XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Железо является наиболее важным тяжелым металлом для техники. На его долю приходится около 4,7% структуры земной коры. В природе это происходит только в очень небольших количествах, т.е. в виде чешуек или гранул в базальтах и метеоритах. Железо в основном содержится в оксидных, гидроксидных или карбонатных соединениях, железных рудах.

В чистом виде железо редко используется в современной технике. Техническое железо всегда имеет определенную долю так называемых спутников железа: углерода (С), кремний (Si), марганец (Mn), фосфор (P) и сера (S). Углерод также является важнейшим легирующим элементом. Различают следующие железосодержащие материалы: чистое железо, сталь, чугун (серый чугун, специальный чугун, отбеленный чугун, ковкий чугун ли температурный чугун).

Чистое железо используется везде, где важны высокое удлинение, низкая твердость или особые свойства чистого железа. Так, например, уплотнения и арматура для химии и вакуумной техники из чистого железа. Сталь – это технический железный материал, который можно ковать, прокатывать или прессовать без последующей обработки. Этому условию удовлетворяют сплавы Fe-C с содержанием углерода менее 2,06 %.

Сталь используется везде, где требуется высокая прочность и хорошие технологические свойства. Свойства стали можно варьировать в широких пределах соответствующими легирующими добавками.

Чугун — это собирательный термин для серого чугуна, специального чугуна, отбеленного чугуна и ковкого чугуна. Его содержание C составляет более 2,6% (от 2,6 до 4,2%). Помимо более высокого содержания углерода, она в первую очередь отличается от стали тем, что ей обычно придают нужную форму литьем, а не формовкой.

Серый чугун используется для изготовления деталей машин и других изделий, которые подвергаются относительно небольшим растягивающим, ударным или ударным нагрузкам и имеют настолько сложную форму, что литье является наиболее экономичным способом их производства.

Спецлитье – высоколегированное литье, оно используется для специальных целей, т.е. для специальной арматуры в химической промышленности. Охлажденный чугун используется для отливок, которые должны быть очень твердыми в целом или только на поверхности.

Ковкое железо поддается ковке в ограниченной степени. Применяется для деталей машин, подверженных внезапным нагрузкам, но слишком дорогих в качестве поковок и трудно отливаемых из литой стали.

Важнейшим исходным сырьем для производства железосодержащих материалов являются оксидные, гидроксидные и карбонатные руды.