От какво се прави стоманата?
Стоманата е една от най-търсените в индустрията. Желязото и въглеродът са основните компоненти за производството на стомана. Желязото е отговорно за пластичността и издръжливостта, а въглеродът е отговорен за твърдостта и здравината.
Получава се деформируема желязна сплав, която се поддава на механична, термична, стругова и фрезова обработка. Чрез леене, пресоване, рязане, шлайфане и пробиване се постига желаната форма. Стоманените изделия се получават с прецизно нагласени размери.
Желязото и въглеродът заемат големия дял от общата маса, но в допълнение към тях стоманата винаги съдържа и други примеси. Чистотата на неметалните включвания определя качеството на стоманата. Оксидите, сулфидите и вредните примеси го правят крехък и непластичен. Съдържанието им се намалява чрез пречистване или се въвеждат допълнителни компоненти за постигане на желаните физикохимични свойства.
Примесите могат да бъдат полезни или вредни. Разделението е условно и означава, че елементите подобряват химическия състав на стоманата или влошават нейните свойства. Полезните елементи включват манган и силиций. Сярата, фосфорът, кислородът, азотът, водородът са вредни примеси в стоманата.
Как полезните и вредните примеси влияят върху свойствата на стоманата?
Ефект на различни елементи в стоманите:
- Манганът повишава закаляемостта на метала и неутрализира вредното въздействие на сярата.
- Силицият подобрява здравината и насърчава дезоксидацията на сплавта, премахвайки оксидите и сулфидите.
- Сярата влошава пластичността и вискозитета.
- Фосфорът намалява пластичността и якостта на сплавта.
- Кислородът и азотът разрушават структурата на стоманата, влошавайки здравината и пластичността.
- Водородът прави метала крехък.
За отстраняване на вредните примеси и неметални включвания, течната стомана се рафинира. Използва се комбинирано рафиниране в пещта и извън пещта. Например дезоксидация, десулфуризация, дегазация и др. Благодарение на почистването, металната структура става хомогенна и качеството се повишава.
Защо стоманата се сравнява с чугуна?
Металите са сходни по състав и начин на производство. Чугунът и стоманата са железни сплави, които се различават по концентрация на въглерод. В чугуна той е над 2,14% от общата маса, а в стоманата - не повече от 2,14%. В допълнение към процента на въглерод в сплавта, те се различават по свойства. Чугунът е топлоустойчив, топлоинтензивен, лек и устойчив на корозия. А стоманата е по-здрава, по-твърда и по-лесна за обработка.
Каква е разликата между чугун и стомана?
Плюсове и минуси на стоманата
Стоманата се класифицира според нейния химичен състав и физични свойства. Различните степени на метала имат своите предимства и недостатъци.
В сравнение с други сплави стоманата се различава:
· висока якост;
· твърдост;
· устойчивост на удар, статични и динамични натоварвания;
· пригодност за заваряване, рязане и огъване на детайли механично или ръчно;
· дългосрочна устойчивост на износване;
· достъпна цена.
Недостатъците на стоманата включват нестабилност към корозия, голямо тегло и магнетизация. За да се предотврати влошаването на стоманените продукти, се правят марки от неръждаема стомана. За да се получи устойчива на корозия сплав, се добавя хром. Съставът може също да съдържа никел, молибден, титан, сяра и фосфор.
Как се получава стоманата?
Производството на стомана се състои от няколко етапа. Нарушенията на технологията влияят на свойствата на метала.
Топене на заряд от желязна руда и нагряване на баня с течен метал
На първия етап суровините се топят при ниска температура. С постепенно повишаване на температурата желязото, силицият, манганът и фосфорът се окисляват. След това съдържанието на калциев оксид се увеличава, за да се отстрани фосфорът.
Кипяща метална баня
Повишаване на температурата и интензивно окисляване на желязото чрез въвеждане на руда, котлен камък и кислород. Въвеждането на добавки прави възможно получаването на железен оксид. Въглеродът ще взаимодейства с него. Получените мехурчета въглероден окис предизвикват кипене на сплавта. Примесите от трети страни се придържат към мехурчетата, като по този начин почистват стоманения състав. Железният сулфид също се отстранява, за да се отърве от сярата.
Деоксидация на стомана
При този процес железният оксид, който е бил разтворен в течния метал, се редуцира. Когато зарядът се разтопи, кислородът окислява примесите, но не е необходим в готовата стомана. Кислородът намалява механичните свойства на стоманата, така че трябва да се възстанови и отстрани. Стоманата се деоксидира с фероманган, феросилиций и алуминий. Веднъж попаднали в сплавта, деоксидантите образуват оксиди с ниска плътност и след това преминават в шлака.
