Какие бывают стали по назначению: Сталь. Виды, классификация

alexxlab | 15.03.1988 | 0 | Разное

какие бывают разновидности по назначению, содержанию углерода и структуре, сколько типов различают, классификация и свойства материала на rocta

02Дек

Содержание статьи

1. Разновидности сталей и их особенности
2. О чем говорит маркировка
3. Обозначение с легирующими элементами
4. Примеры маркировки
5. Как расшифровать маркировку: что относится к стали

В металлургии используется очень большое количество сплавов. При этом все марки и разновидности обычному человеку запомнить и отличить практически невозможно, да и не нужно. Мы предлагаем обзор, который расширит познания потребителя и даст понимание о том, какие бывают основные виды и классы стали,  их свойства по назначению и структуре, применение материала. В повседневной деятельности это знание может пригодиться для того, чтобы определить продолжительность эксплуатации металлического изделия, а также чтобы узнать, какие меры нужно предпринять, чтобы увеличить коррозионную стойкость, защитить от химических реакций, а также обновить внешнее покрытие.

При этом металлург, слесарь, токарь, резчик металла и любой специалист, занимающийся металлообработкой, обращает больше внимания на другие характеристики – это прочность, вязкость, хрупкость, температура плавления. Все это дает ему необходимые знания для того, чтобы подобрать оптимальные технологии для обработки. Проектировщики, машиностроители используют эту информацию для того, чтобы определить сферу использования стального элемента, а также решить, из какого материала нужно изготавливать металлоконструкцию для достижения определенных параметров.

Разновидности сталей и их особенности

Мы говорим о сплавах, которые имеют в составе железо (не менее 45%), углерод (от 0,1% до 2,14%) и дополнительные легирующие элементы. Более углеродистые говорят о том, что мы имеем дело с чугуном. Классификация металлов проходит по разным параметрам. Для одних важно количество наличие С, поэтому они в первую очередь подразделяются на такие, где этого элемента много и где его мало. Для других – содержание легирующих добавок, которые меняют качества материала. Поэтому различают легированные и высоколегированные – 2 вида, что и обуславливает их использование. Последние обладают повышенными характеристиками прочности. Но зачем легировать с помощью нового химэлемента? Дело в том, что при наличии углерода происходит контролируемая реакция, при которой железо приобретает уникальные свойства – увеличенную прочность, ударостойкость. Но ковкость и пластичность могут измениться в худшую сторону, и по этой причине стоит добавить новые вещества. А теперь пройдемся по наиболее распространенным классификациям и типам.

Классификация стали по содержанию углерода: виды и свойства

Это достаточно чистый сплав, в котором очень мало примесей. Основные компоненты – железо и углерод. Очень востребованный вариант, активно применяется в промышленности – от изготовления гвоздей до крыльев самолета. На данный момент категория занимает до 80% от всего производства и насчитывает до 2 тысяч марок. При этом характеристики различаются в зависимости от процентного соотношения компонентов. От этого зависит твердость, текучесть, пластичность и плотность. По количеству С различают низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые составы, которые, соответственно, имеют разную структуру – феррит и перлит, цементит.

Особенности:

• Примесей мало, все они естественного происхождения. Одни полезные, такие как марганец и кремний, другие вредные, например, сера и фосфор.
• У УС нет специализации, она направлена на общепромышленное использование.
• Можно по отношению к ним применять все доступные способы металлообработки.

Легированный тип стали

Это сплавы, имеющие дополнительные компоненты. Легирующие элементы повышают основные качества материала и меняют их назначение. Меняются и физические, и химические характеристики. Все они также делятся на три группы в зависимости от процентного соотношения добавок:

• низколегированные – до 4%;
• среднелегированные – до 11%;
• высоколегированные – от 11% и выше.

Также есть классификация по особым свойствам, которые они получают, так, например, есть жаропрочные или устойчивые к коррозии. И последнее распределение совершается по названию и пропорции тех веществ, которые включены как добавочные. Так, стали могут быть хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые. Приведем пример марок, у которых в составе есть легирующий элемент:

Маркировка	Добавка	Процент лег.вещества	Микропрочность, кГ/мм2
40С	Si	0,98	325
40Г2	Mn	2,23	380
40Х2	Cr	2,04	350
40H	Ni	0,84	370
40M	Mo	0,33	370

Кроме содержания, важна классификация по структуре. Посмотрим 5 структурных видов и их характеристики. Поскольку может быть разная зернистость и молекулярная связь частиц.

Аустенитная

Уровень легирования здесь очень высокий. Поэтому при застывании получается гранецентрированная кристаллическая решетка. Это позволяет сохранять материал неизменным даже при сверхнизких температурах – до -200 градусов. Основные добавки – это никель и хром. Первый позволяет увеличить пластичность, жаропрочность, а второй – устойчивость к коррозии. При процессе изменения пропорций компонентов можно получить разные свойства в преобладающем выражении.

Ферритная

Это определенная фаза кристаллизации, когда выходит определенное количество мелкодисперсного зерна. Оно позволяет предотвратить появление трещин и увеличение хрупкости при повышении температурного режима. По содержанию в сплаве должно присутствовать достаточно легирующих элементов и карбидов. Добавками могут служить ванадий, кремний. Материал активно используют в сфере металлоконструкций. Но если он достаточно дешевый, то есть риск напасть на неприятные свойства, а именно – увеличение роста зерна и на межкристаллитную коррозию (из-за хрома). К тому же следует отметить наличие магнитных характеристик.

Мартенситная

Это особенная игольчатая структура. В них, как правило, небольшой процент углерода (около 0,15%) и много хрома – до 17%. В качестве легирующих веществ могут быть добавлены никель, вольфрам, ванадий и молибден. Мартенсит (способ застывания) появляется практически всегда после закалки и является углеродистым раствором в альфа-железе. Описывая сталь, стоит говорить о тетрагональной кристаллической решетке, повышенной прочности и твердости. Это объясняется существующим внутренним напряжением. Также характерна устойчивость к щелочам, способность к закалке, низкая пластичность, но высокая жароустойчивость.

Бейнитная

Обычно данный этап кристаллизации называют промежуточным, так как он образуется как одна из стадий. Но при определенных условиях структура может сохраниться. Для этого, чтобы увеличить устойчивость к изменениям, вводят Mn, Si, Cr, Mo, B. Содержание С невысокое, потому что этот элемент делает хуже свариваемость и сопротивление хрупкому разрушению.

Перлитная

Один из наиболее распространенных структурных видов, отличается тем, что количество примесей относительно небольшое. Таким образом, они относятся к классу низколегированных или среднелегированных. Часто из материала делают инструменты и высокопрочные конструкции. Обработка резанием достаточно проста, но только после предварительного отжига или после проката. А чтобы увеличить износостойкость, хорошо помогает закалка в масле с последующим отпуском металла. Есть и минусы – жаропрочность достаточно низкая, это объясняется малым включением хрома, поэтому уже при 550 градусах и выше использование не желательно. Также кроме структуры и содержания, различают сплавы по качественному критерию. Назовем 4 основные виды сталей по качеству. Сперва представим в таблице по количеству некоторых нежелательных добавок:

Отражение в маркировке	Наименование	Включения серы, %	Фосфор, %
–	Обыкновенная	0,055 – 0,06%	0,05 – 0,07%
–	Качественная	0,035%	0,035%
А	Высококачественная	0,025%	0,025%
Ш	Особовысококачественная	0,015%	0,015%

Стандартная

Это самая недорогая разновидность – это и есть основное ее достоинство. При выверенном составе здесь могут быть лишние примеси, то есть те, что не входят в «рецепт». Такими добавками могут быть даже неметаллические вещества. В данном классе есть также подклассы. Это:

• А. На маркировке не указывается, подразумевается как самая популярная. Химический список не указан, зато есть гарантии по физическим свойствам металла.
• Б. Буква проставляется в начале марки. Означает, что будет перечислен подробный перечень составляющих.
• В. Обе характеристики прописываются и гарантируются.

Мы не рекомендуем применять эту сталь для изготовления объектов, которые должны иметь повышенную прочность и устойчивость к нагрузкам.

Качественная

Преимущества марки очевидны. Кроме того, что примесей здесь гораздо меньше и они более урегулированы (точный процент), еще и метод выплавки более совершенный. Применяют мартены и кислородные конверты. Такой комплексный подход приводит к тому, что можно использовать материал в условиях повышенной нагрузки.

Высококачественная

Кроме того, что еще снижено количество неметаллических примесей, еще уменьшен процент содержания углерода. Выплавка происходит в электрических печах. Использование элементов из такой стали будет длительным без опаски быстрого износа или поломки от нагрузки. Но есть и особенность – стоит учесть, что вязкость будет выше, чем у представленных ранее классов.

Особовысококачественная

Использованные технологии изготовления отличаются своей современностью. Они не допускают вкрапления инородных веществ в состав, получается сплав, который можно назвать практически кристально чистым – только сотая часть процента будет, возможно, иметь фосфор или серу. Изготовление происходит в электрических тигелях с электрошлаковым переплавом. И последняя пятерка – это виды стали по назначению и особым характеристикам металла. В классификацию входят стальные составы следующих типов.

Конструкционные

Самые распространенные. Их применяют для создания металлоконструкций – машин и станков, крупных и маленьких механизмов и деталей. Все их делят на машиностроительные и арматурные, или просто строительные. Последние удобно сваривать, и при этом соединении они остаются очень прочными. Также важно, какая группа причислена марке – специальное или общее назначение. После отлива обычно обязательно проводится термообработка – закалка и отпуск или нормализация.

Инструментальные

Их используют для создания инструментов – режущие кромки по металлу, прессы и пр. Это отличные сверла, резцы и другие вещи. Сплав отличается повышенным количеством углерода – не менее 0,7%.

К характерным чертам следует отнести прочность, поскольку сталь должна быть более крепкой при механическом соприкосновении с другой. Но износостойкость может быть недостаточно высокой.

Нержавеющие

Активно применяются для товаров народного потребления – от самоваров и кухонной утвари до материалов для облицовки дома и строительства. В названии заложено основное достоинство – это сильная устойчивость к коррозии. Обычно это обеспечивается содержанием хрома или никеля.

Жаропрочные

Они устойчивы к чрезмерно высоким температурам. И могут продолжительное время подвергаться воздействию жара, при этом не разрушаясь и не деформируясь. Это позволяет делать элементы машин, самолетов, которые должны быть постоянно в работе, и нагреваться, но не изнашиваться. Для данной категории составов наиболее важным является такой показатель, как температура плавления. Если он высокий, то и использование металла в данных условиях безопасно.

Жаростойкие

Они же – окалиностойкие. Их преимущество в том, что при повышенных температурах, которые превышают 550 градусов, они не подвергаются ржавлению и другим процессам под воздействием кислорода и других газовых сред. Как этого можно добиться? Дело в том, что них находятся элементы, которые при нагреве образуют устойчивую к коррозии пленку на поверхности металла. Это может быть хром или кремний.

О чем говорит маркировка

Мы перечислили основные причины для классификации сталей – это назначение, структура, содержание компонентов. Именно по данным факторам происходит определение марки. Так, например, самый распространенный подвид – конструкционные сплавы обыкновенного качества без легирующих добавок — можно маркировать как «Ст». Потом идет цифра, которая определяет количество углерода.

Обозначение с легирующими элементами

Далее сложнее, так как вступает в игру легирующий состав. Ниже покажем таблицу – буквенное сочетание:

Литера в маркировке	Знак химэлемента	Наименование
Х	Cr	Хром
С	Si	Кремний
Т	Ti	Титан
Д	Cu	Медь
В	Wo	Вольфрам
Г	Mn	Марганец
Ф	W	Ванадий
H	Ni	Никель
K	Co	Кобальт
M	Mo	Молибден

Покажем на примере определенной марки: Первая цифра всегда указывает на количество сотых частей углерода. Затем перечисляются буквенные обозначения, которые отвечают за добавки. Если рядом с ним не стоит буква, значит этого компонента меньше, чем 1%. Сзади самая последняя буква (в примере не указана) может быть «А» или «Ш» – это высококачественная или особовысококачественная сталь, соответственно.

Примеры маркировки

Читать и понимать название марки – это базовый навык любого сотрудника металлургической промышленности. Но иногда в этом могут помочь таблицы с распространенными видами сплава. В приведенном ниже перечне указано, какие легирующие химэлементы находится в составе и что они дают:

Легирующий элемент	Обозначение	Свойства	Примеры марок
Азот (N)	А	Обработка в атмосфере азота (азотирование) приводит к образованию твёрдого раствора в феррите, нитридных соединений, что придаёт твёрдость поверхностным слоям
Ниобий (Nb)	Б	Ниобий повышает кислотостойкость	03Х16Н15М3Б
Вольфрам (W)	В	Вольфрам увеличивает твердость и красностойкость, способность сохранять при высоких температурах износостойкость. Вольфрам придает вязкость.	В18 В6М5К5
Марганец (Mn)	Г	При содержании свыше 1 процента увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок. Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, т. е. для удаления из неё кислорода. Связывает серу, что также улучшает свойства. Иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет, делает её твердой и сопротивляющейся износу и ударам (резко упрочняется и становится тверже при ударах). Она используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д.	14Г2 ШХ15ГС 30ХГС-Ш А40Г
Медь (Cu)	Д	Медь уменьшает коррозию	10Х18Н3Г3Д2Л
Кобальт (Co)	К	Кобальт повышает жаропрочность, магнитопроницаемость	Р6М5К5
Молибден (Mo)	М	Молибден увеличивает красностойкость, прочность, коррозионную стойкость при высоких температурах. Молибден используется для легирования, как компонент жаропрочных и коррозионную стойких сплавов.	Р6М5К5 03Х16Н15М3Б
Никель (Ni)	Н	Никель повышает прочность, пластичность, коррозионную стойкость. Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более стойкой к коррозии (нержавеющая) и к низким температурам.	03Х16Н15М3Б 12Х2Н4А
Фосфор (P)	П	Повышает текучесть, хрупкость
Бор (B)	Р	Увеличивает прокаливаемость, делает ее чувствительной к перегреву.
Кремний (Si)	С	Придает прочность, увеличивает ударную вязкость, способствует раскислению.	30ХГС-Ш 60С2ХФА 33ХС 38ХС
Титан (Ti)	Т	Повышает прочность, сопротивление коррозии
Ванадий (V)	Ф	Повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию. Замедляет старение.	9Х2МФ
Хром (Cr)	Х	Повышает твердость, коррозионную стойкость. Хромистые типы по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при некоторой меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементируемом слое; чувствительна к перегреву, прокаливаемость невелика. При введении легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости.  Хорошо свариваются.	ШХ15ГС 30ХГС-Ш ШХ6 03Х16Н15М3Б 40Х
Цирконий (Zr)	Ц	Легирование цирконием (до 0,8 %) повышает их механические свойства и обрабатываемость.
Алюминий (Al)	Ю	Алюминий повышает окалиностойкость Алитированием придают коррозионную и окалиную стойкость стальным и другим сплавам. Повышает жаростойкость металлосплавов на основе железа, меди, титана и некоторых других металлов. Замедляет старение.	АК7М2АК21М2
Редкоземельные металлы	Ч	Используются для связывания серы, фосфора в тугоплавкие соединения

Как расшифровать маркировку: что относится к стали

Для этого требуется, во-первых, хорошо понимать, какие вообще виды бывают. Это спасет от затруднений, например, когда не найдена какая-то ожидаемая буква с наименованием. Во-вторых, нужно помнить сокращения химических элементов, которые могут легировать, а также их русскоязычное написание, которое представлено в таблице выше. Кроме того, есть особые литеры, которые приписываются по назначению. Приведем примеры:

• Ш. Обозначает материал для изготовления подшипников. Указывается в самом начале. Например, ШХ4 и ШХ15.
• К. Применяют для отливки паровых котлов. Это конструкционный низколегированный стальной сплав. Буква пишется после цифрового указания углерода (20К, 22К).
• Л. Может стоять в самом конце и обозначать улучшенные характеристики, предназначенные для литья.
• С. Гравируется в начале. Обозначает строительный металлосплав. Затем указывают предел текучести – в цифрах. Плюс после этого применяют аббревиатуры «Т», «К» или «Д», которые говорят о термоупрочненности, устойчивости к коррозии или о большом содержании меди, соответственно.

В статье мы рассказали все про сталь, сколько различают видов и форм, на какие группы делятся, а также как правильно маркировать продукцию. Также посмотрим видео об этом:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию и приобрести ленточнопильные станки российского производства по металлу, свяжитесь с менеджерами компании «Рокта» по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Химический состав и классификация сталей по назначению © Геостарт

Рубрика: Строительные материалы

Сочетание характерной циклической прочности в статическом состоянии и жесткости достигается путем изменения содержания углерода и легирующих компонентов. Различные качества стали получаются в результате применения в производств е определенных химических и термических технологий.

Классификация углеродистых сталей

Углеродистые сплавы подразделяют по следующим характеристикам:

• количеству содержащегося углерода;
• назначению;
• структуре в состоянии равновесия;
• степени раскисления.

В зависимости от количества углерода материал делят на категории:

• высокоуглеродистые — больше 0,7%;
• среднеуглеродистые — 0,3−0,7%;
• низкоуглеродистые — до 0,3%.

В результате полученного качества стальные сплавы делят на:

• высококачественные;
• обыкновенные;
• качественные.

Из металла в жидком состоянии удаляют кислород для уменьшения хрупкости при горячем формировании, этот процесс называется раскислением. По характеру отвердевания и степени раскисления материал классифицируется как кипящий, полуспокойный и спокойный.

В зависимости от полученной структуры в равновесном состоянии материал делят на:

• эвтектоидные, характеризующиеся структурой из перлита;
• доэвтектоидные, содержащие перлит и феррит;
• заэвтектоидные — со вторичным цементитом и перлитом.

По назначению использования металл подразделяется на группы:

• конструкционные (улучшаемые, высокопрочные, цементируемые, рессорно-пружинные), применяемые в строительстве, приборостроении, машиностроении и самолетостроении;
• инструментальные для штампов горячей (200˚С) и холодной прессовки, измерительного и режущего инструмента).

Конструкционные металлы

Обыкновенные по качеству стали выпускаются в виде балок, прутков, листового материала, швеллеров, труб, уголка и другого проката и делятся на категории А, В, Б. В наименовании присутствуют буквы Ст и цифра, обозначающая номер марки, с увеличением значения числа увеличивается показатель содержания углерода. Для материалов категорий В и Б, но не А, перед Ст ставится искомая буква для указания принадлежности.

Группа раскисления обозначается СП, ПС, КП — спокойные, полуспокойные и кипящие, соответственно. Категория, А используется для производства деталей, получаемых холодной обработкой, Категория Б применяется для элементов, изготавливаемых сваркой, ковкой, по методу термической обработки. Стали В по стоимости дороже предыдущих категорий, используются для производства ответственных конструкций и сварочных элементов.

Из всех трех категорий обыкновенных углеродистых сталей делают металлические конструкции и детали в приборостроении и машиностроении со слабой нагрузкой, в тех случаях, когда работоспособность обусловлена требуемой жесткостью. Металлы в виде арматуры вкладывают в железобетонные конструкции. Из категорий В и Б делают сварные фермы, рамы и металлические узлы, которые затем укрываются цементным раствором.

Среднеуглеродистые группы с большим запасом прочности используют для рельсов, колес железнодорожных вагонов, шкивов, валов и шестеренок механических приспособлений и машин. Некоторые материалы этой группы разрешаются к термической обработке.

Низкоуглеродистые сплавы отличаются хорошей пластичностью при холодной обработке, но имеют небольшой запас прочности. Их выпускают в виде листов, материал мягкий, легко штампуется, тянется, сюда относят жесть и металл для эмалированных предметов быта. При цементировании сталей в производстве увеличивается показатель поверхностной прочности, что дает возможность изготавливать малонагруженные колеса зубчатой передачи, кулачки и др.

Среднеуглеродистые металлы и аналогичные составы с увеличенным процентом марганца отличаются средними показателями прочности, но пластичность и вязкости при этом снижается. По условиям работы запчастей определяется метод усиления сталей в виде нормализации, низкоотпускной и ТВЧ закалки и др. Из них делают высокопрочную проволоку, рессоры, пружины и повышенными требованиями к износостойкости.

Автоматные виды

Эти материалы маркируются литерой, А и цифрами, указывающими на концентрацию углерода в сотых процента. Легирование свинцом добавляет букву С после А. Введение селена, марганца, теллура позволяет сократить применение режущего инструмента при обработке. На степень обрабатываемости также влияет добавка фосфора, серы и кальция, последний вводится в виде силикальцита в жидкий сплав.

Легированные типы

• высокую твердость материала на поверхности;
• уменьшенную прочность средних слоев и повышенную вязкость.

Стали используют для производства деталей машин и приборов, предназначенных для работы с ударными и переменными нагрузками в условиях повышенной изнашиваемости.

Цементируемые материалы

Для повышения показателей твердости, выносливости при контакте, износостойкости, прокаливаемости используют хром, магний, никель, последний элемент повышает вязкость и снижает предел хладноломкости. Цементируемые составы делят на две группы:

• средней прочности с порогом текучести меньше 700 МПа;
• повышенной прочности с аналогичным показателем в пределах 700−1100 МПа.

По содержанию добавок различают виды:

• хромистые составы и хромованадиевые, цементируемые на глубину менее 1,5 мм;
• хромомарганцевые составы включают титана 0,06%, марганца и хрома по 1%, имеют особенность внутренне окисляться при газовой цементации, что ведет к уменьшению прочностных характеристик;
• хромоникельмолибденовые сплавы являются представителями мартенситного класса и отличаются уменьшенным короблением, что обусловлено воздушной закалкой, легированием редкоземельными металлами, повышающими прокаливаемость, статическую прочность и сопротивление ударам.

Пружинно-рессорные сплавы

Детали работают в условиях упругой деформации и подергаются циклическим нагрузкам, поэтому от сталей требуются высокие показатели текучести, пластичности и сопротивления излому. В состав входят:

• марганец — менее 1,2%;
• кремний — менее 2,7%;
• ванадий — до 0,26%;
• хром — до 1,25%;
• никель — менее 1,75%;
• вольфрам — менее 1,2%.

В процессе обработки уменьшаются размеры зерен, увеличивается сопротивление металла. Для транспортного производства особо ценными являются кремнистые сплавы, если технология не позволяет им в производстве обезуглероживаться, то выносливость материала остается на уровне заданных параметров. Введение ванадия, хрома, ванадия, никеля помогает затормозить излишний рост зерен при нагревании и повысить прокаливаемость. Из высокоуглеродистых холоднотянутых проволок, аустенитных нержавеек и высокохромистых мартенситных сталей, также делают пружины и другие упругие элементы.

Инструментальные стали

Для обеспечения надежной работы инструментов сталь должна обладать специальными свойствами, которые проявляются у каждой группы материалов по-разному в зависимости от производства и технологии введения добавок.

Шарикоподшипниковые формы

Сплавы при производстве очищаются от неметаллических примесей, использование технологии вакуумно-дугового или электрошокового переплава уменьшает пористость металла. При производстве подшипников и их узлов применяют хромистые шарикоподшипниковые стали с добавками хрома. Дополнительное легирование осуществляется марганцем и кремнием с целью увеличить показатель прокаливаемости. Чтобы детали можно было изготавливать методом холодной штамповки и резать применяется отжиг металла на твердость.

Закалка деталей (роликов, шарикоподшипников и колец) проводится в масляной ванне при температуре 850−870˚С, их охлаждают с целью обеспечения стабильности до 25˚С перед отпуском. Так как подшипниковые и подобные элементы при эксплуатации испытывают сильные динамические нагрузки, то их делают из металлов с дальнейшей термической обработкой и цементацией.

Износостойкие виды

Сопротивление износу повышается с увеличением показателя поверхностной твердости материала. Для долговременной эксплуатации важны такие качества сплава:

• сопротивление разрушению при абразивном трении;
• долговременная эксплуатация в условиях высокого давления и ударных нагрузок.

Износостойкие металлы применяют при изготовлении гусеничных траков, дробильных плит камнедробильного оборудования, раздавливающих щек. Работа в таких условиях эффективна благодаря свойству сталей набирать прочность и твердость в условиях пластической холодной деформации, достигающей 70%. Добавки фосфора больше 0,027% приводят к увеличению хладноломкости сырья.

Литая сталь имеет структуру аустенита, у которого на границах зерен выделяется излишний марганца карбид, ведущий к уменьшению прочности и вязкости. Чтобы получить аустенитную однофазную структуру заготовки закаливают в водной среде при температуре около 1100˚С.

Сопротивляющиеся коррозии

Эти материалы используют для изготовления элементов приборов, работающих в условиях электрохимической коррозии, их называют нержавеющими. Стойкость к коррозии развивается после введения добавок, ведущих к образованию поверхностных пленок с хорошей адгезией к металлу. Эти слои уменьшают непосредственное взаимодействие сталей с внешними раздражающими факторами и повышают потенциал в электрохимической среде.

Нержавеющие металлы делят на хромоникелевые и хромистые. Хромистые составы используют для пластичных деталей, которые изготавливают штамповкой и методом сварки. Этот вид подразделяют на ферритные, мартенситно-ферритные и мартенситные сплавы. Для повышения сопротивления ударам их закаливают в масле при температуре около 1000˚С в условиях высокого отпуска с показателями температуры в пределах 600−800˚С.

Жаропрочные сплавы

Применяют для изготовления элементов, работающих при температуре выше 500˚С, составы низколегированные, содержащие до 0,25% С и других легирующих добавок: хрома, вольфрама, никеля. Закалка и нормализация осуществляется в масле при температуре около 890−1050˚С. Из перлитных сталей делают детали, подвергающиеся в работе режиму ползучести при малых нагрузках, например, паронагревательные трубы, арматура котлов с паром, крепежные детали.

автор Шевцов Иван

От кельтов до современности.

Как производится сталь

После угля, цемента, нефти и древесины сталь является самым используемым материалом в мире. Из нее делают детали для автомобилей, самолетов и поездов, ее применяют в производстве бытовой техники, посуды, труб и много где еще. Причина такой востребованности проста. Дело в том, что сталь — материал ковкий и крайне прочный, он легко принимает форму, а при наличии правильного количества примесей практически не поддается коррозии.

О том, как она производится, читайте в этом материале.

Немного истории

Первые изделия из стали были созданы еще до нашей эры. Тогда для производства использовались так называемые сыродутные печи. Механизм их работы был прост: древесный уголь и куски железа слоями закладывали в выкопанную яму. В процессе горения между ними продували холодный воздух, что приводило к соединению кислорода с углеродом, находящимся в руде. В результате образовывался кусок «запеченного» железа с примесями шлаков, который после нагревали и выковывали.

Именно этой технологией несколько сотен лет пользовались люди в разных странах, чаще всего, для создания оружия. Так, например, около 200 лет до нашей эры кельты модернизировали этот способ: они резали кованое железо на тонкие полоски, складывали их в контейнер с обожженными костями, а затем нагревали его 10–12 часов на сильном огне. Позже получившиеся куски сваривали между собой и ковали ножи. Именно такой «кельтский» способ производства в 1050 г. нашей эры скопировали викинги и немцы, которые так делали стальные клинки. Стальное оружие изготавливали в Европе, Японии и других странах.

Проблема заключалась лишь в том, что наши предки не могли разогреть железо до температуры плавления — 1540 градусов по Цельсию. Поэтому им и приходилось спекать куски, что было очень трудоемко. Однако в XVIII веке все изменилось, когда английский металлург Бенджамин Гентсман открыл производство литейной стали. Для этого он переплавлял куски чугуна и сварного железа с примесью флюса, то есть вещества, которое помогало отделять металл от пустой породы. В континентальную Европу этот метод просочился только в начале XIX века благодаря предпринимателю Фридриху Круппу, основавшему первый литейный завод в Германии.

С тех пор сталь получила широкое распространение и применялась, прежде всего, в военной промышленности.

Производственный процесс

Сталь — это сплав железа с углеродом, в котором содержится не менее 45% железа и от 0,02 до 2,14% углерода. Именно от последнего элемента зависят основные свойства стали.

Чтобы производить сталь, нужно для начала добыть руду и каменный уголь, а затем обработать их специальным способом. Железную руду необходимо обогатить. Для этого ее дробят, а затем магнитом отделяют кусочки, в которых присутствует металл. С углем тоже не все так просто, поскольку в природном виде он содержит большое количество примесей, поэтому его также перемалывают, а затем просушивают в специальной «духовке», получая кокс.

Когда обогащенная железная руда и кокс подготовлены, их смешивают с известью и отправляют в печь, где при высокой температуре выплавляется чугун. А уже из чугуна производится сталь.

Чугун обогащен углеродом, который придает сплаву хрупкость. Также в нем все еще много ненужных примесей. Поэтому главные задачи при производстве качественной стали — вывести из состава как можно больше ненужных веществ, а также уменьшить концентрацию углерода до необходимых значений (от 0,02 до 2,14%).

 

Три основных стадии производства стали

 • Расплавление

На данном этапе в ванну, расположенную в печи, закладывается шихта — в нашем случае, смесь чугуна с примесями других элементов. Смесь нагревается и расплавляется, а железо окисляется (то есть, забирает кислород), при этом оно окисляет примеси металлов, а именно фосфор, кремний и марганец. Главная задача первой стадии технологического процесса — удаление фосфора.

Итак, ванна нагревается. Под действием температуры часть примесей отделяются и поднимаются на поверхность, превращаясь в шлак. В это время оксид фосфора с оксидом железа создает неустойчивое соединение, которое реагирует с поднявшимся в шлак оксидом кальция. В результате еще одной химической реакции ненужный фосфор остается на поверхности, откуда его можно легко удалить.

• Кипение

Температуру в печи повышают, а внутрь нагнетают чистый кислород. Из-за этого углерод, находящийся в смеси, начинает окисляться — то есть взаимодействовать с кислородом. Соединившись с ним, он превращается в газообразный оксид углерода и с пузырьками покидает смесь. Это создает эффект кипения ванны.

В результате такого взаимодействия количество углерода снижается. А мы с вами помним: чем меньше углерода — тем крепче сплав. Так чугун начинает превращаться в сталь.

Еще один побочный, но полезный эффект процесса заключается в том, что к всплывающим пузырькам «прилипают» неметаллические примеси, что приводит к улучшению качества расплавленного металла.  При этом вредная для стали сера также удаляется на этом этапе: когда температура повышается, она в составе сульфида железа реагирует с кальцием и отправляется в шлак. При этом металл остается в смеси.

• Раскисление

Итак, количество углерода снизили. Однако в результате химических реакций в смеси теперь достаточно много кислорода, который негативно влияет на свойства стали. Очевидно, что его необходимо удалить. Этот процесс и называется раскислением.

Способов существует несколько, но самых распространенных два. Смысл в том, что в ванну добавляют металлы, которые реагируют с кислородом гораздо активнее, чем железо. В одном случае их примешивают к непосредственно к сплаву, в другом — к шлаку. В результате химической реакции чистое железо отделяется от кислорода и остается в смеси, в то время как кислород с добавленными металлами собирается на поверхности.

В результате концентрация железа увеличивается, кислорода — уменьшается. Так получается сталь. Добавим, что отделившийся шлак не выбрасывают, а пускают в производство. Например, из него делают черепицу и кирпич, добавляют в цемент и так далее.

Разновидности и применение

Сталь можно классифицировать несколькими способами. Прежде всего, она делится по химическому составу с учетом наличия или отсутствия примесей:

• Углеродистые стали не содержат примесей. В зависимости от количества углерода в составе, бывают низкоуглеродистые (до 0,25%), среднеуглеродистые (0,3–0,55%) и высокоуглеродистые (0,6–2,14% С). Напоминаем, чем больше углерода в составе, тем более прочной, но менее пластичной она становится.

• Легированные содержат различные примеси, в зависимости от их количества делятся на низколегированные — до 4% легирующих элементов, среднелегированные — до 11% и высоколегированные — свыше 11% примесей.

По назначению стали делятся на множество категорий, расскажем об основных.

• Конструкционные. Используются для изготовления деталей, механизмов и конструкций в строительстве и машиностроении. Бывают легированными и углеродистыми, в зависимости от необходимых свойств сплава.

Что делают: проволоку, гвозди, крепежные детали, пружины, железнодорожные и трамвайные вагоны, детали автомобилей.

• Нержавеющие. Легированная сталь, которая устойчива к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Ее получают путем добавления в сплав азота, алюминия, серы, кремния, хрома, никеля, меди, титана и других элементов.

Что делают: кухонную технику (плиты, холодильники, микроволновки), сантехнику, посуду, части мебели и окон, ограждения и водостоки, ключевые узлы в автомобилях (двигатели, коробки передач), трубы в химической промышленности, элементы фильтров и так далее.

• Инструментальные. Сталь с содержанием углерода от 0,7% и выше. Отличается твердостью и плотностью и, как не трудно догадаться, из нее изготавливают инструменты.

Что делают: колуны, молотки, кусачки, плоскогубцы, пилы, стамески, напильники, бритвенные лезвия и ножи, хирургические инструменты, отвертки, заклепки и многое другое.

• Жаропрочные. Легированная сталь, которая отличается способностью работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения.

Что делают: детали конструкций двигателей внутреннего сгорания, клапаны авиационных поршневых моторов, элементы газовых турбин, части реактивных двигателей и так далее.

• Криогенные. Легированные стали, которые могут выдерживать температуру ниже точки кипения кислорода, то есть ниже -183 градусов по Цельсию. Для получения этих свойств в сплав добавляются никель, хром и марганец.

Что делают: детали арматуры, части авиакосмической техники, детали сверхпроводящих магнитов и установок термоядерного синтеза.

Сталь сегодня. Крупнейшие российские производители

В 2021 г. мировое производство стали достигло рекордного значения — 1950,5 млн тонн. Лидером, несмотря на снижение выпуска, остается Китай. На втором месте находится Индия, на третьем — Япония. Четвертую строчку в рейтинге занимает США. Россия в этом списке располагается на пятой позиции.

Крупнейшие российские производители стали — НЛМК, ММК, Северсталь и Евраз.

НЛМК

Это международная сталелитейная компания с активами в России, США и странах Европы. Основное предприятие — Новолипецкий металлургический комбинат, построенный в 1930-ых гг. В группу входят площадки, на которых происходит полный производственный цикл — от добычи сырья до выпуска готовой продукции.

Металлопродукция НЛМК применяется в стратегических отраслях экономики: от машиностроения и строительства до производства труб большого диаметра и энергетического оборудования.

На 2021 г. компания — крупнейший производитель стали в России.

ММК

Магнитогорский металлургический комбинат — одно из крупнейших предприятий отрасли в СНГ. Его строительство началось в 1929 г. ММК входит в число крупнейших мировых производителей стали, имеет сталеплавильное производство в Турции.

ММК производит различную металлопродукцию, которая используется в автопроме, судо- и мостостроении, в производстве бытовой техники, трубной промышленности, а также в производстве товаров народного потребления.

В 2021 г. выручка ММК выросла на 86,6% относительно предыдущего года. Компания поставляет продукцию в регионы РФ и страны ближнего зарубежья.

Северсталь

Череповецкий металлургический комбинат должны были построить в 1940-х гг., однако этого не произошло из-за начала Великой отечественной войны. Поэтому свою историю компания отчитывает с 1955 г., когда было запущено производство. Комбинат является одним из ведущих производителей стали в России на листовом прокате. Также занимается производством труб, добычей и обогащением железной руды

По итогам 2021 г. компания представила сильные результаты. Ее выручка увеличилась, несмотря на снижение цены на стальную продукцию.

Евраз

В феврале 1992 г. была основана компания Евразметалл, которая занималась продажей металлопродукции. В 1995 г. ее в состав вошел Нижнетагильский металлургический комбинат (НТМК), в 2002 г. — Западно-Сибирский металлургический комбинат (ЗСМК).

Evraz Group имеет активы в России, Канаде, США, Италии, Казахстане и Чехии. Штаб-квартира находится в Лондоне.

НТМК занимается доменным, коксохимическим, прокатным, сталеплавильным и кислородным производствами. Комбинат выпускает чугун, шлак, сталь для железнодорожного транспорта, в том числе, профили для вагоностроения, рельсы и колеса. Также из стали на предприятии делают трубы большого диаметра для магистральных газопроводов. НТМК производит более 1200 марок стали.

В ЗСМК занимаются доменным, сталепрокатным, коксохимическим и другими видами производств. Выпускаются проволока, стальные трубы, рельсы, товары народного потребления, металлургическая продукция для строительной отрасли.

Интересные факты

• Сталь — один из самых перерабатываемых металлов в мире, потому что его легко переплавить. По статистике, более 60% сплава перерабатывается. Это значит, что больше половины всей стали используется повторно.

• Нержавеющую сталь изобрели случайно. Английский металлург Гарри Брирли пытался создать сплав, который бы защитил жерла пушек от эрозии, то есть от износа, связанного с высокими температурами. Однако в процессе исследования выяснилось, что если сталь содержит от 12 до 20% хрома, то она сопротивляется кислотной коррозии.

• Существует мыло из нержавеющей стали. Если подержать его в руках какое-то время, оно удалит любой, даже самый неприятный запах.

• Высота Эйфелевой башни в зависимости от времени года может меняться на 15 сантиметров. Это связано с тем, что стальные элементы конструкции имеют свойство сжиматься при охлаждении и расширяться при нагреве.

• Для постройки некоторых спутников, измеряющих радиацию в космосе, в 1950-ых гг. американцы подняли со дна стальные части затонувшего в 1919 г. корабля «Кронпринц Вильгельм».

Читайте также: Есть даже на Марсе, но трудно добыть на Земле. Как производят алюминий

БКС Мир инвестиций

Листовой металл: виды, характеристики и назначение

Листовой металл является одним из наиболее востребованных продуктов металлопроката, который используется не только на производстве, но и в строительстве.

---

Основными качественными характеристиками листового металла являются следующие показатели:

• Технология изготовления. Все виды нержавеющих листов создаются горячей или холодной деформацией. При этом горячекатаные варианты более востребованы за счет отличного набора физико-механических качеств.
• Габаритные значения. Листы могут иметь разные показатели толщины, ширину или высоту, стандартные значения прописаны в ГОСТе, но каждый производитель может ввести новую категорию продукции с собственными размерами.
• Точность проката, обрезка кромки и плоскостность. Данные характеристики также зависят от марки продукта, и производители предлагают несколько вариантов листового металла по таким значениям.

Отдельными пунктами выступают марка используемой стали и наличие дополнительной обработки. Основными продуктами листового проката являются следующие виды металлических листов:

• Гладкий. Листовой металл с окрашенной поверхностью может иметь разные показатели толщины и габаритных размеров, а отличительным преимуществом является привлекательный внешний вид. Основная область использования – отделочные работы.  
• Гладкий оцинкованный. Металл после формовки проходит дополнительный этап обработки цинковым соединением для повышения эксплуатационных характеристик. Сплав приобретает стойкость к коррозии, выдерживает перепады температур и отличается длительным сроком службы. Область использования такого продукта намного шире, а разные виды оцинкованного листа дают возможность подобрать сырье для любых производственных нужд.
• Перфорированный. Металлический лист обрабатывается на специальном станке, а на его поверхности появляется сквозной узор из отверстий. В зависимости от назначения диаметр и расположение отверстий могут меняться, а основная область использования такого продукта не выходит за рамки отделочных работ.
• Нержавеющий. Один из наиболее востребованных продуктов металлопроката, который используется как для отделки, так и для производства различных деталей. Отличительное качество материала заключается в жаропрочности и стойкости к коррозии, поэтому готовая конструкция может прослужить длительный срок и сохранит прочность в любых условиях окружающей среды.
• Профилированный. Декоративные листы с гофрированной поверхностью широко используются для отделки различных конструкций и могут применяться для обшивки стен или кровли.

Преимущества и недостатки

При выборе определенного вида листового металла нужно учитывать набор обязательных эксплуатационных характеристик. В зависимости от технологии изготовления и толщины листа физико-механические свойства металла могут значительно отличаться друг от друга. Например, холоднокатаные виды профилированного листа изготавливаются с толщиной не более 4 мм, поэтому рассчитывать на высокий показатель прочности не получится.

Основными преимуществами использования такого материала любого вида являются следующие качества:

• Технологичность. Металлический лист хорошо поддается формовке, штамповке или сварке. Правильная геометрическая форма дает возможность произвести точные расчеты для расхода материала или работать с конструкциями сложной формы.
• Износоустойчивость. Все виды оцинкованного листа пользуются повышенным спросом в областях, где применяются агрессивные компоненты и химические соединения. Однако стойкость к коррозии, теплопроводность или прочность полностью зависят от марки используемой стали.
• Разнообразие. Листы могут иметь обрезанную кромку, окрашенную поверхность и разные значения толщины, поэтому есть возможность подобрать материал для любой области использования.

Говорить о недостатках листового металла следует только с точки зрения соответствия используемого материала назначению. Например, все виды перфорированного листа стойки к атмосферным факторам, коррозии и механическому воздействию.

Однако наличие отверстий исключает свойство изоляционного характера, и такой металл можно использовать только в качестве отделочного материала.

Область использования

Широкий набор эксплуатационных характеристик – это главное преимущество подобного материала. Листовой металл используется в производственных целях и выступает в качестве основного сырьевого продукта при изготовлении различного оборудования. Этот же вид металлопроката можно использовать для строительных целей и производить отделку помещения. Качественный металл в формате листов незаменим в следующих индустриях:

• машино- и приборостроение;
• судостроение и авиация;
• строительство;
• сельское хозяйство;
• производство широкого спектра.

Некоторые виды профильного листа идут на обшивку кровли и фасадов, рифленые листы используются для отделки ступеней и для декорирования внутреннего интерьера.

Если вы планируете строительство любой категории, то вам обязательно понадобится качественный металлический лист. Подобрать вариант под свои требования можно в копании «УТК-Сталь». Консультанты компании помогут подобрать продукт для обозначенной задачи.

Полезная информация | RmRail

Грузовые ж/д вагоны – единицы подвижного состава, предназначенные для железнодорожных грузоперевозок. Они отличаются по числу осей, материалу корпуса, грузоподъемности, сфере применения.

Рассмотрим подробнее классификацию и особенности грузовых вагонов.

Виды классификаций грузовых вагонов по различным признакам

Классифицируют грузовые железнодорожные вагоны по нескольким параметрам:

• Количеству осей: выделяют дву-, четырех-, шести-, восьмиосные модели, а также многоосные, бестележечные и тележечные варианты.

• В зависимости от видов кузовов различают вагоны цельнометаллические, с обшивкой из металла или древесины, сварные варианты с клепаными узлами.

• Предельная грузоподъемность, габариты тары и нагрузка ось также разделяет подвижной состав.

• Габариты ж/д состава с учетом ширины железнодорожного полотна: ширококолейные или узкоколейные.

• По месту применения: универсальные для перевозки широкой номенклатуры грузов или со специальным назначением, то есть ограниченного числа грузов или редких, сложных грузов.

Вагоны спецназначения – транспортеры для отправки и доставки негабаритных грузов, авто, животных и другого специфического товара. К этой же подгруппе относят вагоны-мастерские, дозаторы, вспомогательные, предназначенные для техобслуживания ж/д полотна.

Подвиды вагонов по специализации

Все грузовые вагоны можно разделить на 7 основных подгрупп:

• Крытые. Имеют дополнительную классификацию. Нужны для перевозки груза, которому требуется защита от осадков.

• Цистерны – модели для перевозки жидких продуктов.

• Полувагоны – открытые конфигурации для навалочных или насыпных продуктов.

• Транспортеры – платформы для очень больших или тяжелых предметов.

• Думпкары подходят только для сыпучих грузов, которым не нужна защита от осадков.

• Хопперы – вагоны с системой быстрой выгрузки за счет конструктивных особенностей.

• Автомобилевозы – специальные составы для перевозки авто, микроавтобусов и двухколесной техники.

Рассмотрим характеристики каждого варианта подробнее.

Крытые

Закрытые конструкции защищают груз от атмосферных осадков, ветра и даже хищения. Подходят для перевозки штучного груза в упаковке и без нее. В таких вагонах часто транспортируют пищевые продукты, различное оборудование, станки, сыпучие упакованные товары.

Закрытые вагоны имеют внутреннюю классификацию:

• Универсальные модели для товарно-штучных, упаковочных или сыпучих грузов.

• Специальные – нужны для перевозки сельскохозяйственных животных, птиц, легковых авто, рулонной стали или металла в пачках, а также бумаги и других видов продукции.

По грузоподъемности конструкции могут перевозить от 66 до 68 тонн с вместительностью от 81 до 138 м³. Специальные модели для перевозки автомобилей транспортируют 42 тонны с объемом до 265 м³.

Отдельно в подклассе крытых грузовых вагонов выделяют варианты для транспортировки скоропортящихся продуктов:

• Рефрижераторы. За счет специального оборудования поддерживают заданную температуру внутри.

• Термосы – для перевозки термически подготовленных продуктов. Они имеют утепленную конструкцию с большим слоем теплоизоляции, чтобы поддерживать заданную температуру без специального оборудования.

• Ледники – специальные тары для перевозки грузов с применением сменного хладагента.

Все варианты грузовых вагонов широко применяются для перевозки товарно-материальных ценностей на дальние расстояния. Загрузка чаще всего боковая через откатные ворота.

Полувагоны

Применяются для перевозки навалочных грузов, контейнеров, автомобильного транспорта и длинномеров (лесозаготовок, труб и металла). Полувагоны оборудованы открытым кузовом, позволяющим быстро загружать и выгружать продукции. В полу часто обустроены люки для разгрузки (саморазгружающиеся модели).

Полувагоны бывают универсальными с выгрузными люками снизу, открывающимися внутрь дверьми или специальными, без люка и дверей только для верхней загрузки насыпных товаров.

Грузоподъемность полувагонов от 62 до 125 тонн. Объем – от 64 до 137,5 м³. При необходимости навалочный груз закрывается сверху брезентом, чтобы не было больших товарных потерь из-за воздействия ветра.

Транспортеры

Модели для сверхгабаритного груза. Данные грузовые вагоны состоят из несущей балки, в нижней части которой находится погрузочная площадка. Грузоподъемность платформы до 220 тонн. По конструкции бывают 4-, 8- или 16-осными.

Отдельно выделяют транспортеры, разделенные на секции и соединенные автосцепками. Их грузоподъемность до 480 тонн. Также есть варианты сочлененные, где груз находится между секциями на консолях, балках, скрепленных пружинами. Предельная нагрузка на такую платформу – до 500 т.

Цистерны

Специальная железнодорожная тара для перевозки жидкостей. В конструкции предусмотрены 4 или 8 осей. Грузоподъемность – до 125 тонн. Выполнены цистерны чаще всего из стали с дополнительными добавками, покрытием и оборудованием в зависимости от типа перевозимой продукции.

Думпкар

Специальный вариант для грузоперевозки сыпучих товаров. Его кузов при разгрузке способен наклоняться и опрокидывать товар на обочину. По типу выгрузки думпкары бывают с пневматической или гидравлической разгрузкой.

Хопперы

Удобные современные вагоны для перевозки насыпных, навалочных грузов с системой саморазгрузки под воздействием силы тяжести. Они выполнены в форме трапеции, где стены наклонены к разгрузочным люкам. Могут быть открытыми и закрытыми, с выгрузкой на междупутье или в бок от рельсовых путей.

Автомобилевозы

Крытые или открытые вагоны для перевозки легкового транспорта, микроавтобусов, прицепов и мототехники. Отличаются способом загрузки и крепления товара внутри вагона.

Каждый вид грузовых железнодорожных вагонов отличается удобством, вместительностью и грузоподъемностью. Ж/д перевозка грузов идеальна для больших поставок на дальние расстояния.

К списку статей

Черные металлы в автомобилестроении

Черные металлы в автомобилестроении

К черным металлам (сплавам) относятся чугун и сталь, которые широко применяются в машиностроении.

Чугуны. Материалами для производства чугуна служат железная руда, флюсы и топливо. Чугун, полученный выплавкой в доменной печи, представляет собой сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, фосфором и серой. Чугун может содержать от 2 до 6,67% углерода.

Выплавляемые в доменных печах чугуны по назначению делятся на литейные (серые), передельные (белые) и специальные (ферросплавы). В литейном чугуне большая часть углерода химически не связана с железом и находится в свободном состоянии в виде графита. Углерод в виде графита придает излому чугуна серый цвет, и чугун поэтому называют серым.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Серый чугун хорошо обрабатывается режущими инструментами, обладает высокой жидкотекучестью, в расплавленном состоянии хорошо заполняя литейные формы. Серые литейные чугуны обладают высокой прочностью на сжатие и малой прочностью на растяжение, а также повышенной хрупкостью. Поэтому их применяют для изготовления деталей автомобилей, где не требуется высокая прочность на растяжение и отсутствуют динамические нагрузки. Из них изготавливают картеры коробок передач, блоки цилиндров двигателей, гильзы, тормозные барабаны, корпуса водяных и масляных насосов и ряд других деталей.

Марки серого чугуна обозначают буквами СЧ и цифрами, которые указывают предел прочности при растяжении и предел прочности при изгибе в кГ/мм2. Например, серый чугун с пределом прочности при растяжении 28 кГ/мм2 и пределом прочности при изгибе 48 кГ/мм2 имеет марку СЧ 28—48.

В передельном чугуне углерод находится в химическом соединении с железом, называемом цементитом (Fe3C). Такой чугун в изломе имеет белый цвет, поэтому его и называют белым. Белые чугуны обладают высокой твердостью, имеют большую хрупкость и с трудом поддаются обработке резцами. Они применяются в основном для переделки на сталь. Часть белого чугуна используют для получения ковкого чугуна.

Ковким называется чугун, полученный при отливке первоначально в виде белого чугуна, в котором путем дальнейшей термической обра-jotkh — отжига цементит разложен на графит, феррит, перлит.

При этом резко изменяются механические свойства. Ковкий чугун п° механическим свойствам занимает промежуточное положение между грым чугуном и сталью. Название ковкий является условным, ковке УгУн не подвергается. Ковкий чугун хорошо обрабатывается и обладает большей вязкостью по сравнению с серым чугуном. Из ковкого чугуна изготавливают картеры редукторов, главных передач и рулевых механизмов, коробки сателлитов, ступицы колес, педали и другие детали.

Обозначение марки ковкого чугуна включает буквы КЧ и стоящие после букв цифры, указывающие предел прочности при растяжении в кГ/мм2 и относительное удлинение (отношение приращения длины образца после разрыва к его исходной длине) в процентах. Например, наиболее распространенный в автомобилестроении ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 35 кГ/мм2 и относительным удлинением 10% имеет марку КЧ 35—10.

Кроме серых и ковких, в автомобилестроении применяют легированные чугуны. Используют также антифрикционные чугуны и чугунные отливки со специальными свойствами (жаростойкие, коррозион-ностойкие, немагнитные и др.). Например, из легированных чугунов изготавливают поршневые кольца, верхние вставки гильз цилиндров, гильзы цилиндров, а чугуны со специальными свойствами идут на получение вставных седел клапанов, наплавку толкателей.

Ответственные детали автомобилей изготовляют из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Высокопрочные чугуны обладают высокой прочностью (70—80% от прочности стали), повышенными пластичностью и ударной вязкостью.

Марки высокопрочного чугуна обозначаются аналогично маркам ковкого чугуна. Наибольшее распространение в автомобилестроении получил высокопрочный чугун ВЧ 50—2. Из него отливают коленчатые валы, гильзы цилиндров, распределительные валы, стойки осей коромысел клапанов.

Стали. Основным сырьем для производства стали служит передельный чугун (главным образом) и стальной лом. Процесс переработки чугуна в сталь сводится к удалению из чугуна избыточного углерода, кремния, марганца, серы и фосфора. Содержание углерода в стали не превышает 2%. Избыточные примеси удаляются при плавке стали, плавку ведут в конверторах (бессемеровский и томасовский процессы), в мартеновских печах и электропечах.

Полученная в результате выплавки сталь отличается от чугуна химическим составом, механическими и технологическими свойствами. По сравнению с чугуном сталь имеет значительно более высокую прочность, пластичность и вязкость, лучше поддается термической и химико-термической обработке, ковке, прокатке, штамповке, сварке и пайке. Из стали получают различные отливки, она легко обрабатывается режущими инструментами.

Стали классифицируют по химическому составу, по способу производства, по назначению. По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.

По способу производства стали делятся на сталь обыкновенного качества, сталь качественную, сталь высококачественную и сталь особовысококачественную.

По назначению различают стали следующих классов:
класс I — сталь строительная, класс II — сталь машиностроительная

К углеродистым сталям относятся стали, в которых основным элементом, оказывающим большое влияние на их свойства, является углерод. В зависимости от содержания углерода они подразделяются на конструкционные и инструментальные.

Конструкционные углеродистые стали чел яте я на стали обыкновенного качества и качественные.

Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—71 *) подразделяются на группы: А, Б и В. Стали группы А поставляются по механическим свойствам, группы Б по химическому составу, группы В по механическим свойствам и химическому составу. В зависимости от нормируемых показателей сталь каждой группы подразделяют на категории: группы А — 1, 2, 3, группы Б — 1,2, группы В – 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Сталь изготовляют следующих марок: группы А — СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб; группы Б — БСтО, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5, БСтб; группы В — ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСтБ. Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3 и 4 по степени раскисления изготовляют кипящей (сталь при затвердевании выделяет большое количество газов — «кипит»), спокойной (при застывании спокойной стали не происходит обильного выделения газов) и полуспокойной (занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью), с номерами 5 и 6 — полуспокойной и спокойной. Полуспокойная сталь с номерами марок 3 и 5 производится с обычным и повышенным содержанием марганца.

Маркировка углеродистых сталей обыкновенного качества — буквенно-цифровая. Буквы Ст означают «сталь», цифры от 0 до 6 — условный номер марки в зависимости от химического состава стали и механических свойств, например: СтО, Ст2, Стб. т4пс2. Первую категорию в обозначении марки стали не указывают, например: БСтЗкп, ВСтЗпс.

При заказе стали необходимой категории без указания степени Раскисления в обозначении марки стали номер марки и категорию отделяют друг от друга тире, например: СтЗ—2, БСтЗ—2. Для обозна-ения полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца v °бозначению марки стали после номера марки добавляют букву Г, например: СтЗГпс, ВСтЗГпс, ВСтЗГпсЗ.

Углеродистые стали обыкновенного качества применяют для из-ДеТОвл?ния сравнительно небольшой номенклатуры автомобильных и широко используют в авторемонтном производстве для изготовления конструкций со сварными и резьбовыми соединениями, неответственных или средненагруженных деталей (тяги, оси, валы, шпонки, клинья, пружины) и нормалей, нестандартного оборудования и приспособлений.

Углеродистые качественные стали (ГОСТ 1050—60**) подразделяются на две группы: I — с нормальным содержанием марганца (не более 0,8%), II — с повышенным содержанием марганца (более 0,8%). К группе I относятся стали 05 кп, 08кп, Юкп, 10, 15кп, 15, 20кп, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80,85. К группе II относятся стали 60Г, 65Г, 70Г.

Маркируются углеродистые качественные стали двумя цифрами, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента, буква Г означает повышенное содержание марганца. Марки кипящей стали имеют в конце индекс кп, полуспокойной стали — пс. В сталях с содержанием бора 0,002—0,006% в конце марки дополнительно указывается буква Р, например 20Р.

Качественные углеродистые стали широко применяют для изготовления и восстановления деталей автомобилей на авторемонтных предприятиях. В частности, из углеродистых качественных сталей 05кп, 08кп, 10 (листовой прокат) изготовляют почти все детали, узлы и агрегаты (кабины, кузова, капоты, оперения и др.).

Из стали 20 изготавливают рулевые и карданные валы, поперечины рамы и ряд других деталей; из стали 35 и стали 40 фланцы, вилки карданов, шпильки ступиц колес, болты, гайки, распределительные валы, шатуны и др.

Наиболее широко применяемой для изготовления ответственных деталей является сталь 45, из нее делают коленчатые и распределительные валы, валы масляных насосов и компрессоров, поршневые пальцы, штанги толкателей и др.

Инструментальные углеродистые стали в соответствии с ГОСТ 1435—54* бывают качественные и высококачественные. К качественным инструментальным сталям относятся стали следующих марок: У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У12, У13, к высококачественным: У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А.

Буква У обозначает — углеродистая, следующие за ней цифры — среднее содержание углерода в десятых долях процента, буква Г — с повышенным содержанием марганца, буква А обозначает группу высококачественной стали. Твердость инструментальных сталей зависит от содержания в них углерода: чем больше в стали углерода, тем выше твердость.

Инструментальные углеродистые стали применяют для изготовления слесарного (зубила, ключи гаечные, бородки и др.) и кузнечного (пуансоны, матрицы, клещи и др. ) инструментов, резцов, фрез, разверток и т. п.

Легированные стали. Стали, в которых имеются специальные присадки легирующих элементов, называются легированными. Легирующие элементы существенно изменяют свойства сталей.

Легирующие элементы в марках стали обозначаются следующими буквами: А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, М — молибден, Н — никель, Р — бор, Т — титан, Ф — ванадий, Ю — алюминий, К — кобальт, X — хром, Ц—цирконий. Цифры перед буквенным обозначением марки стали указывают среднее содержание углерода в сотых пли десятых долях процента. После цифр ставят буквы, обозначающие легирующие элементы, входящие в состав данной стали. Цифры, стоящие после букв, указывают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах. Букву А (азот) ставить в конце обозначения марки не допускается.

Легированные стали по назначению разделяются на конструкционные, инструментальные и высоколегированные, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные.

Конструкционные легированные стали согласно ГОСТ 4543—71 делятся на категории: качественную, высококачественную — А, особовысококачественную — Ш.

К особовысоко-качественной относят сталь электрошлакового переплава.

В зависимости от основных легирующих элементов конструкционные легированные стали делятся на группы: хромистую, марганцовистую, хромомарганцовую, хромокремнистую и др.

Условные обозначения марок высококачественных и особовысоко-качественных легированных сталей отличаются от изложенных выше тем, что в первом случае в конце марки ставится буква А, во втором случае буква Щ через черточку. Например, марка ЗОХГС обозначает качественную хромокремнемарганцовую сталь с 0,30% углерода, 1% хрома, 1% кремния и 1% марганца, марка 30ХГСА обозначает ту же, но только высококачественную сталь, а марка ЗОХГС-III обозначает ту же, но только особовысококачественную сталь.

Для изготовления автомобильных деталей применяют различные марки конструкционных легированных сталей. Например, из хромистых сталей марок 15Х, 20Х, 38ХА, 40Х изготовляют поршневые пальцы, крестовины кардана, крестовины дифференциала, шатунные болты, шатуны, рулевые сошки, поворотные рычаги и др.

Из хромомарганцовистых сталей марок 18ХГТ, 20ХГР, ЗОХГТ изготовляют шестерни и валы коробки передач, главной передачи и шестерни полуосей, сателлиты, крестовины дифференциала.

Легированные конструкционные стали подвергают термической и химико-термической обработке.

Отдельную группу составляет сталь инструментальная быстрорежущая (ГОСТ 9373—60*). Она предназначена для изготовления режущих инструментов высокой производительности с большим сопротивлением изнашиванию, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до температуры 600—700 °С.

Наибольшее применение имеют быстрорежущие легированные стали Р18, Р12 и Р9 с содержанием вольфрама 18, 12 и 9% соответственно, а также Р18Ф2, Р14Ф14, Р10К5Ф5.

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные обладают особыми свойствами. Согласно ГОСТ 5632—72 к этой группе относятся стали и сплавы на железной, железоникелевой и никелевой основах, предназначенные для работы в коррозионноактивных средах и при высоких температурах. В зависимости от основных свойств эти стали и сплавы подразделяют на группы: первая — коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против различных видов коррозии; вторая — жаростойкие (окалино-стойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550 °С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии; третья — жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

В автомобилестроении высоколегированные стали используют для изготовления клапанов: стали 40Х9С2, 40Х10С2М применяют для впускных клапанов, а стали 45Х14Н14В2М, 55Х20Г9АН4 — для выпускных клапанов.

сталь

| Состав, свойства, типы, сорта и факты

производство

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Эндрю Карнеги Генри Бессемер Сэр Уильям Сименс Джон Огастес Роблинг Чарльз М. Шваб

Похожие темы:

Дамасская сталь углеродистая сталь литая сталь стальная промышленность перлит

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

сталь , сплав железа и углерода, в котором содержание углерода колеблется до 2 процентов (при более высоком содержании углерода материал определяется как чугун). На сегодняшний день это наиболее широко используемый материал для строительства инфраструктуры и промышленности в мире, он используется для изготовления всего, от швейных иголок до нефтяных танкеров. Кроме того, инструменты, необходимые для изготовления таких изделий, также изготавливаются из стали. Как показатель относительной важности этого материала, в 2013 году мировое производство необработанной стали составило около 1,6 миллиарда тонн, а производство следующего по важности технического металла, алюминия, составило около 47 миллионов тонн. (Для списка производства стали по странам, см. ниже Мировое производство стали.) Основными причинами популярности стали являются относительно низкие затраты на ее производство, формовку и обработку, обилие двух сырьевых материалов (железной руды и металлолома) и беспрецедентный ассортимент механические свойства.

Свойства стали

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

Посмотреть все видео к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в его чистое состояние ненамного тверже меди. За исключением самых крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, поликристаллично, т. е. состоит из многих кристаллов, смыкающихся друг с другом на своих границах. Кристалл — это хорошо упорядоченное расположение атомов, которые лучше всего можно представить в виде сфер, соприкасающихся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые особым образом проникают друг в друга. Для железа расположение решетки лучше всего представить единичным кубом с восемью атомами железа в углах. Важным для уникальности стали является аллотропность железа, то есть его существование в двух кристаллических формах. В объемно-центрированной кубической (ОЦК) конфигурации в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В гранецентрированной кубической (ГЦК) конфигурации в центре каждой из шести граней единичного куба находится один дополнительный атом железа. Существенно, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК конфигурации примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК компоновке; это означает, что в ГЦК-структуре больше места, чем в ОЦК-структуре, для удержания инородных ( , т. е. сплавов) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912°C (1674°F) и от 1394°C (2541°F) до температуры плавления 1538°C (2800°F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в диапазоне более низких температур и дельта-железом в зоне более высоких температур. Между 912° и 1394°С железо находится в ГЦК-порядке, который называется аустенитным или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за немногими исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительное количество других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а скорее к сильным магнитным характеристикам железа. Ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Викторина “Британника”

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.

В чистом виде железо мягкое и обычно непригодно для использования в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь – добавление небольшого количества углерода. В твердой стали углерод обычно встречается в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe ₃ C, известным как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде чешуек или скоплений графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

Воздействие углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железа и углерода. Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т. е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, содержащая, например, 0,77 процента углерода (показана вертикальной пунктирной линией на рисунке), начинает затвердевает при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевает при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этой точки и ниже все кристаллы железа находятся в аустенитной — , т. е. ГЦК — компоновка и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении резкое изменение происходит примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа. Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) примерно 200 кгс на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению с DPH 70 кгс на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждающая сталь с более низким содержанием углерода ( , например, 0,25 процента) приводит к микроструктуре, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; это мягче, чем перлит, с DPH около 130. Сталь с содержанием углерода более 0,77%, например, 1,05%, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Нержавеющая сталь 18/10, 18/8 и 18/0: в чем отличия

Если вы ищете столовые приборы из нержавеющей стали, вы, вероятно, сталкивались с тремя различными типами стали — 18/10, 18/8 и 18/0. Эти цифры мало что вам говорят, поэтому понятно, что вы можете не знать разницы. Итак, что именно отличает один тип нержавеющей стали от другого и из чего делают лучшие столовые приборы?

Три числа, используемые для различения нержавеющей стали, показывают процентное содержание никеля и хрома, используемых для изготовления металла. Например, нержавеющая сталь 18/8 содержит 18% хрома и 8% никеля. Остальной металл – чистая сталь. Различные количества никеля и хрома влияют на прочность стали и антикоррозионные свойства.

В этом руководстве мы поможем объяснить основные различия между этими тремя типами стали, для чего они обычно используются, а также плюсы и минусы каждого из них. Обладая этой информацией, вы сможете найти лучшую посуду для ваших бытовых нужд.

Обзор нержавеющей стали 18/10, 18/8 и 18/0

Что такое нержавеющая сталь?

Чтобы понять разницу между этими тремя часто используемыми типами стали, вам сначала нужно понять, что делает нержавеющую сталь «нержавеющей». Когда плавильщики отливают сталь, они используют комбинацию железа и углерода, чтобы сделать металл более прочным и долговечным. Тем не менее, он все еще подвержен коррозии. Нержавеющая сталь помогает решить эту проблему, добавляя дополнительные металлы, чтобы сделать ее более устойчивой.

Большинство нержавеющих сталей отливают из смеси хрома и никеля. Эти два металла устойчивы к ржавчине и другим формам коррозии, поэтому при добавлении в сталь они повышают общие антикоррозионные свойства стали. Однако хром и никель дороже железа, поэтому плавильные заводы используют различное количество этих двух металлов, чтобы лучше управлять стоимостью для потребителя.

Добавление никеля и хрома также влияет на общую прочность стали. Отливка из нержавеющей стали с большим содержанием никеля будет прочнее и долговечнее, чем сталь, отлитая полностью с хромом. Следовательно, эти металлы, как правило, стоят дороже, чем стали, не содержащие никеля.

Что такое нержавеющая сталь 18/10?

Нержавеющая сталь 18/10 представляет собой отливку из нержавеющей стали с содержанием 18% хрома и 10% никеля. Однако иногда плавильни уменьшают количество чистого хрома до 16% и добавляют дополнительные 2% молибдена, чтобы снизить стоимость. Это не влияет на коррозионную стойкость стали и помогает покупателю на кассе. Эти стали обычно содержат 0,1% углерода для повышения прочности конечного продукта.

Хотя содержание углерода может показаться низким, если бы плавильщики добавляли больше углерода, он стал бы более подвержен ржавчине и коррозии. Тем не менее, это по-прежнему прочная нержавеющая сталь, обычно используемая в большинстве домашних кухонь.

18/10 нержавеющая сталь отличается от других разновидностей нержавеющей стали по следующим причинам:

➔ Легче формовать – нержавеющая сталь 18/10 легко формуется без особого сопротивления. Это делает его хорошо подходящим для кухонного оборудования, такого как кастрюли и сковородки, столовые приборы и посуда, без дополнительных затрат на интенсивную обработку.
➔ Обладает высокой антикоррозионной способностью. Сталь – 18/10 содержит большое количество никеля и хрома, что делает ее более устойчивой к коррозии, чем многие другие виды нержавеющей стали. Он может даже удерживать кислотные продукты и другие вызывающие химические вещества без деградации. Его антикоррозийные свойства делают его пригодным для приготовления пищи с уксусом и другими кислыми продуктами.
➔ Высокотермостойкая нержавеющая сталь  – 18/10 также может выдерживать высокие температуры. Это делает его идеальным для посуды, такой как кастрюли и сковородки. Вы можете оставить его над огнем, и он не погнется и не расплавится.
➔ Пригодится на море – Если вы живете в прибрежном районе или владеете лодкой, нержавеющая сталь 18/10 пригодится на вашей кухне. Более высокое содержание азота делает его более устойчивым к соли и соленой воде, чем многие другие типы стали.

Единственным недостатком нержавеющей стали 18/10 является то, что она дороже, чем другие широко используемые типы стали. Более высокое содержание хрома и никеля делает его немного дороже, но преимущества часто того стоят.

Нажмите здесь, чтобы купить высокое качество Набор столовых приборов Crystalia из нержавеющей стали.

Краткий обзор нержавеющей стали 18/10

Устойчивость к коррозии
Более устойчив к коррозионным соединениям, таким как соль, ржавчина и едкие химикаты, чем нержавеющая сталь 18/8 и 18/0.

Термостойкость
Более термостойкая, чем нержавеющая сталь 18/8 и 18/0. Выдерживает температуру до 1598 ° F и может даже достигать температуры 925 ° C, прежде чем начнет разлагаться.

Общие области применения
Сталь 18/10 обычно используется для изготовления колпаков, автомобильных деталей, посуды, резервуаров для хранения и электрооборудования

Что такое нержавеющая сталь 18/8?

Нержавеющая сталь 18/8 представляет собой отливку из нержавеющей стали с содержанием 18% хрома и 8% никеля. Плавильни также добавляют множество других металлов в нержавеющую сталь 18/8, но они добавляются в таких незначительных количествах, что о них не стоит упоминать.

С более низким содержанием никеля нержавеющая сталь 18/8 немного менее устойчива к коррозии, но она заметно дешевле, чем ее более прочный аналог. Тем не менее, это по-прежнему высококачественный металл, который без проблем выдерживает большинство видов коррозии.

Хотя нержавеющая сталь 18/8 лишь незначительно отличается от стали 18/10, ее применение и характеристики заметно отличаются. Вот как:

➔ Для формовки требуются специальные инструменты – Для изготовления посуды и столовых приборов из стали 18/8 потребуется специальный набор инструментов. Их следует предварительно очистить, чтобы предотвратить загрязнение. Хотя это может показаться более хлопотным, вы можете легко использовать сталь 18/8 для изготовления другого оборудования.
➔ Менее устойчива к коррозии . Нельзя отрицать, что нержавеющая сталь 18/8 менее антикоррозионная, чем 18/10, но все же это отличный продукт. Многие продукты морского класса изготавливаются из стали 18/8, что означает, что она классифицируется как устойчивая к коррозии в морской воде, но со временем она может начать трескаться или откалываться.
➔ Менее жаростойкий . По большей части сталь 18/8 работает при пожаре так же, как сталь 18/10. Он может без проблем выдерживать температуры до 1598 ° F, но начнет быстрее разлагаться при воздействии более высоких температур. Тем не менее, большинство поваров не будут готовить при таких высоких температурах, поэтому он должен хорошо работать на кухне для повседневного использования.

Если вы ищете менее дорогую альтернативу нержавеющей стали 18/10, сталь 18/8 будет работать почти так же хорошо. Он начинает проявлять свою слабость только в экстремальных ситуациях.

Краткий обзор нержавеющей стали 18/8

Устойчивость к коррозии
Многие морские приборы изготовлены из нержавеющей стали 18/8, что доказывает ее высокую устойчивость к большинству видов коррозии. Он может выдерживать кислую среду, воду и соль, но он начнет разлагаться раньше, чем более дорогая нержавеющая сталь 18/10. Кроме того, если он подвергается воздействию тепла, деградация начнется раньше.

Теплостойкость
Сталь 18/8 почти так же жаростойка, как сталь 18/10. Он может выдерживать температуры до 1598 ° F, но начнет разрушаться, если оставить его при температуре выше 1697 ° F слишком долго. Все, что выше этого, и металл начнет деформироваться.

Общие области применения
Сталь 18/8 обычно используется для изготовления судовых приборов и морских деталей, химического и фармацевтического оборудования, наружных ограждений и садовой мебели.

Что такое нержавеющая сталь 18/0?

Нержавеющая сталь 18/0 представляет собой отливку из нержавеющей стали с содержанием 18% хрома. Он не содержит никеля, хотя может содержать следовые количества других антикоррозионных металлов. Эти количества добавляются в таких незначительных количествах, что их обычно не указывают. С меньшим содержанием никеля сталь 18/0 менее устойчива к коррозии и быстрее разрушается.

По сравнению с нержавеющей сталью 18/10 и 18/8, сталь 18/0 является самой слабой и наименее устойчивой к коррозии. При этом, однако, это также самый дешевый тип нержавеющей стали, поскольку в нем отсутствует добавленный никель. Его более низкая цена и высокая доступность делают его обычным бытовым материалом, в основном для столовых приборов и другой кухонной утвари.

Нержавеющая сталь 18/0 сильно отличается от своих более прочных аналогов. Вот что вам следует знать:

➔ Не подходит для соленой среды.  – сталь 18/0 гораздо менее устойчива к коррозии, чем ее морские эквиваленты. Не оставляйте его в соленой воде или едких химикатах слишком долго. Однако его можно мыть в посудомоечной машине и он выдержит стандартную ржавчину.
➔ Не очень термостойкий – Избегайте нагревания стали 18/0 над огнем. Он не предназначен для длительного воздействия высоких температур и быстро начнет плавиться или деформироваться.
➔ Легко гнется – сталь 18/0 обычно используется для столовых приборов и кухонной утвари. Если вы когда-нибудь гнули вилку или ложку, вы знаете, как легко деформировать этот тип металла. Избегайте использования инструментов из стали 18/0 не по назначению.

Нержавеющая сталь 18/0 идеально подходит для изготовления большинства предметов домашнего обихода. В большинстве ситуаций вам не потребуется намного больше, если только вы не хотите специально нагреть его или оставить в едкой среде. Его низкая цена делает его привлекательной и разумной покупкой для большинства ситуаций.

18/0 Краткий обзор нержавеющей стали

Устойчивость к коррозии
Нержавеющая сталь 18/0 не предназначена для использования в средах с высоким содержанием соли или с едкими химикатами. Он быстро разлагается, если оставить его в соленой воде или при воздействии кислотных соединений. Тем не менее, его можно мыть в посудомоечной машине, поэтому, если ваши столовые приборы изготовлены из стали 18/0, вы можете просто поместить их в посудомоечную машину для быстрой очистки.

Термостойкость
По сравнению с нержавеющей сталью 18/10 и 18/8 сталь 18/0 обладает наименьшей термостойкостью. Мы не рекомендуем использовать его для приготовления пищи, так как он не выдерживает таких же высоких температур, как два других типа стали.

Общие области применения
Сталь 18/0 обычно используется для изготовления повседневных ножей, вилок и ложек, кухонных лопаток, половников, венчиков и других обычных бытовых инструментов.

Какой сорт нержавеющей стали лучше всего подходит для столовых приборов?


Поскольку вы находитесь на рынке столовых приборов, вам, вероятно, интересно, из какой стали лучше всего изготавливаются вилки, ножи и ложки. Это зависит от того, что вы ищете. Если вы ищете высококачественные, безопасные столовые приборы, мы рекомендуем использовать нержавеющую сталь 18/10. Столовые приборы из нержавеющей стали 18/10 и 18/8 более прочны и устойчивы к коррозии, чем столовые приборы из нержавеющей стали 18/0.

Мы рекомендуем использовать сталь 18/10 как для повседневных, так и для модных столовых приборов. Столовые приборы из нержавеющей стали 18/10 и 18/8 имеют более высокий блеск, чем их менее дорогие аналоги 18/0. Это делает эти два типа стали более здоровыми и высоко ценимыми на званых обедах, где вы хотите похвастаться. Они также устойчивы к пятнам, поэтому вам не придется полировать их, чтобы заявить о себе.

В конце концов, ваше здоровье важнее всего! Будьте осторожны с тем, что вы вводите в свое тело, и, конечно, с приборами, которые вы используете для этого. Нажмите здесь, чтобы купить здоровый, прочный и блестящий набор столовых приборов из нержавеющей стали 18/10, изготовленный с качеством Crystalia.  

Краткая история стальных конструкций

Опубликовано Steel LLC 18 июня 2018 г., 10:12

Стальная конструкция имеет несколько преимуществ: она структурно прочна, имеет высокое соотношение прочности к весу и очень долговечна. Эти характеристики стали делают ее идеальной для строительства зданий любых размеров. Давайте посмотрим, как сталь сегодня стала таким популярным выбором для строительства зданий всех форм и размеров.

Использование стали в качестве строительного материала примерно соответствует той же временной шкале, что и инновации в стали в целом, особенно когда железные дороги стали популярным видом транспорта. В 1800-х годах использовались три формы «черных металлов»: кованое железо, чугун и сталь. Кованое железо было хорошо знакомо кузнецам, которые работали с этим материалом в течение многих лет. Хотя сейчас мы считаем его в основном декоративным, в викторианскую эпоху он также широко использовался в качестве строительного материала. Чугун, прочный, но хрупкий, более широко использовался для приготовления пищи и в сельском хозяйстве, но не очень подходил для строительства. Сталь была дорогой в производстве и использовалась для изготовления более дорогих предметов, таких как часы, мечи и косы.

В 1855 году метод Бессемера, созданный сэром Генри Бессемером в Англии, сделал производство стали более эффективным. Это позволило создать сталь с хорошей прочностью на растяжение, однако кованое железо продолжало оставаться более распространенным выбором для строительства на основе железа того периода. К 1879 году изобретатель Сидней Томас освоил метод удаления фосфора из стали, повысив ее качество и возможности. Его «Базовый процесс» означал, что сталь, наконец, можно было производить дешевле, поэтому ее производство быстро росло. Его метод стал популярным в Европе, и к 1880-м годам качество стали стало более стабильным.

В Соединенных Штатах Великий чикагский пожар 1871 года уничтожил тысячи деревянных зданий. После пожара в Чикаго отреагировали введением более строгих строительных норм, требующих использования негорючих строительных материалов, включая кирпич, камень, мрамор и известняк. Другими строительными решениями были чугун и кованое железо в сочетании с кирпичной кладкой, но по мере роста города Чикаго нужно было искать стальные конструкции, чтобы идти ввысь.

Здание Home Insurance Building в Чикаго, построенное в 1885 году, было 10-этажным зданием, широко известным как первое здание, в котором использовалась стальная каркасная конструкция с железобетоном. Когда он весил всего одну треть того, что весило бы традиционное каменное здание такого размера, городские власти остановили строительство, чтобы проверить его безопасность. Снесен в 1931, здание считается отцом небоскреба. Здание Rand McNally Building в Чикаго было построено в 1890 году как первый небоскреб со стальным каркасом. Спроектированный Бернхэмом и Рутом, он был десятиэтажным, и в то время его строительство стоило 1 миллион долларов. Снесен в 1911 году.

К началу 1900-х годов достижения в области технологий и производства привели к тому, что стальной продукт был неизменно прочнее. Железные дороги процветали, а конструкционная сталь стала строительным материалом, по которому судили о других. С 1875 по 19 гг.20 Производство стали в Америке выросло с 380 000 тонн до 60 миллионов тонн в год, что сделало США мировым лидером. Это позволило таким магнатам, как Чарльз Шваб и Эндрю Карнеги, стать одними из самых богатых людей того времени. Невероятно быстрый рост был основан на прочной технологической базе и постоянном развитии офисных зданий, заводов, железных дорог, мостов и многого другого.

К 1913 году Америка была готова подняться выше в небо, и в Нью-Йорке было построено 60-этажное здание Вулворт-билдинг. Какое-то время это было самое высокое здание в мире, и его считали образцом новаторской американской конструкции со стальным каркасом. К 1928 октября Крайслер-билдинг конкурировал с Уолл-стрит, 40 и Эмпайр-стейт-билдинг за звание самого высокого здания в мире. Сегодня Крайслер-билдинг остается самым высоким в мире кирпичным зданием со стальными опорами.

К 1940-м годам сотни тысяч людей работали на американских сталелитейных заводах, и сталь регулярно использовалась в строительстве зданий, в том числе построенных компанией Steel, LLC. Компания Steel, LLC, основанная в 1947 году, выросла из скромных корней в одного из ведущих национальных поставщиков строительных конструкций и стали. С тех пор мы имели честь участвовать в значительных проектах по строительству металлоконструкций по всей стране, от базы ВВС Неллис до Аннаполиса, отеля Marriott Marquis в Атланте и Еврейской больницы в Луисвилле, штат Кентукки, до башни управления воздушным движением Форт-Карсон. и ангар БПЛА Форт-Кэмпбелл.

Steel, LLC — ведущая компания по производству металлоконструкций со штаб-квартирой в Атланте. ООО «Стил» производит сборные металлоконструкции для каркаса всех типов обычных и сложных стальных зданий и специализируется на пригородных офисных зданиях средней этажности, корпоративных городках, авиационных конструкциях и стальных фермах. Мы сертифицированы AISC в отношении обычных стальных конструкций и сложных строительных конструкций с одобрением сложной окраски (многослойная система). Если вы хотите узнать больше о том, как сталь может помочь вашему следующему проекту, свяжитесь с одним из наших экспертов сегодня.

 

---

Основные моменты стальной конструкции Хронология

1883     Завершено строительство Бруклинского моста

1885     Завершение строительства здания по страхованию жилья, часто считающегося первым небоскребом

1889     Эйфелева башня завершена

1912     Вулворт-билдинг завершен

1930 Крайслер Билдинг

1931     Эмпайр Стейт Билдинг завершен

1947 Основание ООО «Стил»

1958     Завершено строительство Сигрэм

1960-е    Стил завершила несколько крупных проектов в Атланте, включая торговый центр Phipps Plaza, Всемирный конгресс-центр и здание CNN.

1971     Завершено строительство стальной башни в США

1973     Уиллис-Тауэр (Сирс-Тауэр) завершено

2009     Завершение строительства Бурдж-Халифа




12 Различные типы стали и их характеристики

Сталь представляет собой очень прочный и твердый материал. Он производится путем добавления 2% углерода к чистому железу. Из-за своей прочности и высокой прочности на растяжение сталь используется для изготовления всего, от нефтяных танкеров до швейных игл, а также инструментов, используемых для их производства.

Сталь часто комбинируют с другими типами металлов, чтобы получить различные качества. Используемая комбинация зависит от предполагаемого использования. Для удовлетворения промышленных потребностей за последние два десятилетия было разработано более 75% разновидностей стали на рынке. Сталь бывает тысяч различных вариаций. Тип, который вы выбираете, зависит от того, для чего вы собираетесь его использовать.

Вот двенадцать различных типов стали.

Тип №1: углеродистая сталь

Углеродистая сталь составляет большую часть стали во всем мире. Он включает углерод, железо и другие легирующие элементы в различных удельных количествах.

Будучи основным компонентом углеродистой стали, углерод обеспечивает 90% всего производства стали. Этот легирующий элемент создает более прочный и жесткий металл.

Тип #2: Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь содержит от 0,61% до 1,5% углерода, что делает ее прочной, хрупкой и твердой. Для повышения износостойкости его подвергают соответствующей термической обработке. Высокоуглеродистая сталь является отличным выбором для производства амортизирующих механизмов.

Тип #3: Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь содержит 0,3% углерода. Хотя он обладает высокой пластичностью и ковкостью, он обладает низкой прочностью на растяжение.

Однако прочность на растяжение может быть улучшена с помощью процесса, известного как холодная прокатка, который включает прокатку стали между двумя полированными валками в условиях высокого давления. Этот тип стали обычно используется для производства коробок, труб, металлических листов, автомобильных рам, заклепок и проволоки.

Тип #4: Среднеуглеродистая сталь

Этот вариант стали содержит от 0,31% до 0,6% углерода, в результате чего получается умеренно пластичная сталь с большей прочностью на растяжение по сравнению с низкоуглеродистой сталью. Чтобы упрочнить среднеуглеродистую сталь, обработайте ее отпуском (форма термической обработки). Он очень податлив и может принимать различные формы и размеры.

Тип № 5: Легированная сталь

Легированная сталь состоит из различного процентного содержания различных металлов, помимо железа. Эта смесь воспроизводит свойства стали для конкретных применений. В некоторых случаях используются такие металлы, как медь, титан, хром, марганец, кремний, никель и алюминий.

Комбинация этих металлов дает характеристики, которых нет у углеродистой стали. Легированная сталь более чувствительна к различным видам обработки, доступным сегодня. Он в основном используется в более специализированных отраслях, таких как автомобилестроение, судостроение и бытовая промышленность.

Легированная сталь выпускается в различных более прочных и приятных на ощупь формах. Некоторые из них больше подходят для сварки, а другие обладают высокой устойчивостью к ржавчине. Этот тип стали часто используется для изготовления трансформаторов, электрогенераторов, автозапчастей, электродвигателей и трубопроводов.

Тип № 6: вольфрамовая сталь

Вольфрам также известен как вольфрам. Это тусклый серебряный металл, который может похвастаться самой высокой температурой плавления по сравнению с другими типами металлов в их самой чистой форме. Что делает вольфрамовую сталь уникальной, так это ее прочность и способность выдерживать высокие температуры.

Благодаря этим характеристикам этот металл используется в различных стальных сплавах для повышения стойкости к износу и коррозии. В соплах ракетных двигателей используется вольфрамовая сталь из-за их высокой термостойкости. В сочетании с железом, никелем и кобальтом эта сталь является отличным выбором для производства лопаток турбин различных самолетов.

Тип № 7: никелевая сталь

Никелевая сталь – одна из наиболее часто используемых в мире. Помимо высокого содержания никеля (3,5 %), в нем также содержится 0,35 % углерода.

Добавление никеля повышает прочность конструкционной стали без снижения ее пластичности. Он невероятно чувствителен к термической обработке, поскольку никель снижает температуру стали.

Тип #8: Марганцевая сталь

Эта сталь считается деформационно-упрочняемой и содержит от 11% до 14% марганца. Из-за его превосходных характеристик упрочнения и износостойкости он используется для изготовления сложных железнодорожных путей. Некоторые из его других современных применений включают, среди прочего, шкафы для дробеструйной очистки, защитные пластины от сверления, скребки и ковши для лопат.

Тип #9: Ванадиевая сталь

Ванадиевая сталь широко известна своими коррозионностойкими свойствами и способностью поглощать удары.

Помимо производства химических труб и труб, эта сталь образует тонкий слой, который связывает титан со сталью, что особенно важно в аэрокосмических приложениях. Смеси 1% ванадия и хрома достаточно для достижения устойчивости к вибрации и ударам, что делает ее идеальной для применения в автомобилях.

Тип №10: Хромистая сталь

Добавление хрома в сталь снижает критическую скорость охлаждения и повышает износостойкость, стойкость к образованию окалины и жаропрочность. Хромистая сталь в основном используется для повышения коррозионной стойкости.

Хромистая сталь часто используется для производства машин и автозапчастей, сейфов и камнедробилок. Он также отличается высокой прочностью на растяжение и эластичностью.

Тип #11: Хромованадиевая сталь

В основном это комбинация ванадия и хрома. Он имеет черты обоих металлов. Благодаря чрезвычайно высокому пределу прочности хромованадиевая сталь легко режется. Однако он не хрупкий. Он широко используется в производстве автомобильных рам, шатунов, осей и шестерен.

Тип № 12: Кремниевая сталь

Кремниевая сталь идеально подходит для случаев, когда магнитная сила является приоритетной. В небольших количествах он отлично подходит для производства небольших реле и импульсных трансформаторов.

Большие двигатели и генераторы также используют тонны кремнистой стали. Его свойства включают удельное сопротивление, уменьшение насыщения, магнитострикцию и магнитокристаллическую анизотропию.

Сталь слишком тяжелая?




Статья Copyright 2002 – 2016 Майкл Кастен

Бесчисленное количество причалов “экспертов” сказали:

«Фактор коррозии, который должен быть предусмотрен в стальной лодке для продолжающегося ржавления, которое происходит как внутри
и за пределами судна приводит к тому, что небольшие лодки длиной 100 футов и менее становятся чрезмерно и неприемлемо тяжелыми.
Этот дополнительный вес требует более мощных двигателей и большего запаса топлива — все это неоптимально, когда вы
хотите сделать маленькое океанское судно максимально эффективным.”
 

При правильно сконструированной стальной лодке это утверждение на самом деле верно …? Или это просто док “ B.S. “…?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны рассмотреть несколько факторов, связанных с конструкцией лодки. включая обоснование любого дизайна; экономика собственности; правильное мышление; и реальная история относительно относительный вес стального сосуда.
 

ПРАВИЛЬНОЕ МЫШЛЕНИЕ

Это правда, что при сравнении стального сосуда с сосудом аналогичной конфигурации, построенным из алюминия, сталь Судно в конечном итоге будет весить больше, будет иметь большее водоизмещение и потребует больше мощности и топлива для обслуживания. продвигается по воде.

Должны ли мы поэтому подразумевать, что стальной сосуд по своей природе хуже…?

Думаю, нет. Такое утверждение сильно упрощает картину и, в конечном счете, чрезвычайно вводящий в заблуждение.

Каждая яхта разрабатывается для определенной цели, определенного бюджета, определенного срока службы и для определенного индивидуальный. Это лишь некоторые из многих взаимосвязанных соображений и множества сложных решения, которые необходимо принять при проектировании нового круизного судна. Чтобы позволить любому отдельному фактору переопределить все остальные неверное мышление (хотя такое отсутствие строгости встречается довольно часто…!).

Если довести цитату в начале этой статьи о стальных лодках до логического завершения, то мы бы обязательно хочется строить лодки из максимально легкого материала. Если мы будем стремиться к легкости, как наш только целей, мы быстро отклоняемся в сторону экзотических материалов, таких как углеродное волокно. Мало того, что этот материал скорее дорого, но мы видели, как несколько лодок BOC и America’s Cup, построенных из углеродного волокна, просто ломались. половина…!!

В семейном крейсере такое поведение явно нежелательно.

Должны ли мы тогда объявить все подобные гоночные суда «плохими лодками»? Нет, совсем нет. Эти гоночные суда были созданы только для одной цели: выиграть гонку . Они не были разработаны, чтобы быть «экономичными» или «безопасными». или «мореходный», или «морелюбивый», или «комфортный», или даже быть таким «красивым», когда все сказано и сделано. Они были рассчитаны только на то, чтобы выиграли – а иногда и чтобы выиграть только одна гонка…!

Мы действительно должны спросить себя, ” Почему мы так часто подражаем гоночным типам для наших семейные круизеры…!!??”

Нам будет лучше, если мы выберем золотую середину. Дизайн любой семейной круизной яхты должен принять во внимание множество соображений, чтобы получившееся судно могло быть как способным, так и всесторонним.
 

НАЗНАЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ

После изучения самых разных типов лодок, которые создавались с течением времени, мы, в конце концов, должны прийти к выводу. что нет такой вещи как “ идеальная лодка .”  Однако мы также находим многие катера что есть вполне подходят для своего назначения.

Многим потенциальным владельцам лодок часто не хватает этой важнейшей предварительной оценки «целевого использования» судна. Когда мы рассматриваем большое разнообразие уже построенных серийных лодок, мы понимаем, что каждая из них пытается претендовать на звание быть “идеальной лодкой. ..”

Но мы должны сделать шаг назад и спросить себя, “Идеально подходит для чего…?”

В большинстве случаев «назначение» судна остается нашему воображению. Другими словами, вместо «предназначенное использование» судна является главным соображением, мы должны согнуть наше «предназначенное использовать существующие возможности корабля.

Разве это не ставит телегу впереди лошади…!!??

Конкретной целью индивидуального дизайна является решение вопроса о функции 9.0429 первый , и , затем для создания лодки. При проектировании любой новой яхты самой первой задачей является определение предполагаемая цель владельца для лодки, доступный бюджет, предполагаемая продолжительность владения и количество другие общие параметры. Как только эти требования будут поняты, задача дизайнера состоит в том, чтобы создать интегрированное проектное решение, которое соответствует этим заранее установленным критериям.

Как материал для строительства лодок, сталь имеет много преимуществ. Основными преимуществами стали являются экономичность, простота конструкции, невероятная прочность, повышенный комфорт (момент инерции крена), живучесть в экстремальных условиях условий, долговечности и простоты обслуживания. С точки зрения нашего спокойствия на воде это все очень благоприятные характеристики.

Затем мы столкнемся с неизбежным вопросом “Разве стальные лодки не уродливы…?”

В руках любителей неудачный ответ слишком часто бывает да… Однако, если разработан с утонченностью с точки зрения эстетики, стальная яхта будет такой же элегантной и изящной, как и лодка, построенная из любого другого материала, без исключений.
 

ЭКОНОМИКА СОБСТВЕННОСТИ

Мы наблюдали как в своей жизни, так и в жизни других, что « Форма соответствует бюджету ». Учитывая этот критерий, у стали есть что предложить!

Во время постройки и во время владения судном сталь в первую очередь является очень экономичным материалом для лодок. строительство, а затем, если правильно построить, легкое в уходе судно. Вы например не будете ремонтировать ни обожженной обшивки, ни сухой гнили, ни разбитой и разрушенной конструкции из стеклопластика, ни Вам придется иметь дело со стеклопластиковой лодочной оспой. В общем ты будешь возможность кататься на лодке без зарождающегося страха столкнуться с чем-то…

В наше время (с середины пятидесятых годов) правильная подготовка поверхности (пескоструйная обработка) и современные системы покрытий (эпоксидная краска) были хорошо известны и позволили небольшим стальным лодкам прослужить очень долго. Стали, ведь не меняется со временем (в отличие от дерева и пластика), поэтому срок его службы — это просто вопрос того, насколько хорошо, что он был защищен застройщиком.

Из-за соображений веса проектировать небольшие стальные яхты с припуском на коррозию любой степени неоптимально. ощутимая толщина. Таким образом, первоначальное нанесение застройщиком защитных покрытий вполне важный.

С точки зрения технического обслуживания, надлежащий уход за любым судном включает поддержание системы окраски в исправном состоянии. Если система окраски была правильно нанесена строителем на стальной сосуд, можно ожидать очень многого. тот же режим обслуживания для стальной лодки, что и для лодки из стеклопластика, но без испытаний «лодочной оспы». Ключом к простоте обслуживания и долгому сроку службы является правильное нанесение системы окраски во время строительства.

Чтобы учесть эту необходимость при создании нового дизайна металлической лодки, мы добавляем 8-12-страничную раскраску. Спецификация в качестве дополнения к нашей обычной спецификации судна объемом от 40 до 70 страниц. В нашей краске Спецификация, нанесение первоначального покрытия сосуда и последующее техническое обслуживание четко изложены для в интересах собственника и застройщика.

Дополнительную информацию по этим вопросам см. в нашей статье о предотвращении коррозии.
 

ОБЪЕМ

по сравнению с РАЗМЕРОМ

Что касается смещения, мы замечаем, что объем любого объекта изменяется пропорционально кубу его размеров (l x ш х в). Для сравнения относительных (тяжелых и легких) водоизмещений судов разных размеры, желательно “уравнять” их математически какими-то “безразмерными” средствами.

Для этого полезно рассчитать отношение водоизмещения к длине (D/L). В имперской системе мер D/L судна равно водоизмещению (в длинных тоннах), деленному на куб одной сотой длины WL в футах. Записано в виде уравнения: 93.
Одна длинная тонна равна 2240 фунтам.

46-футовая Gulliver , одна из наших стальных траулерных яхт, имеет D/L 227. легкие, а 315 загружены. В случае с 46-футовым Gulliver это свидетельствует об оптимизации материалов корпуса. конструкция, соответствующая цели и бюджету судна, заявленным первоначальным клиентом, т. е. удобная, прочная, доступная, простая в уходе моторная яхта сафари, предназначенная для экспедиционного использования, включая кругосветное плавание под властью.

D / L для Gulliver довольно типичен среди наших стальных конструкций моторных яхт и Проекты парусных яхт. В частности, ознакомьтесь с относительно небольшим, но довольно легкий водоизмещающий 36-футовый стальной кеч, Grace и 32-футовая сталь буксирная яхта, Терьер (на фото выше). Эти лодки значительно меньше 100 футов в длину. но они довольно легкие для своего размера.

Интересно рассчитать D/L (используя точную WL и водоизмещение) для различных стальных судов, затем сравните их DL с DL лодок, построенных из других материалов. Конечно, мы найдем крайности среди судов, однако мы также быстро заметим, что хорошо спроектированное и построенное стальное судно будет весят почти столько же, сколько аналогичная лодка из любого другого материала.

Тогда возникает неизбежный вопрос: «Каков практический нижний предел размера стальной яхты?»

Ответ зависит от многих факторов, однако, как правило, мы наблюдаем, что сталь парусники могут очень успешно строиться в размерах примерно до 30 футов или около того. Хотя это не абсолютный предел, если яхта меньше 30 футов обязательно будет иметь гораздо более высокое D/L, чтобы нести конструкцию, поэтому будет казаться чрезмерно тяжелый. Есть исключения из этого эмпирического правила, и многие успешные стальные суда даже меньшего размера, но это не так распространено.
 

Б.С. ФАКТОР…!

В свете приведенных выше выводов мы видим, что утверждение, сделанное в начале этой статьи нашим «доковый эксперт» в отношении стальных судов в лучшем случае наносит ущерб, и не только грубо вводит в заблуждение, но и явно ЛОЖЬ. Другими словами, «фактор B.S. » действительно сверху…!
 


42-футовая стальная яхта Zephyr

Другие товары для лодок Структура

Металлические лодки для голубой воды | Алюминий против стали | Стальные лодки | Алюминий для лодок
Металлический каркас лодки | Методы строительства металлических лодок | Сварка металлических лодок Последовательность | Проектирование металлической лодки Структура
Композиты для лодок | Эволюция деревянного парусного типа
 

Нержавеющая сталь для строительных конструкций: роль никеля

Нержавеющая сталь для строительных конструкций: роль никеля | Институт никеля

Никельсодержащая арматура из нержавеющей стали все чаще используется для обеспечения того, чтобы инфраструктура, такая как мосты, эстакады (путепроводы) и туннели, могла пройти испытание временем даже в самых суровых условиях.

Нержавеющая сталь используется в строительстве с тех пор, как она была впервые изобретена более ста лет назад. Изделия из нержавеющей стали привлекательны и устойчивы к коррозии, требуют минимального обслуживания и обладают хорошей прочностью, ударной вязкостью и усталостными свойствами. Нержавеющие стали просты в изготовлении и полностью пригодны для вторичной переработки по окончании срока службы. Они являются предпочтительным материалом для применений, расположенных в сложных условиях, включая промышленные перерабатывающие предприятия, здания и сооружения в прибрежных районах или там, где есть воздействие солей против обледенения. Высокая пластичность нержавеющей стали является полезным свойством там, где требуется устойчивость к сейсмическим нагрузкам.

Типичные области применения аустенитных и дуплексных марок включают:

• Балки, колонны, платформы и опоры в водоочистных сооружениях, целлюлозно-бумажной, атомной, биомассовой, химической, фармацевтической, а также пищевой промышленности и производстве напитков

• Несущие балки и колонны, штифты, ограждения, перила, кабельная оболочка и компенсаторы в мостах

• Дамбы, пирсы и прочие прибрежные сооружения

• Арматурный стержень в бетонных конструкциях

• Навесные стены, кровля, навесы, облицовка туннелей

• Системы поддержки для навесных стен, кирпичной кладки, облицовки туннелей и т. д.

• Защитные барьеры, поручни, уличная мебель

• Крепления и анкерные системы для дерева, камня, кирпичной кладки или камня

• Конструктивные элементы и крепежные элементы в зданиях плавательных бассейнов (следует соблюдать особые меры предосторожности в отношении конструктивных элементов в атмосфере плавательных бассейнов из-за риска растрескивания в результате коррозии под напряжением)

• Взрыво- и ударопрочные конструкции, такие как защитные стены, ворота или тумбы

• Огнестойкие и взрывостойкие стены, кабельные лестницы и проходы на морских платформах

Введение

Нержавеющая сталь — универсальный материал, обладающий уникальным набором свойств, которые можно использовать в конструкционных (несущих) приложениях.
Листы, пластины, прутки и трубы широко доступны из аустенитных и дуплексных сортов нержавеющей стали. Ряд горячекатаных или сварных конструкционных профилей (двутавры, уголки, швеллеры, тройники, полые профили) изготавливаются из стандартного аустенитного материала. Дуплексная нержавеющая сталь обычно требует специального заказа. Другие конструкционные секции могут быть изготовлены методом холодной штамповки, экструзии или лазерного сплавления. Доступен широкий ассортимент болтов, винтов и других типов крепежа из нержавеющей стали.
За информацией о наличии обращайтесь в местную ассоциацию разработчиков нержавеющей стали.

© Тим Фишер

Инфраструктура

Конструкционное применение нержавеющей стали в инфраструктуре включает несущие компоненты пешеходных, автомобильных и железнодорожных мостов (балки, арки, натяжные стержни и т. д.) и туннелей (опорный каркас для облицовки, ремонтные дорожки, опоры освещения и вывесок). Нержавеющая сталь также широко используется для уличной мебели (шлагбаумы, поручни) и для входных конструкций станций метро.

Здания

В коммерческих зданиях и наружных конструкциях структурные компоненты из нержавеющей стали являются популярным выбором для поддержки стеклянных навесных стен, а также для поддержки навесов, балконов и других применений, требующих коррозионной стойкости и прочности для снижения требований к техническому обслуживанию. Нержавеющая сталь
— идеальный материал для крепления дерева, камня и кирпичной кладки, анкерных систем и опорных уголков. Эти соединения часто могут быть недоступны или их трудно заменить. Кроме того, древесина и каменная кладка могут вызывать коррозию других металлов и со временем могут поглощать влагу и коррозионно-активные химические вещества.
В плавательных бассейнах нержавеющая сталь используется как в архитектурных, так и в конструкционных целях, таких как облицовка бассейнов, поручни, лестницы, конструктивные элементы, крепежные детали, мебель, водолазные конструкции, декоративные элементы, а также системы очистки воды и вентиляции. Тем не менее, необходимо принять особые меры предосторожности для конструкционных компонентов из нержавеющей стали, подверженных высоким остаточным напряжениям в среде плавательных бассейнов, из-за риска коррозионного растрескивания под напряжением.

Держатель знака из нержавеющей стали, Тампа. Фото: TriPyramid Structures, Inc.

Промышленные конструкции

Нержавеющая сталь используется для взрывостойких и ударопрочных конструкций, таких как противовзрывные и защитные стены, ворота, защитные барьеры и болларды. Это связано с тем, что он может поглощать значительные удары без разрушения благодаря своей превосходной пластичности и характеристикам деформационного упрочнения. Эта высокая пластичность является полезным свойством там, где требуется устойчивость к сейсмическим нагрузкам.

Нержавеющая сталь все чаще используется в промышленных конструкциях для очистки воды, целлюлозно-бумажной, ядерной, биомассовой, химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Применение в промышленных конструкциях включает в себя платформы, барьеры/ворота и опоры для оборудования.

Фото: ООО МТЭ

Нержавеющие стали, используемые в конструкциях

В подавляющем большинстве применений конструкционной нержавеющей стали используются аустенитные или дуплексные нержавеющие стали. Аустенитные нержавеющие стали
обеспечивают превосходное сочетание коррозионной стойкости, свойств формовки и изготовления с расчетной прочностью примерно 220 МПа (32 фунта на кв. дюйм). Они содержат около 10 процентов никеля. Основные хромоникелевые аустенитные марки S30400/S30403 подходят для использования в сельской местности, городах и на предприятиях легкой промышленности. Хромоникелевомолибденовые аустенитные марки S31600/31603 являются более высоколегированными и хорошо подходят для морских и промышленных объектов. 9Дуплексная нержавеющая сталь 0088, такая как марка S32205, обладает высокой прочностью около 450 МПа (65 тысяч фунтов на кв. дюйм), хорошей износостойкостью и отличной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением. Он называется «дуплексным», потому что имеет двухфазную микроструктуру, состоящую из зерен ферритной и аустенитной нержавеющей стали, и содержит около 5 процентов никеля.
Кроме того, более новые, обедненные дуплексные марки обладают высокой прочностью в сочетании с беднолегированным химическим составом, что делает их менее дорогими. Примерами тощих дуплексных марок являются S32101 и S32304. Содержание никеля составляет около 2-4 процентов.
Ферритные нержавеющие стали иногда используются для конструкционных применений, как правило, толщиной 3 мм и менее. Они обычно содержат мало или совсем не содержат добавок никеля.

Спецификации материалов и изделий

Европейские и американские стандарты, определяющие химический состав и механические свойства плоского и длинномерного проката из нержавеющей стали:

• EN 10088: Нержавеющая сталь
  Плоские изделия из нержавеющей стали для строительства – пояснения по EN 10088-4
• ASTM A240/240M Стандартные технические условия на плиты, листы и полосы из хромистой и хромоникелевой нержавеющей стали для сосудов под давлением и для общего применения
• Стандартные технические условия ASTM A276 для стержней и профилей из нержавеющей стали

Спецификации болтов из нержавеющей стали включают:

• EN ISO 3506 Механические свойства крепежных изделий из коррозионностойкой нержавеющей стали
• Стандарт ASTM F593 для болтов, винтов с шестигранной головкой и шпилек из нержавеющей стали
• Стандартные технические условия ASTM A1082/1082M для высокопрочных болтовых соединений из дисперсионно-твердеющей и дуплексной нержавеющей стали для специальных применений

Полный список международных спецификаций доступен здесь:
Международные спецификации, рекомендации и отраслевые ассоциации по архитектуре, строительству и строительству

Выбор правильной марки

Важно, чтобы выбранная нержавеющая сталь подходила для предполагаемых условий эксплуатации, поскольку стоимость обычно увеличивается с коррозионной стойкостью.
Процедуру выбора правильной марки нержавеющей стали для конструкционных применений в различных условиях можно найти в Еврокоде 3: Часть 1.4 (EN 1993-1-4), европейском стандарте проектирования конструкционной нержавеющей стали. Жесткость окружающей среды определяется на основе оценки риска воздействия хлоридов (из соленой воды или солей против обледенения) и диоксида серы. Учитывается и режим уборки, в том числе подвергается ли конструкция мытью под дождем. Процедура выбора полностью объясняется с примерами в Руководстве по проектированию конструкционной нержавеющей стали SCI (4-е изд.) (опубликовано в 2017 г.).
Другими важными соображениями являются доступность марки/продукта, требования к чистоте поверхности и методы соединения.
Инструмент для выбора марки архитектурной нержавеющей стали также предоставляется IMOA:
IMOA: Система оценки площадки и проекта

Стресс-деформация

Стресс-деформация нержавеющей стали отличается от углеродистой стали. Углеродистая сталь обычно демонстрирует линейное упругое поведение вплоть до предела текучести и плато перед деформационным упрочнением, тогда как нержавеющая сталь имеет более округлый отклик без четко определенного предела текучести. Характеристики текучести и деформационного упрочнения нержавеющей стали означают, что обычные правила проектирования углеродистой стали неприменимы. Аустенитные марки имеют предел текучести около 200-240 МПа (29-35 тыс.фунтов/кв.дюйм) и дуплексных сортов 400-530 МПа (58-77 тыс.фунтов/кв.дюйм).
Модуль упругости нержавеющей стали очень похож на модуль упругости углеродистой стали; значение около 200×103 Н/мм2 обычно используется для типов нержавеющей стали, используемых в конструкционных применениях.
Нержавеющие стали могут выдерживать значительные удары без разрушения благодаря своей превосходной пластичности (особенно аустенитные марки) и характеристикам деформационного упрочнения.
Руководство по проектированию SCI для конструкционной нержавеющей стали

Свойства при высоких температурах

Различный состав нержавеющей стали означает другие тепловые свойства по сравнению с углеродистой сталью. Коэффициент термического расширения аустенитных нержавеющих сталей примерно на 30% выше, чем у углеродистой стали, тогда как коэффициент теплового расширения дуплексных нержавеющих сталей выше только примерно на 10%. Теплопроводность аустенитных и дуплексных нержавеющих сталей составляет около 30% от теплопроводности углеродистых сталей.

Аустенитная нержавеющая сталь лучше сохраняет прочность, чем углеродистая сталь, при температурах выше 550ºC и лучше сохраняет жесткость при всех температурах. В результате колонны из нержавеющей стали могут сохранять свою несущую способность дольше, чем аналогичные элементы из углеродистой стали.
SCI Руководство по проектированию конструкционной нержавеющей стали.

Свойства при низких температурах

Аустенитные нержавеющие стали широко используются для работы при таких низких температурах, как температура жидкого гелия (-269°C), потому что они не демонстрируют перехода от вязкого к хрупкому разрушению даже при таких низких температурах .
Материалы для криогенной эксплуатации. Технические свойства аустенитной нержавеющей стали

Усталость

Считается, что сопротивление усталости аустенитной и дуплексной нержавеющей стали не ниже сопротивления углеродистой стали; вот почему руководство по оценке усталостной прочности конструкций применимо к углеродистой стали.
Руководство по проектированию SCI для конструкционной нержавеющей стали

Экологичность

Хотя первоначальная стоимость нержавеющей стали выше, чем у углеродистой стали, экономия от коррозионно-стойких покрытий, снижения частоты осмотров, затрат на техническое обслуживание, простои и замену может значительно перевесить более высокие первоначальные затраты на материалы. Преимущества длительного срока службы особенно ценны в мостовых конструкциях, которые традиционно рассчитаны на срок службы 70-100 лет. Нержавеющая сталь
на 100% пригодна для вторичной переработки и может быть переработана в новую высококачественную нержавеющую сталь в течение неопределенного времени.
Веб-сайт по устойчивой нержавеющей стали

Конструктивное проектирование

Характеристики текучести и деформационного упрочнения нержавеющей стали означают, что не все традиционные правила проектирования углеродистой стали, основанные на соблюдении предела упругой деформации, применимы. Должны быть разные правила проектирования для балок и колонн, подверженных локальному или глобальному выпучиванию. Балки с большой нагрузкой будут прогибаться больше, чем эквивалентные балки из углеродистой стали.
Доступны следующие стандарты дизайна:

 

• Еврокод 3: Часть 1.4 (EN 1993-1-4) Проектирование стальных конструкций: Часть 1.4: Общие правила – дополнительные правила для нержавеющих сталей ( для европейского рынка, в основном ). Настоящий стандарт распространяется на сварные, горячекатаные и холодногнутые профили. Он дополняет, изменяет или заменяет эквивалентные положения Еврокода для углеродистой стали. Руководство SCI по проектированию конструкционной нержавеющей стали предоставляет проектировщикам единый руководящий документ, содержащий почти все необходимое для проектирования конструкционной нержавеющей стали.

• AISC Design Guide 27: Конструкционная нержавеющая сталь ( для рынка США, в основном ). Это руководство соответствует спецификациям AISC 360 для зданий из конструкционной стали и охватывает горячекатаные и сварные конструкционные профили. Введение в руководство дано здесь: Статья в Modern Steel Construction: Новое руководство для нержавеющей стали

  .

• Спецификация для проектирования холодногнутых элементов конструкции из нержавеющей стали (SEI/ASCE 8-02) ( для рынка США, в основном ). Этот стандарт распространяется на проектирование холодногнутых профилей из нержавеющей стали.

• AS/NZS 4673:2001: Холодногнутые конструкции из нержавеющей стали ( для рынков Австралии и Новой Зеландии, ). Этот стандарт распространяется на проектирование холодногнутых профилей из нержавеющей стали.

Изготовление и установка

Многие процессы изготовления и соединения аналогичны тем, которые используются для углеродистой стали, но различные характеристики нержавеющей стали требуют особого внимания в ряде областей. Например, следует принимать меры предосторожности для поддержания коррозионной стойкости стали во время хранения, транспортировки, формовки и т. д.
Руководство по соответствующим вопросам, касающимся изготовления, приведено в Руководстве по проектированию SCI для конструкционной нержавеющей стали и Руководстве по проектированию AISC 27: Конструкционная нержавеющая сталь. структурных компонентов. Нержавеющая сталь включена в европейскую спецификацию, регулирующую изготовление и монтаж конструкционной стали, EN 109.0. Выполнение конструкционной нержавеющей стали и Монтаж и установка компонентов из нержавеющей стали объясняют правила, относящиеся к нержавеющей стали в этом стандарте.

Другие полезные справочные источники включают:

• Практические рекомендации по изготовлению дуплексных нержавеющих сталей
• Травление и пассивация нержавеющей стали

Вернуться к началу

Спросите у экспертов

Мы ценим вашу конфиденциальность

Файлы cookie используются для того, чтобы мы могли анонимно анализировать использование нашего веб-сайта и количество посетителей с помощью службы Google Analytics. С политикой конфиденциальности Google Analytics можно ознакомиться здесь. Мы не храним и не отслеживаем какие-либо идентифицирующие пользователя данные о вашем посещении. Вы можете отозвать свое согласие на использование файлов cookie в любое время на странице нашей Политики конфиденциальности.