайно знаходиться у вигляді оксидів.

Дата добавления: 2014-12-23