Химический элемент сталь: Химические элементы стали | Таблица, расшифровка

alexxlab | 19.03.1975 | 0 | Разное

Что такое сталь как химический элемент

Сталь – это не один химический элемент, а два: железо и углерод. При выплавке железной руды в доменной печи получают сплав железа с углеродом, который на данном этапе производства сталью еще не является.

Для получения стали необходимо выжигание лишнего углерода, так как после доменной плавки получают чугун, в котором углерода от 2,14 до 6,67%. Сталь содержит от 0,2 до 2,14% углерода. Достигается такой уровень углерода в мартеновской печи или в конвертере, где протекают химические реакции, свойственные получению сплава железа с углеродом.

Углеродистые стали бывают низкоуглеродные, они используются в производстве сеток, тонколистового проката. Высокоуглеродистая сталь идет на изготовление инструмента, клинков, так она более прочная по сравнению с низкоуглеродистой. Чем выше содержание углерода в сплаве, тем выше твердость, но ниже ударная вязкость и пластичность. И высокоуглеродистый сплав отлично выдерживает динамические нагрузки, практически не подвержен окислению, износостойкий и легкий. Из него изготавливают детали машин, котлов, турбин, трубы, то есть все те комплектующие, что подвергаются высоким нагрузкам в процессе эксплуатации.

Легированные стали не подвержены коррозии, это так называемые нержавеющие стали. В процессе выплавки к сплаву железо-углерод добавляются легирующие элементы, такие как хром, марганец, вольфрам, молибден, алюминий, и многие другие. Каждый элемент сообщает стали какое-либо новое качество, ей до этого не свойственное. Легирующие элементы ответственны за кристаллическую решетку сплава, поддерживают ее структуру, сообщая сплаву повышенную твердость, прочность, тугоплавкость. С добавлением ванадия, вольфрама и хрома получают быстрорежущую сталь, у которой очень высокая температурная устойчивость. Она идет для изготовления режущего инструмента, такого как сверла, перки, метчики, отрезные резцы, и т.д.

Кроме легирования, для улучшения качеств стали применяются химические покрытия, такие как хромирование, цинкование. В отличие от легирования, когда дополнительные вещества используются в процессе выплавки стали, покрытия наносятся поверх готовой детали. Так делаются оцинкованные трубы, никелированные, хромированные. Покрытия на детали наносятся в специальных гальванических ваннах, электрохимическим или химическим способом. Детали для обработки погружаются при этом в специальный раствор.

Что же добавляют в сталь?

     Сегодня хочу осветить химические элементы, входящие в состав стали и придающие ей какие-либо полезные качества.

ОБНОВЛЕНО! Внизу статьи представлены пробные варианты таблицы по составу и маркам стали. Остальные в процессе сборки и будут добавлены позже.    

Итак, вот перечень часто используемых химических элементов (после скобок указано обозначение элемента в маркировке стали):

азот ( N ) — А алюминий ( Аl ) — Ю бериллий ( Be ) — Л бор ( B ) — Р ванадий ( V ) — Ф висмут ( Вi ) — Ви вольфрам ( W ) — В галлий ( Ga ) — Гл иридий ( Ir ) — И кадмий ( Cd ) — Кд кобальт ( Co ) — К кремний ( Si ) — C магний ( Mg ) — Ш

марганец ( Mn ) — Г свинец ( Pb ) — АС медь ( Cu ) — Д молибден ( Mo ) — М никель ( Ni ) — Н ниобий ( Nb) — Б селен ( Se ) — Е титан ( Ti ) — Т углерод ( C ) — У фосфор ( P ) — П хром ( Cr ) — Х цирконий ( Zr ) – Ц

Теперь разберем подробнее влияние тех или иных элементов на вещество, в нашем случае сталь. Химический состав сталей (таблица).

Углерод — главный элемент, определяющий свойства стали. Именно благодаря углероду сталь способна принимать закалку. От количества углерода зависит твёрдость и прочность стали для ножей, хотя он же повышает склонность стали к коррозии. Относительно стали для ножей, нас интересуют стали с количеством углерода не меньше 0.6%. Именно с этой отметки сталь может принимать закалку на нормальную твёрдость. Правда производители часто используют стали и с количеством углерода 0.4%-0.6%, как правило, на недорогих простеньких ножах, на кухонных ножах.

Хром — следующий по распространённости в сталях элемент. Хром помогает сплаву сопротивляться коррозии и делает её нержавеющей. Официально сталь считается «нержавеющей» если хрома в ней не меньше 14%. Помимо своего главного свойства Хром негативно влияет на прочность стали.

Молибден — используется как легирующая добавка, повышающая жаропрочность и коррозионную стойкость стали. Молибден усиливает действие хрома в сплаве, улучшает прокаливаемость, делает состав более равномерным. По сути, улучшает почти все свойства сплава. Молибден обязательный элемент в быстрорежущих сталях. Стали с добавкой молибдена используются для изготовления деталей работающих в агрессивных средах и при высокой температуре.  То есть в химической промышленности, в деталях реактивных двигателей. Нож из лопатки самолётной турбины уже стал притчей. Те стали, из применяемых в производстве ножей, в составе которых имеется этот элемент, зарекомендовали себя с наилучшей стороны. Пример-сталь 154CM она же ATS-34 с содержанием молибдена 4%  по идее она и предназначалась для тех самых лопаток турбин.

Ванадий — замечательный элемент, способный улучшать свойства многих сплавов. Улучшает прочность и значительно повышает износостойкость стали. Его добавляют во всё те же быстрорежущие и инструментальные стали. Для нас это означает, что сталь для ножа будет дольше держать заточку при резе картона, войлока, канатов и других подобных материалов. Но нож будет тяжелее точиться. Пример-стали CPM S30V, CPM S90V и подобные им.

Вольфрам — металл с самой высокой температурой плавления из всех металлов. Используется во множестве всевозможных приборов и отраслей, от лампочек до ядерных реакторов. Вольфрам, неотъемлемый элемент в составе быстрорежущих сталей. Помимо устойчивости к температурам, сталь для ножа получает свойства, положительно влияющие на твёрдость и износостойкость.

Кобальт — ещё один металл с множеством применений, от корма для коров до космических кораблей. В некоторых количествах кобальт добавляется в быстрорежущие стали и твёрдые сплавы. Из сталей, применяемых в ножах, кобальт содержат стали VG-10 и N690 в количестве около 1.5%.

Азот — применяют в сталях как заменитель углерода и никеля. Азот повышает стойкость к коррозии и износостойкость стали для ножа. И позволяет стали с очень низким содержанием углерода принимать закалку. Например японская сталь Н1 в которой всего лишь 0.15% углерода, но 0.1% Азота позволяют закалять её на 58HRC и делают её практически абсолютно нержавеющей.

Никель — так же повышает коррозионную стойкость стали и способен несколько повысить прочность. Много никеля присутствует во всё той же стали Н1.

Кремний — необходимый в производстве сталей элемент. Он удаляет из металла кислород. Ну и заодно несколько повышает прочность и коррозионную стойкость.

Сера – это совсем не полезный элемент, она снижает механические свойства стали и уменьшает стойкость стали к коррозии. Поэтому серы в сталях обычно очень мало, лишь то, что не удалось удалить из стали в процессе её производства. Однако сера может быть добавлена, чтобы повысить обрабатываемость каких-нибудь жутко износостойких сталей.

Фосфор — вредная примесь, в стали ему не место, а особенно в стали для ножа, ибо он повышает хрупкость и снижает механические свойства стали. Фосфор стараются удалить из стали.

Марганец — как полезный и нужный элемент применяется на стадии выплавки стали, способен повышать твёрдость стали. Из сталей со значительным содержанием марганца делают всякие брутальные и монстрообразные вещи — рельсы, танки, сейфы.

Титан — может добавляться в сплавы для повышения прочности, стойкости к коррозии и температурам. В ножевых сталях титан, как добавка в принципе не актуален, так как количества его там ничтожные.

Ниобий — повышает коррозионную стойкость и износостойкость стали. Ниобий в сталях (или стали с ниобием) жуткая экзотика, но его можно найти в сплаве CPM S110V.

Алюминий — повышает жаростойкость и стойкость к окалине.

Медь — увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.

Церий — повышает прочность и особенно пластичность.

Цирконий — оказывает особое влияние на величину и рост зерна в  стали , измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Лантан — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в  стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Цезий — способствуют уменьшению содержания серы в  стали , улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Неодим — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в  стали.

Кстати, вот интересная информация по применению никелевых катодов и анодов при никелировании никелевые аноды

Далее приведу наиболее удобную форму представления подробного химического состава основных марок отечественной и зарубежной стали. Нажимаем на картинку и получаем увеличенное изображение. Картинки пронумерованы в соответствии с очередностью представления в общей таблице.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

 

 

 

 

Обновлено! По Вашим просьбам я начал формирование сводной таблицы по маркам стали. На данный момент представляю Вам несколько образцов штамповой инструментальной стали. Для удобного использования данных таблиц — скачиваем их. В последствии обязательно сделаю один общий архив.

Х12МФ

Х6ВФ

6ХВГ

5ХНМ

«Алюминий — это новая сталь»: ученые нашли способ сделать металл прочнее

Один из самых перспективных материалов для авиационной и автомобильной промышленности — алюминий. Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» нашли простой и эффективный способ укрепления композитных материалов на его основе. Добавив в расплав алюминия никель и лантан, они смогли создать материал, сочетающий преимущества композиционных материалов и стандартных сплавов — гибкость, прочность, легкость. О разработке, которая открывает новые перспективы в авиа- и автомобилестроении, вышла статья в журнале Materials Letters.

Для производства более легких и быстрых летательных аппаратов и автомобилей требуются, соответственно, все более легкие материалы. Одним из наиболее перспективных материалов является алюминий, а точнее, алюмоматричные композиты — материалы на основе алюминия.

Команда ученых научной школы «Фазовые превращения и разработка сплавов на основе цветных металлов» НИТУ «МИСиС» создала новый прочный композит алюминий-никель-лантан для авиа- и автомобилестроения. В расплав алюминия добавлялись легирующие элементы, образующие с алюминием химические соединения, которые в процессе затвердевания сплава дают прочный армирующий каркас.

«Наша научная группа под руководством профессора Николая Белова уже многие годы занимается вопросами создания композитов на основе алюминия. Композит Al-Ni-La, — одна из таких работ по созданию естественного алюмоматричного композиционного материала, содержащего в структуре свыше 15% (по объему) армирующих частиц. Особенностью новой разработки является высокая армирующая способность формирующихся химических соединений, имеющих ультрадисперсное строение — диаметр армирующих элементов не превышает нескольких десятков нанометров. Ранее исследователи ограничивались изучением систем, в которых заведомо невозможно получение эффективного армирующего каркаса, либо получали композиционный материал трудоемкими методами порошковой металлургии (спеканием порошков), либо жидкофазными технологиями замешивания наночастиц в расплав» 

— рассказывает один из авторов разработки, научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ «МИСиС», к.т.н. Торгом Акопян.

Сегодня армирование алюминия происходит в основном при помощи нанопорошков, однако это крайне дорогой и трудоемкий процесс, и результат не всегда оправдывает потраченные ресурсы. Например, при повышении прочности всего на 5-20%, такой показатель, как пластичность, наоборот, может снизиться на десятки процентов или даже в несколько раз. Кроме того, сами частицы слишком крупные — от 100 нанометров до 1-2 микрометров, а их количество в объеме невелико.

Разработка ученых НИТУ «МИСиС» решает проблемы неравномерного армирования и низкой прочности «порошкового» композита — при плавлении размер армирующих частиц после кристаллизации материала на основе системы Al-Ni-La не превышает в поперечном сечении 30-70 нанометров. Благодаря естественной кристаллизации, частицы распределяются равномерно, создавая армирующий каркас, и композит получается более прочным и гибким, чем его «порошкового» аналоги.

«Предложенный нами композит уже обходит по многим показателям аналоги, в том числе и зарубежные. Однако мы не собираемся останавливаться на достигнутом, и в дальнейшем планируем продолжить работу над созданием более совершенных, сложных (3-, 4- и более фазных) и дешевых композитов, производственный цикл которых будет предусматривать использование алюминия технической чистоты и более дешевых легирующих компонентов», — добавляет Торгом Акопян.

По словам ученых, предложенный материал можно использовать, прежде всего, в области авиа- и машиностроения, для проектирования современной робототехники, в том числе беспилотных летательных аппаратов, где снижение массы дрона имеет критическое значение. Благодаря особенностям формирования структуры, предложенный материал может быть использован для изготовления сложных деталей методами 3D-печати. Кроме того, новые разработки могут иметь и стратегическое значение с точки зрения экономики. В настоящий момент основную долю прибыли в алюминиевой отрасли России занимает экспорт первичного алюминия. Создание новых высокотехнологичных разработок, обладающих повышенной добавленной стоимостью, позволит повысить прибыль за счет расширения внутреннего и внешнего рынков потребления алюминия.

Исследование проводится в рамках гранта РНФ № 18-79-00345 «Создание научных принципов конструирования новых наноструктурированных металломатричных композиционных материалов на основе алюминия, с высокой долей алюминидов Al(Ti, Ca, Ni, Ce(La), Zr)».

Свойства, классификация и аналоги нержавеющих сталей

Главная / Блог директора /Версия для печати

31 Июля 2019 г.

Получая заказы на изготовление резервуаров и емкостей из нержавеющей стали, нам часто задают вопросы, чем одна марка отличается от другой в плане эксплуатационных характеристик и долговечности работы. Чтобы расставить все точки над “i”, в этой статье мы разберемся в марках нержавеющей стали и их зарубежных аналогах, проанализируем их физико-химические свойства.

Понятие нержавеющей стали

Приведем определение: нержавеющая сталь – сложнолегированная сталь, стойкая против ржавления в атмосферных условиях и коррозии в агрессивных средах.¹

Своей стойкостью к коррозии она отличается от обычных углеродистых сталей и поэтому широко применяется в пищевой промышленности, в нефтегазовой и химической отрасли для эксплуатации с высокоагрессивными средами и пищевыми продуктами, так как в процессе хранения при контакте жидкости и поверхности емкости не образуются окислы и другие вещества, которые могут влиять на свойства хранимого продукта.

Что же такое нержавеющая сталь с точки зрения химии? – Это сплав с минимальной массовой долей хрома 10,5% и максимальной массовой долей углерода 1,2%.²

Простыми словами, нержавеющую сталь получают путем добавления к железу легирующих веществ в разных пропорциях для получения необходимых характеристик.

Так, основным легирующим элементом является хром Cr. Также сплавы дополнительно содержат углерод C, никель Ni, кремний Si, марганец Mn, титан Ti, ниобий Nb, кобальт Co, молибден Mo, ванадий V, сера S, фосфор Р, вольфрам W, алюминий Al, медь Cu, кобальт Co.

Свойства нержавеющей стали

За счет чего достигаются коррозионностойкие свойства? – Благодаря добавлению дополнительных химических элементов на этапе производства металла на поверхности образуется оксидная пленка, которая не растворяется, а, наоборот, защищает сам сплав от влияния коррозии.

К основным свойствам нержавейки также относятся:

• высокая прочность
• высокое качество сварных соединений
• пластичность
• большой срок службы с сохранением своих свойств

В качестве базового металла могут использоваться никель (сплавы на никелевой основе) и железоникель (сплавы на железоникелевой основе).

Введение различных легирующих элементов добавляет те или иные свойства к исходному металлу:

• хром повышает коррозионную стойкость, твердость и прочность сплава; уменьшение коэффициента линейного расширения упрощает процесс сварки
• никель дополнительно повышает вязкость, пластичность, прокаливаемость и снижает коэффициент теплового расширения, что позволяет использовать изделие из такого сплава с серной, соляной и фосфорной кислотами
• марганец в процентном соотношении более 1% способствует увеличению стойкости, прокаливаемости, твердости и износоустойчивости (частично может быть заменен на никель)
• титан увеличивает прочность стали и ее плотность, что обеспечивает высокие коррозионностойкие свойства
• молибден повышает упругость, антикоррозионные свойства, увеличивает предел прочности на растяжение и сопротивление высоким температурам
• ниобий обеспечивает низкую коррозию в сварных изделиях
• ванадий увеличивает прочность, плотность и твердость сплава
• вольфрам увеличивает твердость и уменьшает хрупкость при термообработке (отпуске) за счет образования с другими элементами твердых соединений карбидов
• кремний в процентном соотношении более 1% увеличивает жаростойкость, упругость, окалиностойкость и кислотность, а также повышает электросопротивление и прочность с теми же параметрами вязкости
• кобальт способствует повышению ударного сопротивления, улучшению жаропрочных свойств
• медь придает сплаву высокую стойкость к атмосферной коррозии
• алюминий способствует уменьшению старения металла, а также увеличивает ударную вязкость и текучесть

Классификация марок нержавеющей стали

В зависимости от состава сплава выделяют следующие группы сталей:

• ферритные стали (их еще называют хромистые) содержат более 20% хрома и углерода до 0,15%, за счет чего обладают пластичностью, высокой стойкостью к высокоагрессивным средам и имеют хорошие магнитные характеристики
• аустенитные (аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные) стали состоят до 33% из хрома и никеля
• мартенситные и ферритно-мартенситные содержат до 17% хрома и до 0,5% углерода, имеют максимальную прочность к воздействию различных агрессивных сред

В зависимости от содержания легирующего вещества те или иные сплавы применяются в различных целях и для работы с различными средами. Ниже приведем список марок стали, которые наиболее часто применяются в нефтегазовой и химической промышленности.

Маркировка стали	Тип стали	Сфера применения	Химический состав
12Х18Н10Т	хромоникелевые стали аустенитного класса	для изготовления свариваемой аппаратуры в разных отраслях промышленности	Cr 17-19 C до 0,12 Si до 0,8 Mn до 2 Ni 9-11 S до 0,02 Р до 0,0,5 Ti 5C-0,8
08Х18Н10Т	хромоникелевые стали аустенитного класса	для изготовления сварных изделий, работающих в средах более высокой агрессивности, чем сталь марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т	Cr 17-19 C до 0,08 Si до 1 Mn до 2 Ni 9-12 S до 0,02 Р до 0,0,4
08Х18Г8Н2Т	хромомарганценикелевые стали аустенито-ферритного класса	для изготовления свариваемой аппаратуры, работающей в агрессивных средах, в химической, пищевой и других отраслях промышленности	Cr 17-19 C до 0,08 Si до 0,8 Mn 7-9 Ni 1,8-2,8 S до 0,025 Р до 0,0,35 Ti 0,2-0,5
08Х22Н6Т	хромоникельмолибденовые стали аустенитно-ферритного класса	для изготовления свариваемой аппаратуры в химической, пищевой и других отраслях промышленности, работающей при температуре не более 300ºС	Cr 21-23 C до 0,08 Si до 0,8 Mn до 0,8 Ni 5,3-6,3 S до 0,025 Р до 0,0,35 Ti 5C-0,65
08Х18Н10	хромоникелевые стали аустенитного класса	для изделий, подвергаемых термической обработке (закалке)	Cr 17-19 C до 0,08 Si до 0,8 Mn до 2 Ni 9-11 S до 0,02 Р до 0,0,04 Ti 5C-0,7
08Х17Н13М2, 08Х17Н13М2Т	хромоникелевые молибденовые стали аустенитного класса	для технологического оборудования химической промышленности	Cr 16-18 C до 0,08 Si до 0,8 Mn до 2 Ni 12-14 S до 0,02 Р до 0,035 Ti 5C-0,70 Mo 2-3

Справочно
Расшифровка нержавеющих марок стали: наименование стали состоит из буквенных и цифровых обозначений, в которых принято: А (в начале марки) — сера, А (в середине марки) — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, К — кобальт, М — молибден, Н — никель, П — фосфор, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ю — алюминий, Ч — РЗМ (редкоземельные металлы: лантан , празеодим, церий и пр.).
Цифра после буквы обозначает среднюю массовую долю легирующего химического элемента. Цифра перед буквы указывает на массовую долю углерода в сотых долях. Если легирующего элемента содержится менее 1%, то процентное соотношение не указывается.
Например: 12Х18Н10T – это нержавеющая сталь с содержанием углерода 0,12%, 18% хрома, 10% – никеля и менее 1% титана.

Аналоги нержавеющих марок стали

В современной металлургической промышленности существует несколько систем маркировок сталей, что связано с отсутствием единой системы.

Так, в России принята маркировка нержавеющих сталей по ГОСТ 5632-2014². За рубежом систем стандартизации несколько в разных странах. Например, в Европе стали маркируются в соответствии с Европейским комитетом по стандартизации EN, в США – со стандартом AISI, в Германии – Европейским институтом по стандартизации DIN. При заказе изделий из нержавеющей стали Заказчик может указывать как российскую маркировку, так и европейскую или американскую. Ниже приведем таблицу соответствий основных нержавеющих сталей:

Маркировка нержавеющей стали по ГОСТ	Маркировка нержавеющей стали по AISI	Маркировка нержавеющей стали по EN	Маркировка нержавеющей стали по DIN
12Х18Н10Т	AISI 321	1.4878	X12CrNiTi18-9
08Х18Н10	AISI 304	1.4301	X5CrNi18-10
08Х17Н13М2	AISI 316	1.4436	X5CrNiMo17-13-3
08Х17Н13М2Т	AISI 316Ti	1.4571	Х6CrNiMoTi17-12-2
03Х17Н13М2	AISI 316L	1.4404	X2CrNiMo17-12-2

Использованные материалы

• ¹ Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
• ² ГОСТ 5632-2014 “Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (с Изменением №1)”
• ГОСТ 4543-2016 “Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия”

---

Для справки: Нержавеющая сталь была запатентована впервые в 1913 году английским металлургом Гарри Брирли. Первоначально его целью было изобрести сплав для использования в стволах оружия, который (сплав) мог дольше не подвергаться эрозии из-за высокой температуры. Уже тогда было известно, что хром имеет высокую температуру плавления, поэтому в процессе исследований к основному металлу было добавлено 0,2% от общей массы углерода и 6-15% хрома. В результате получилась хромистая сталь, которая имела высокую устойчивость к химическому воздействию.

 

OZON.ru

Москва

• Ozon для бизнеса
• Мобильное приложение
• Реферальная программа
• Зарабатывай с Ozon
• Подарочные сертификаты
• Помощь
• Пункты выдачи

Каталог

ЭлектроникаОдеждаОбувьДом и садДетские товарыКрасота и здоровьеБытовая техникаСпорт и отдыхСтроительство и ремонтПродукты питанияАптекаТовары для животныхКнигиТуризм, рыбалка, охотаАвтотоварыМебельХобби и творчествоЮвелирные украшенияАксессуарыИгры и консолиКанцелярские товарыТовары для взрослыхАнтиквариат и коллекционированиеЦифровые товарыБытовая химия и гигиенаOzon ExpressМузыка и видеоАлкогольная продукцияАвтомобили и мототехникаOzon УслугиЭлектронные сигареты и товары для куренияOzon PremiumOzon GlobalТовары в РассрочкуПодарочные сертификатыУцененные товарыOzon CardСтрахование ОСАГОРеферальная программаOzon TravelРегулярная доставкаОzon ЗОЖДля меняDисконтOzon MerchOzon для бизнесаOzon КлубOzon LiveМамам и малышамТовары Ozon Везде 0Войти 0Заказы 0Избранное0Корзина

• TOP Fashion
• Premium
• Ozon Travel
• Ozon Express
• Ozon Card
• LIVE
• Акции
• Бренды
• Магазины
• Электроника
• Одежда и обувь
• Детские товары
• Дом и сад
• Dисконт

Такой страницы не существует

Вернуться на главную Зарабатывайте с OzonВаши товары на OzonРеферальная программаУстановите постамат Ozon BoxОткройте пункт выдачи OzonСтать Поставщиком OzonЧто продавать на OzonEcommerce Online SchoolSelling on OzonО компанииОб Ozon / About OzonВакансииКонтакты для прессыРеквизитыАрт-проект Ozon BallonБренд OzonГорячая линия комплаенсПомощьКак сделать заказДоставкаОплатаКонтактыБезопасностьOzon для бизнесаДобавить компаниюМои компанииПодарочные сертификаты © 1998 – 2021 ООО «Интернет Решения». Все права защищены. OzonИнтернет-магазинOzon ВакансииРабота в OzonOZON TravelАвиабилетыOzon EducationОбразовательные проектыLITRES.ruЭлектронные книги

Карта сайта

/about/company/

• О предприятии

  «Газпромнефть-Оренбург» – дочернее добывающее общество «Газпром нефти».

/about/history/

• История

  «Газпромнефть-Оренбург» создан на базе предприятия «Стимул» в 2008 году.

/about/leading/

• Руководство

  Система управления «Газпромнефть-Оренбург» строится в соответствии с российским законодательством, Уставом и внутренними документами.

/about/documents/

• Документы

  Политика обработки персональных данных разработана в целях соблюдения в ООО «Газпромнефть-Оренбург» законодательства РФ.

/about/contacts/contacts/

• Контакты

Влияние 19 химических элементов в стали

В стали содержится множество химических элементов, которые составляют сотни различных сортов.

Так какую роль эти химические элементы играют в стали?

Сегодня я познакомлю вас с миром химических элементов в стали.

E дефект из c арбон в стали

Углерод в стали – палка о двух концах.

По мере увеличения содержания углерода предел текучести и предел прочности материала будут постепенно увеличиваться, но пластичность и ударопрочность уменьшатся.

Следовательно, содержание углерода необходимо настраивать в соответствии с различными вариантами использования материала.

Когда содержание углерода превышает 0,23%, эффективность сварки значительно снижается, поэтому содержание углерода в низколегированной конструкционной стали, используемой для сварки, не может превышать 0,20%.

Избыточное содержание углерода также снижает стойкость стали к атмосферной коррозии.

Высокоуглеродистая сталь на открытых площадках подвержена коррозии.

На самом деле, высокое содержание углерода не является недостатком, потому что это высокое содержание углерода может улучшить хладноломкость и чувствительность стали к старению.

E дефект из кремний в стали

Кремний добавляется в качестве восстановителя и раскислителя в процессе выплавки стали, поэтому сталь с седативным эффектом будет содержать 0.15-0,30% кремния.

Когда содержание кремния в стали превышает 0,50-0,60%, кремний считается легирующим элементом.

Кремниевый элемент может значительно улучшить предел упругости, предел текучести и предел прочности стали, поэтому он широко используется в пружинных сталях, таких как 65Mn и 82B. Эти пружинные стали содержат 0,15-0,37% кремния.

Добавление 1,0–1,2% кремния в закаленную и отпущенную конструкционную сталь может повысить прочность стали на 15–20%.

Кремний в сочетании с молибденом, вольфрамом, хромом и т. Д. Улучшает коррозионную стойкость и стойкость к окислению, а также позволяет производить жаропрочную сталь.

Низкоуглеродистая сталь, содержащая 1,0-4,0% кремния, с чрезвычайно высокой магнитной проницаемостью, используется для изготовления листов кремнистой стали в электротехнической промышленности.

Конечно, кремний не лишен недостатков, он снижает сварочные характеристики стали.

E ffect of m анган в стали

В процессе выплавки стали марганец является хорошим раскислителем и десульфуризатором.

Обычно сталь содержит 0,30-0,50% марганца.

Если в углеродистую сталь добавляют более 0,70% марганца, она считается «марганцевой сталью».

Марганцовистая сталь

обладает не только достаточной вязкостью, но также более высокой прочностью и твердостью, чем обычная сталь.

Повышение закаливаемости и обрабатываемости стали в горячем состоянии, например, предел текучести стали 16Mn на 40% выше, чем у стали A3.

Сталь, содержащая 11-14% марганца, имеет чрезвычайно высокую износостойкость и используется для изготовления ковшей экскаваторов, футеровок шаровых мельниц и т. Д.

Высокое содержание марганца также имеет недостатки.

При высоком содержании марганца сталь имеет более явную хрупкость при отпуске.

Марганец способствует росту зерна, что требует внимания во время термообработки.

Когда массовая доля марганца превышает 1%, сварочные характеристики стали ухудшаются.

E дефект из s ульфур в стали

Сера образуется из сталеплавильной руды и топливного кокса и является вредным элементом в стали.

Сера присутствует в стали в форме FeS, а FeS и Fe образуют соединения с низкой температурой плавления (985 ° C), а температура горячей обработки стали обычно составляет 1150-1200 ° C.

Следовательно, при горячей обработке стали соединение FeS будет преждевременно расплавиться и вызвать растрескивание заготовки.

Это явление называется горячей хрупкостью.

Чем выше содержание серы, тем серьезнее явление горячей хрупкости, поэтому необходимо контролировать содержание серы в стали.

Для качественной стали содержание серы менее 0,02-0,03%; для качественной стали содержание серы менее 0,03-0,045%; для обычной стали содержание серы составляет менее 0,055-0,07%.

В некоторых случаях необходимо добавить серу. Например, добавление 0,08-0,20% серы в сталь может улучшить обрабатываемость резанием, которую обычно называют свободно режущей сталью.

Сера также ухудшает характеристики сварки и может снизить коррозионную стойкость.

E дефект из p хосфор в стали

Фосфор попадает в сталь с рудой.

Вообще говоря, фосфор также является вредным элементом.

Фосфор может повысить прочность и твердость стали, но значительно снижает пластичность и ударную вязкость.

Это делает сталь значительно хрупкой, особенно при низких температурах, что называется «хладноломкостью».

Хладноломкость ухудшает холодную обработку и свариваемость стали.

Чем выше содержание фосфора, тем выше хладноломкость.

Следовательно, контроль содержания фосфора в стали более строгий.

Высококачественная сталь: P <0,025%, качественная сталь: P <0,04%, обычная сталь: P <0,085%.

E дефект o xygen в стали

Кислород является вредным элементом в стали и естественным образом попадает в сталь в процессе ее производства.

Хотя марганец, кремний, железо и алюминий добавляют для раскисления в конце выплавки стали, но невозможно удалить весь кислород.

Кислород присутствует в стали в виде включений FeO, MnO, SiO2, Al2O3 и других, что снижает прочность и пластичность стали.

В частности, он оказывает серьезное влияние на усталостную прочность и ударную вязкость.

E дефект n итроген в стали

Феррит имеет низкую способность растворять азот.

Когда перенасыщенный азот растворяется в стали, после длительного хранения или после нагрева до 200-300 ° C, азот выпадает в осадок в виде нитридов, что увеличивает твердость и прочность стали и снижает ее прочность. пластичность, а также вызывают старение.

Добавление Al, Ti или V к расплавленной стали для фиксации азота для фиксации азота в AlN, TiN или VN может устранить тенденцию к старению.

E дефект c хром в стали

Хром может значительно улучшить прочность, твердость и износостойкость конструкционной стали и инструментальной стали, благодаря чему сталь обладает хорошей стойкостью к окислению и коррозии.

Таким образом, хром является важным легирующим элементом для нержавеющей и жаропрочной стали.

Он также может улучшить закаливаемость стали и является важным легирующим элементом.

Однако хром также увеличивает температуру хрупкого перехода стали, увеличивает хрупкость стали после отпуска и создает ненужные проблемы в процессе обработки.

E дефект из n Никель в стали

Никель может повысить прочность стали, сохраняя при этом хорошую пластичность и ударную вязкость.

Никель обладает высокой коррозионной стойкостью к кислотам и щелочам, а также устойчивостью к ржавчине и высокой температуре при высоких температурах.

Однако, поскольку никель является дефицитным ресурсом, вместо никель-хромистой стали следует использовать другие легирующие элементы.

E дефект м Олибден в стали

Молибден может измельчать зерна стали, улучшать прокаливаемость и жаропрочность.

Он также может сохранять достаточную прочность и сопротивление ползучести при высокой температуре (при длительном напряжении при высокой температуре происходит деформация, которая называется ползучестью).

Добавление молибдена в конструкционную сталь может улучшить механические свойства, а также может снизить хрупкость легированной стали из-за огня.

Добавление молибдена в инструментальную сталь может улучшить красную твердость.

E дефект из t итан в стали

Титан – сильный раскислитель стали.

Он может сделать внутреннюю структуру стали плотной, улучшить зернистость, снизить чувствительность к старению и хладноломкость, а также улучшить сварочные характеристики.

Добавление надлежащего титана в аустенитную нержавеющую сталь Cr18Ni9 может предотвратить межкристаллитную коррозию.

E дефект v анадий в стали

Ванадий – отличный раскислитель стали.

Добавление 0.5% ванадия в стали может улучшить зернистую структуру и улучшить прочность и ударную вязкость.

Карбиды, образованные ванадием и углеродом, могут улучшить стойкость к водородной коррозии при высокой температуре и давлении.

E дефект из т нержавеющая сталь

Вольфрам имеет высокую температуру плавления и большой удельный вес и является важным легирующим элементом.

Карбид вольфрама, образованный из вольфрама и углерода, обладает высокой твердостью и износостойкостью.

Добавление вольфрама в инструментальную сталь может значительно улучшить красную твердость и термостойкость, а также может использоваться в качестве режущих инструментов и штампов для ковки.

E дефект n иобий в стали

Ниобий может измельчать зерна и снижать чувствительность к перегреву и отпускную хрупкость стали, а также улучшать прочность, но при этом уменьшаются пластичность и ударная вязкость.

Добавление ниобия в обычную низколегированную сталь может улучшить стойкость к атмосферной коррозии и коррозионную стойкость к водороду, азоту и аммиаку при высоких температурах.

Ниобий может улучшить сварочные характеристики.

Добавление ниобия в аустенитную нержавеющую сталь может предотвратить межкристаллитную коррозию.

E дефект из c обальт из стали

Кобальт – разновидность редкого и драгоценного металла.В основном он используется в специальных сталях и сплавах, таких как жаропрочная сталь и магнитные материалы.

E дефект из c сталь

WISCO, сталь, сделанная из руды Дайе, часто содержит медь.

Медь может повысить прочность и ударную вязкость, особенно при атмосферной коррозии.

Недостатком является то, что во время горячей обработки легко возникает горячая хрупкость.

Когда содержание меди превышает 0,5%, пластичность значительно снижается, когда содержание меди меньше 0,50%, это не влияет на свариваемость.

E дефект из a алюминий в стали

Алюминий – распространенный раскислитель стали.

Добавление небольшого количества алюминия в сталь может измельчить зерна и улучшить ударную вязкость, например сталь 08Al для листа глубокой вытяжки.

Алюминий также обладает стойкостью к окислению и коррозии.

Когда алюминий используется с хромом и кремнием, он может значительно улучшить характеристики без образования пленки при высоких температурах и способность противостоять высокотемпературной коррозии.

Недостатком алюминия является то, что он влияет на обрабатываемость стали в горячем состоянии, производительность сварки и резку.

E дефект из b орон в стали

Добавление небольшого количества бора в сталь может улучшить компактность и свойства стали при горячей прокатке, а также повысить прочность.

E ffect из r are e arth e Lement in steel

Редкоземельные элементы относятся к 15 лантаноидам с атомным номером 57-71 в периодической таблице.

Все эти элементы являются металлами, но их оксиды очень похожи на «землю», поэтому их принято называть редкоземельными элементами.

Добавление редкоземельных элементов в сталь может изменить состав, морфологию, распределение и свойства включений в стали, тем самым улучшая различные свойства стали, такие как ударная вязкость, свариваемость и обрабатываемость в холодном состоянии.

Добавление редкоземельных элементов в чугун лемеха может улучшить износостойкость.

См. Также:

Поделиться – это забота!

Каково влияние различных элементов на химический состав стали?

Химический состав стали указан во всех сертификатах испытаний материалов согласно EN10204.В этой статье кратко рассказывается о влиянии каждого элемента на сталь и о том, почему он важен или действительно нежелателен. Основное внимание уделяется углеродистой стали по стандартам EN10025, EN10028 и EN10225, то есть стали для строительной техники, котлов и сосудов под давлением, а также для использования на море.

Химический состав стали – элементы периодической таблицы

Углерод – C

Углерод добавляется в железо для производства стали. В чистом виде железо довольно мягкое, и добавление до 2% углерода придает ему твердость и прочность.Листы из конструкционной стали обычно содержат от 0,15 до 0,3% углерода. По мере увеличения количества углерода в стали прочность увеличивается, но снижается пластичность. Таким образом, железо с добавлением большого количества углерода становится очень хрупким и не может упруго реагировать на динамическую нагрузку.

Кремний – Si

Кремний добавляется в углеродистую сталь, чтобы помочь раскислить или убить ее. То есть кремний помогает удалить пузырьки кислорода из расплавленной стали. Он также полезен для увеличения прочности и твердости, но при этом менее эффективен, чем марганец.Отрицательно, для многих применений он также увеличивает размер зерна, поэтому обычно существует верхний предел для него.

Марганец – Mn

Марганец, вероятно, является вторым по важности легирующим элементом стали после углерода. Подобно углероду, он оказывает большое влияние на прочность, пластичность и закаливаемость. Марганец помогает уменьшить количество оксидов, а также противодействовать присутствию сульфида железа. Однако производителям стали приходилось следить за тем, чтобы уровень углерода и марганца не был слишком высоким или сталь не стала слишком хрупкой и ухудшила свариваемость.

Фосфор – P

В конструкционной стали Фосфор обычно считается нежелательным остаточным элементом.Это связано с тем, что для большинства применений требуется очень низкий или низкий уровень фосфора. Фосфор увеличивает охрупчивание стали, что снижает ударную вязкость и пластичность металла. При использовании это обычно проявляется в виде трещин и переломов. Высокое содержание фосфора в стали является фактором, способствующим растрескиванию HIC во влажной среде h3S.

Сера – S

Сера – еще один остаточный элемент в конструкционной стали и сталях для сосудов высокого давления. Сера снижает ударную вязкость с надрезом, снижает свариваемость и пластичность.Обычно он проявляется в стали в виде включений сульфидов, что снижает ее прочность.

Азот – N

Азот – остаточный элемент для горячекатаных стальных листов. Как правило, высокий уровень азота придает пластине непостоянные механические свойства и затрудняет сварку из-за увеличения охрупчивания в зоне термического влияния (HAZ).

Медь – C

В конструкционных сталях медь в основном используется в качестве легирующего элемента, поскольку она улучшает стойкость к атмосферной коррозии и способствует связыванию стали с краской.Это также оказывает небольшое влияние на прокаливаемость.

Ниобий – Nb

Ниобий – ключевой элемент измельчения зерна в производстве стали. Это потому, что он уменьшает размер зерна, он одновременно улучшает прочность, ударную вязкость и пластичность.

Ванадий – V

Ванадий, добавленный в процессе производства стали, помогает удалить оксиды и, таким образом, увеличивает предел текучести и предел прочности стальных листов

Титан – Ti

Титан в стали помогает сохранить малый размер зерна, а также помогает управлять включения, сделав их более округлыми.

Хром – Cr

Хром в качестве легирующего элемента в стали способствует повышению ее стойкости к коррозии и окислению. Когда процентное содержание хрома в стали превышает 1,1%, образуется поверхностный слой, который помогает защитить сталь от окисления

Никель – Ni

Никель используется для улучшения свойств коррозионной стойкости стали. Это ключевой компонент в нержавеющих сталях, но при низких концентрациях, обнаруженных в углеродистых сталях, он помогает повысить ударную вязкость и закаливаемость.

Молибден – Mo

Молибден используется для повышения прочности сталей котлов и сосудов высокого давления при типичных рабочих температурах котлов 400 ° C. Обычно он используется в сочетании с хромом для обеспечения прочности и коррозионной стойкости при высоких температурах, а также для увеличения сопротивления ползучести.

Бор – B

Бор добавляется к полностью раскисленной мелкозернистой стали для повышения прокаливаемости. Это дает преимущество в отношении предела текучести и ударной вязкости, если сталь полностью закаливается перед отпуском.

Цирконий – Zr

Цирконий добавляется в сталь для изменения формы включений. Это помогает им стать более округлыми (в отличие от удлиненных). В результате, когда пластина превращается в оболочку, повышается прочность и пластичность.

Влияние химического состава стали на ее цену

Мы немного повеселились и взяли химический состав некоторых распространенных марок стали, а затем посмотрели, сколько элементы входят в стоимость. Для этого мы использовали Википедию, и, честно говоря, цены на элементы были повсюду – от розничных закупок серы до оптовых закупок меди.Некоторые вещи были слишком дорогими, а некоторые слишком дешевыми. И цены взяты из периода с 2005 по 2012 год…. И, конечно же, некоторые из них были оксидами металлов, а не сырьем. Тем не менее, эта таблица должна дать вам небольшое представление о том, как стоимость различных сталей определяется химическим составом стали

Сопутствующие

Железо (элемент) – факты, история, где это найдено, как это Б / у

Железо – от важнейшего строительного элемента из стали до питательных растений и помощи в переносе кислорода в кровь – всегда помогает поддерживать жизнь на Земле.

Железо – хрупкое твердое вещество, классифицируемое как металл группы 8 Периодической таблицы элементов. Самый распространенный из всех металлов, его чистая форма быстро корродирует от воздействия влажного воздуха и высоких температур. Железо также является четвертым по весу элементом земной коры, и большая часть ядра Земли, как полагают, состоит из железа. По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, помимо того, что он обычно встречается на Земле, он изобилует солнцем и звездами. Согласно лаборатории Джефферсона, железо имеет решающее значение для выживания живых организмов.У растений он играет роль в производстве хлорофилла. У животных это компонент гемоглобина – белка крови, который переносит кислород из легких в ткани организма.

По данным Королевского химического общества, 90 процентов всего металла, который очищается в наши дни, составляет железо. Большая часть его используется для производства стали – сплава железа и углерода – которая, в свою очередь, используется в производстве и гражданском строительстве, например, для изготовления железобетона. Нержавеющая сталь, содержащая не менее 10.5 процентов хрома, обладает высокой устойчивостью к коррозии. Он используется в кухонных столовых приборах, бытовой технике и посуде, такой как сковороды и сковороды из нержавеющей стали. Добавление других элементов может придать стали другие полезные качества. Например, никель увеличивает его прочность и делает его более устойчивым к нагреванию и кислотам; По данным лаборатории Джефферсона, марганец делает его более долговечным, а вольфрам помогает сохранять твердость при высоких температурах.

Только факты

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 26
• Атомный символ (в Периодической таблице элементов): Fe
• Атомный вес (средняя масса атома): 55.845
• Плотность: 7,874 грамма на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
• Точка плавления: 2800,4 градуса по Фаренгейту (1538 градусов по Цельсию)
• Точка кипения: 5181,8 F (2861 C)
• Количество изотопов один и тот же элемент с другим числом нейтронов): (укажите количество стабильных изотопов): 33 Стабильные изотопы: 4
• Наиболее распространенные изотопы: Железо-56 (естественное содержание: 91,754 процента)

(Изображение предоставлено Грегом) Робсон / Creative Commons, Андрей Маринкас Shutterstock)

История и свойства железа

Археологи подсчитали, что люди использовали железо более 5000 лет, согласно Jefferson Lab.На самом деле оказывается, что часть самого древнего железа, известного человеку, буквально упала с неба. В исследовании, опубликованном в 2013 году в Journal of Archeological Science, исследователи изучили древнеегипетские железные бусины, датируемые примерно 3200 годом до нашей эры. и обнаружил, что они были сделаны из железных метеоритов. По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, Ветхий Завет в Библии также неоднократно упоминает железо.

Железо получают в основном из минералов гематита и магнетита. По данным лаборатории Джефферсона, в меньшей степени его также можно получить из минералов таконита, лимонита и сидерита.По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, у железа есть четыре различных аллотропных формы, что означает, что оно имеет четыре различные структурные формы, в которых атомы связываются по-разному. Эти формы называются ферритами, известными как альфа (магнитная), бета, гамма и омега.

Железо – важное питательное вещество в нашем рационе. Дефицит железа, наиболее распространенный дефицит питательных веществ, может вызывать анемию и усталость, которые влияют на способность выполнять физическую работу у взрослых. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, он также может ухудшить память и другие психические функции у подростков.CDC предупреждает, что женщины, у которых наблюдается дефицит железа во время беременности, подвергаются повышенному риску рождения маленьких и ранних детей.

Существует два типа диетического железа: гемовое и негемовое. Гемовое железо, которое является наиболее легко усваиваемым типом железа, содержится в мясе, рыбе и птице, в то время как негемовое железо, которое также усваивается, но в меньшей степени, чем гемовое железо, содержится в обеих растительных продуктах (например, шпинат, капуста и брокколи) и мясо, согласно данным Американского Красного Креста. Люди поглощают до 30 процентов гемового железа по сравнению с 2-10 процентами негемового железа, сообщает ARC, добавляя, что продукты, богатые витамином С, такие как помидоры или цитрусовые, могут помочь людям усваивать негемовое железо.

Кто знал?

• По данным Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, кровь имеет красный цвет из-за взаимодействия железа и кислорода. Кровь выглядит красной из-за того, как химические связи между двумя элементами отражают свет.
• По данным Денверского университета, чистое железо на самом деле мягкое и податливое.
• В 2007 году исследователи обнаружили огромный шлейф богатой железом воды, исходящей из гидротермальных источников в южной части Атлантического океана.
• Железо необходимо для роста фитопланктона – крошечных морских бактерий, которые используют углекислый газ из атмосферы для поддержания фотосинтеза. Поэтому некоторые исследователи утверждали, что удобрение океанов дополнительным количеством железа может помочь поглотить избыток углекислого газа. Но исследование, опубликованное в сети в ноябре 2010 года в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что это может быть не такой уж и хорошей идеей, поскольку все это дополнительное железо может фактически вызвать рост токсин-продуцирующих водорослей, которые способствуют загрязнению морской среды. дикая природа.
• По данным Королевского химического общества, около 90 процентов всего металла, который сегодня очищается, составляет железо.
• По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, железо является важнейшим компонентом метеоритов, известных как сидериты.
• По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, железный столб, датируемый примерно 400 годом нашей эры, до сих пор стоит в Дели, Индия. Высота столба составляет около 23,75 футов (7,25 метра), а диаметр – 15,75 дюйма (40 сантиметров). Несмотря на воздействие погодных условий, столб не сильно корродировал благодаря уникальному составу металлов.
• Примеры продуктов, богатых железом, включают мясо, такое как говядина, индейка, курица и свинина; морепродукты, такие как креветки, моллюски, устрицы и тунец; овощи, такие как шпинат, горох, брокколи, сладкий картофель и стручковая фасоль; хлеб и крупы, такие как хлопья с отрубями, цельнозерновой хлеб и обогащенный рис; другие продукты, такие как бобы, чечевица, томатная паста, тофу и патока, по данным американского Красного Креста.
• По данным Nature, поверхность Марса имеет красный цвет из-за большого количества оксида железа (ржавчины) на ее поверхности.В коре Марса более чем в два раза больше оксида железа, чем на Земле.
• Твердое внутреннее и жидкое внешнее ядро ​​Земли в основном состоят из железа (примерно 85 процентов и 80 процентов по весу соответственно). По данным НАСА, электрический ток, генерируемый жидким железом, создает магнитное поле, защищающее Землю. Железо также содержится в ядрах всех планет Солнечной системы.
• Согласно JPL, железо – самый тяжелый элемент, образующийся в ядрах звезд.Элементы тяжелее железа могут быть созданы только при взрыве звезд большой массы (сверхновых).
• Латинское название железа – ferrum, которое является источником его атомного символа Fe.
• Слово «железо» происходит от англосаксонского слова iren. Слово «железо», возможно, произошло от более ранних слов, означающих «святой металл», потому что оно использовалось для изготовления мечей, используемых в крестовых походах, согласно WebElements.

Текущие исследования

Железо было предметом многочисленных медицинских исследований, некоторые из которых показывают, что высокий уровень железа в крови может быть связан с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний.«Есть некоторые исследования, предполагающие, что люди, у которых больше ферритина в системе крови и маркеры повышенного содержания железа в организме, могут быть более подвержены риску некоторых сердечно-сосудистых заболеваний», – сказала Джудит Вайли-Розетт, профессор кафедры эпидемиологии. здоровье населения и медицинский факультет Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна Университета Иешива в Нью-Йорке. «И вызывает ли это риск или это биомаркер чего-то еще, неясно», – сказала Уайли-Розетт Live Science.(Ферритин – это тип белка, который накапливает железо, а тест на ферритин измеряет количество железа в крови.)

В исследовании, проведенном с участием более 1900 финских мужчин в возрасте от 42 до 60 лет, опубликованном в 1992 году в журнале Circulation. , исследователи обнаружили связь между высоким уровнем железа и повышенным риском сердечного приступа. В более позднем исследовании, опубликованном в январе 2014 года в журнале Journal of Nutrition, исследователи обнаружили, что гемовое железо, обнаруженное в мясе, увеличивает риск ишемической болезни сердца на 57 процентов, но такой связи между негемовым железом и риск ишемической болезни сердца.

Интересно, что недавние исследования также связали накопление железа в головном мозге с болезнью Альцгеймера. В исследовании, опубликованном в августе 2013 года в Журнале болезни Альцгеймера, исследователи обнаружили, что количество железа в гиппокампе – области мозга, связанной с формированием воспоминаний – было увеличено и связано с повреждением тканей в области гиппокампа у людей. с болезнью Альцгеймера, но не у здоровых пожилых людей.

«Накопление железа в головном мозге может зависеть от изменения факторов окружающей среды, таких как количество потребляемого нами красного мяса и пищевых добавок с железом, а у женщин, перенесших гистерэктомию перед менопаузой», – автор исследования д-р.Джордж Барцокис, профессор психиатрии в Институте неврологии и поведения человека им. Семела при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, заявил в своем заявлении.

Дефицит железа также был связан с депрессией, согласно исследованию 2017 года, опубликованному в Journal of Psychiatric Research группой австралийских исследователей, которые пытались найти связь между генетикой, уровнем железа и депрессией, особенно у подростков. Исследователи обнаружили, что, хотя существует связь между уровнем железа в кровотоке и степенью депрессии, нет никаких доказательств генетической связи между ними.Исследователи использовали данные, полученные из исследований близнецов, и рассмотрели множество факторов при сравнении близнецов-подростков со взрослыми близнецами. Связь между уровнем железа и депрессией, скорее всего, будет наблюдаться в периоды времени, когда организму требуется большее количество железа, например, во время всплесков роста.

В статье 2017 года, опубликованной в European Journal of Nutrition исследовательской группой из Ирана, описывается исследование, в котором препараты железа давали новым, не страдающим анемией матерям с послеродовой депрессией (PPD).Группа из 70 женщин начала двойное слепое исследование через неделю после родов, и через шесть недель сравнили симптомы PPD. Группа, принимавшая добавку железа, испытала значительно большее улучшение симптомов PPD, чем группа, принимавшая плацебо.

Дополнительная информация от Рэйчел Росс, участника Live Science

Список всех элементов, считающихся металлами

Большинство элементов – металлы. В эту группу входят щелочные металлы, щелочноземельные металлы, переходные металлы, основные металлы, лантаноиды (редкоземельные элементы) и актиниды.Хотя лантаноиды и актиниды разделены в периодической таблице, на самом деле это особые типы переходных металлов.

Вот список всех элементов периодической таблицы, являющихся металлами.

Щелочные металлы

Щелочные металлы находятся в группе IA в крайней левой части таблицы Менделеева. Это высокореакционные элементы, отличающиеся степенью окисления +1 и, как правило, низкой плотностью по сравнению с другими металлами. Поскольку они обладают такой реакционной способностью, эти элементы находятся в соединениях.В природе свободен только водород как чистый элемент, то есть как двухатомный водород.

• Водород в металлическом состоянии (обычно считается неметаллом)
• Литий
• Натрий
• Калий
• Рубидий
• Цезий
• Франций

Щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы находятся в группе IIA периодической таблицы, которая является вторым столбцом элементов. Все атомы щелочноземельных металлов имеют степень окисления +2.Как и щелочные металлы, эти элементы находятся в соединениях, а не в чистом виде. Щелочноземельные металлы обладают меньшей реакционной способностью, чем щелочные металлы. Металлы группы IIA твердые и блестящие, обычно ковкие и пластичные.

• Бериллий
• Магний
• Кальций
• Стронций
• Барий
• Радий

Основные металлы

Основные металлы обладают характеристиками, которые люди обычно ассоциируют с термином «металл».«Они проводят тепло и электричество, имеют металлический блеск и имеют тенденцию быть плотными, пластичными и пластичными. Однако некоторые из этих элементов обладают неметаллическими характеристиками. Например, один аллотроп олова ведет себя больше как неметалл. твердые, свинец и галлий являются примерами мягких элементов. Эти элементы, как правило, имеют более низкие температуры плавления и кипения, чем переходные металлы (за некоторыми исключениями).

• Алюминий
• Галлий
• Индий
• Олово
• Таллий
• Свинец
• Висмут
• Нихоний: вероятно, основной металл
• Флеровий: вероятно, основной металл
• Московий: вероятно, основной металл
• Ливерморий: вероятно, основной металл
• Теннессин: относится к группе галогенов, но может вести себя больше как металлоид или металл

Переходные металлы

Переходные металлы характеризуются наличием частично заполненных электронных подоболочек d или f.Поскольку оболочка заполнена не полностью, эти элементы проявляют несколько степеней окисления и часто образуют окрашенные комплексы. Некоторые переходные металлы встречаются в чистом или самородном виде, включая золото, медь и серебро. Лантаноиды и актиниды встречаются только в природных соединениях.

• Скандий
• Титан
• Ванадий
• Хром
• Марганец
• Утюг
• Кобальт
• Никель
• Медь
• цинк
• Иттрий
• Цирконий
• Ниобий
• молибден
• Технеций
• Рутений
• Родий
• Палладий
• Серебро
• Кадмий
• Лантан
• Гафний
• Тантал
• Вольфрам
• Рений
• Осмий
• Иридий
• Платина
• Золото
• Меркурий
• Актиний
• Резерфордий
• Дубний
• Сиборгий
• Бориум
• Калий
• Мейтнерий
• Дармштадтиум
• Рентген
• Copernicium
• церий
• празеодим
• Неодим
• Прометий
• Самарий
• Европий
• Гадолиний
• Тербий
• Диспрозий
• Гольмий
• Эрбий
• Тулий
• Иттербий
• Лютеций
• Торий
• Протактиний
• Уран
• Нептуний
• Плутоний
• Америций
• Кюрий
• Берклий
• Калифорний
• Эйнштейний
• Фермий
• Менделевий
• Нобелий
• Лоуренсий

Подробнее о металлах

В общем, металлы расположены в левой части таблицы Менделеева, их металлический характер уменьшается при движении вверх и вправо.

В зависимости от условий элементы, принадлежащие к группе металлоидов, могут вести себя как металлы. Кроме того, металлами могут быть даже неметаллы. Например, в определенных ситуациях вы можете найти металлический кислород или металлический углерод.

Неуказанные и следовые элементы – Rolled Alloys, Inc.

Неуказанные и следовые элементы

Все стали и никелевые сплавы содержат остаточные элементы, которые не требуется анализировать или указывать в сертификате заводских испытаний. Нецелесообразно анализировать и сообщать каждый элемент периодической таблицы для каждой течки.Существуют тонкие различия в спецификациях относительно того, как сообщается химический состав. Понимание этих различий, следуя ссылкам на спецификации, может ответить на большинство вопросов. В этом обсуждении мы рассмотрим наиболее распространенные проблемы.

Нержавеющая сталь

ASTM покрывается спецификациями «A», и большинство вопросов, связанных с химическим составом, помимо химического состава сплава, определенного в спецификации продукта, регулируются Общими требованиями A480, A484 и / или A751.В спецификациях AMS изменения химического состава и составление отчетов регулируются AMS 2248. Никелевые сплавы в спецификациях ASTM рассматриваются в спецификациях «B». Спецификации отдельных продуктов относятся к ASTM B880 для допустимых химических отклонений и отчетов. Спецификации AMS для химических вариаций подробно описаны в AMS 2269. Требования для ASTM и AMS в большинстве случаев одинаковы, но стандарты ASTM предоставляют дополнительные пояснения.

Главный элемент в каждом сплаве (железо в нержавеющей стали, никель в никелевых сплавах) часто указывается в химии как «остаток» или «баланс».В таком случае анализ элемента «остаток» не требуется и принимается равным арифметической разнице всех сообщенных элементов от 100%. Сообщать об этой арифметической разнице не требуется и не запрещается. В отчете об испытаниях может быть просто написано «баланс» или «остаток». Однако фактический химический анализ и отчет об этом элементе не запрещены. Обратите внимание, что такая практика может привести к тому, что сумма всех указанных элементов может превысить 100% из-за аналитических отклонений. Указанные элементы – это те, для которых определение сплава имеет максимум, минимум или диапазон.Неуказанный элемент – это элемент, который может присутствовать или отсутствовать, но не включен в определение состава сплава. Остаточный элемент может быть заданным или неуказанным элементом, добавленным не намеренно, который происходит из сырья, огнеупора или атмосферы во время производства стали. Микроэлементы – это остаточные элементы, которые могут присутствовать в очень низких концентрациях, обычно менее 0,01 весовых процентов.

Анализ и отчет о неопределенных элементах также разрешен и является довольно распространенным явлением.Исключение указанного элемента из определения сплава (например, ограничения на содержание меди в типе 304) не означает, что сплав должен быть полностью свободен от этого элемента. Мельницы часто анализируют элементы, выходящие за рамки тех, которые требуются спецификацией, потому что они могут повлиять на свойства или производительность материала.

В упомянутых выше спецификациях также признаются отклонения допусков, разрешенные при выполнении или «контрольном» анализе готовой продукции. Дополнительные сведения по этой теме см. В публикации от 16 февраля 2015 г.

Iron – Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: железо

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Здравствуйте, на этой неделе мы обратимся к одному из самых важных элементов человеческого тела.Это тот, который делает возможным метаболизм, и мы просто не знаем об этом. Есть вызовы железного человека, лидеры с железными кулаками и те, у кого в душе есть железо. Но у элемента номер 26 есть и темная сторона, потому что его мощный химический состав означает, что это также плохие новости для клеток мозга, как объясняет лауреат Нобелевской премии Кэри Маллис

Кэри Маллис

Для человеческого мозга железо важно, но смертельно опасно. Он существует на Земле в основном в двух степенях окисления – FeII и FeIII.FeIII преобладает в пределах нескольких метров от атмосферы, которая около двух миллиардов лет назад превратила 20% кислорода, окисляя это железо до состояния плюс три, которое практически нерастворимо в воде. Этот переход от относительно обильного и растворимого FeII потребовал тяжелого труда почти для всего живого в то время.

Выжившие наземные и обитающие в океане микробы выработали растворимые молекулы сидерофоров, чтобы восстановить доступ к этому многочисленному, но в остальном недоступному важному ресурсу, который использовал хелатирующие группы гидроксамата или катехола для возвращения FeIII в раствор.Со временем появились высшие организмы, включая животных. Животные использовали энергию рекомбинации кислорода с углеводородами и углеводами в растительной жизни, чтобы обеспечить движение. Железо было неотъемлемой частью этого процесса.

Но ни одно животное, однако, не смогло адекватно справиться в долгосрочной перспективе – то есть восьмидесятилетней продолжительности жизни – с тем фактом, что железо необходимо для преобразования солнечной энергии в движение, но практически нерастворимо в воде при нейтральной pH и, что еще хуже, токсичен.

Углерод, сера, азот. кальций, магний, натрий и, возможно, десять других элементов также участвуют в жизни, но ни один из них не обладает способностью железа перемещать электроны, и ни один из них не способен полностью разрушить всю систему. Железо делает. Системы эволюционировали, чтобы поддерживать железо в определенных полезных и безопасных конфигурациях – ферменты, которые используют его каталитические свойства, или трансферрины и гемосидерины, которые перемещают его и хранят. Но они не идеальны. Иногда атомы железа неуместны, и нет известных систем для повторного улавливания железа, осажденного внутри клетки.

В некоторых тканях клетки, перегруженные железом, могут быть переработаны или уничтожены, но это не работает с нейронами.

Нейроны за время своего существования порождают тысячи процессов, стремясь сформировать сети соединений с другими нейронами. В процессе развития мозга взрослого человека большой процент клеток полностью удаляется, и добавляются новые. Это процесс обучения. Но как только какая-то область мозга заработает, уже ничего нельзя будет сделать биологически, если большое количество ее клеток перестает работать по какой-либо причине.

И, вероятно, чаще всего причиной является медленная ползучесть осаждения железа на протяжении многих десятилетий. В менее сложных тканях, таких как печень, могут активироваться новые стволовые клетки, но в мозгу необходимы обученные, структурно сложные, взаимосвязанные нейроны с тысячами проекций, которые накапливаются за время обучения. Таким образом, результатом является медленно прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, такое как болезни Паркинсона и Альцгеймера.

Тот же самый основной механизм может привести к множеству заболеваний.Есть двадцать или тридцать белков, которые связаны с железом в мозгу – удерживают железо и передают его с места на место. Каждый новый человек, наделенный новым набором хромосом, наделен новым набором этих белков. Некоторые комбинации будут лучше, чем другие, а некоторые будут опасны по отдельности и в совокупности.

Мутация в гене, который кодирует один из этих белков, может нарушить его функцию, что приведет к потере атомов железа. Эти атомы, которые были потеряны из химических групп, которые их удерживают, не всегда будут безопасно возвращены в какую-либо структуру, такую ​​как трансферрин или гемоферритин.Некоторые из них вступят в реакцию с водой и исчезнут навсегда. Только они не совсем заблудились. Они накапливаются в несчастливых типах клеток, которые были назначенными местами для экспрессии белков с наибольшей утечкой железа. И оксиды железа не просто занимают критическое место. Железо очень реактивно. Печально известные «реактивные формы кислорода», которые, как подозревают, вызывают столько возрастных заболеваний, могут возникать только из-за различных форм железа.

Пришло время специалистам в области химии, разбирающимся в химии железа, обратить внимание на нейродегенеративные заболевания.

Крис Смит

Кэри Маллис рассказывает историю железа, элемента, без которого мы не можем обойтись, но который в то же время может держать ключ к нашему неврологическому падению. В следующий раз на «Химии в ее элементе» Джонни Болл расскажет историю Марии Кюри и элемента, который она обнаружила и назвала в честь ее родины.

Джонни Болл

Пичбленда, урансодержащая руда, казалась слишком радиоактивной, чем можно было объяснить ураном.Они просеивали и отсортировывали вручную унцию за унцией через тонны урана в проветриваемом морозильном помещении, прежде чем в конечном итоге были обнаружены крошечные количества полония.

Крис Смит

Так что будьте радиоактивны или, по крайней мере, активны в подкасте и присоединяйтесь к нам, чтобы узнать о таинственной истории о полонии на следующей неделе в «Химии в его элементе». Я Крис Смит, спасибо за внимание, увидимся в следующий раз.

(промо)

(конец промо)

Какие металлы самые твердые в мире?

Металл – это род, который описывает ряд различных материалов, которые обычно являются блестящими, электрически и теплопроводными и, прежде всего, твердыми.Металлы чрезвычайно разнообразны. Фактически, более 75 процентов из 118 элементов таблицы Менделеева сделаны из металлов. Поэтому, естественно, у многих возникает вопрос: «Какие металлы самые твердые в мире?» В этой статье мы рассмотрим множество различных видов металлов, независимо от того, являются ли они элементами, соединениями или сплавами, чтобы выяснить, какие металлы самые прочные и самые твердые. В нашем списке используется шкала Бринелля, которая измеряет твердость материалов при вдавливании.Важно отметить, что редко бывает одно единое значение для одного металла, поскольку они имеют тенденцию меняться в зависимости от того, из каких сплавов и соединений они состоят.

1. Вольфрам (1960–2450 МПа)

Вольфрам – один из самых твердых металлов в природе. Также известный как Вольфрам, этот редкий химический элемент имеет высокую плотность (19,25 г / см3), а также высокую температуру плавления (3422 ° C / 6192 ° F). С вольфрамом в его редкой форме трудно работать из-за его хрупкости, которая может измениться, когда станет чистым.Вольфрам часто используется для создания твердых сплавов, таких как быстрорежущая сталь, для повышения защиты от истирания, а также для улучшения электропроводности.

2. Иридий (1670 МПа)

Как и вольфрам, иридий представляет собой химический элемент, обладающий признаками высокой плотности и устойчивостью к высоким температурам. Иридий относится к металлам платиновой группы и по внешнему виду напоминает платину. Однако с иридием сложно работать. Поскольку иридий очень твердый, он также довольно хрупкий, что усугубляется его очень высокой температурой плавления, превышающей 2000 ° C.Иридий считается одним из самых редких элементов на поверхности Земли, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

3. Сталь

Сталь – это легированный металл, состоящий из железа и других элементов, например углерода. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. Из-за множества вариантов и уровней качества стали, которые могут применяться, не существует единого значения твердости. Существует множество различных методов закалки стали для улучшения защиты стали от износа, термостойкости и защиты от истирания.Borocoat, например, оптимизирует твердость стали, не делая ее хрупкой. Узнайте больше о боронировании и Borocoat.

4. Осмий (3920–4000 МПа)

Осмий относится к металлам платиновой группы и обладает высокой плотностью. Фактически, это самый плотный природный элемент на Земле с 22,59 г / см3. По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C, температуры, которая затрудняет работу с металлом. Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность.

5. Хром (687-6500 МПа)

Хром – элемент, часто встречающийся в сплавах, таких как нержавеющая сталь. По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость к царапинам, он находится среди лучших. Хром ценится как за высокую коррозионную стойкость, так и за твердость. Поскольку с ним легче обращаться, а также он более распространен, чем металлы платиновой группы, хром является популярным элементом, используемым в сплавах.

6. Титан (от 716 до 2770 МПа)

Титан известен своей прочностью.Хотя по твердости по Бринеллю он не совсем сравнивается с другими металлами из этого списка, титан имеет впечатляющее соотношение прочности и веса. Даже в чистом виде титан тверже многих стальных форм. Как тугоплавкий металл, он обладает высокой устойчивостью к нагреванию и истиранию, поэтому популярны титан и его сплавы. Его можно легировать, например, железом и углеродом.

.