Daugelis žmonių žino apie tokią medžiagą kaip ketaus ir jos stiprumo charakteristikas. Šiandien mes gilinsime šias žinias ir išsiaiškinsime, kas yra ketaus, iš ko jis susideda, kokios rūšys ir kaip jis gaminamas.

Sudėtis

Kas yra ketaus? Tai geležies, anglies ir įvairių priemaišų lydinys, kurio dėka jis įgyja reikiamas savybes. Medžiagoje turi būti ne mažiau kaip 2,14% anglies. Priešingu atveju tai bus plienas, o ne ketaus. Dėl anglies ketaus kietumas padidėja. Tuo pačiu metu šis elementas sumažina medžiagos elastingumą ir elastingumą, todėl ji tampa trapi.

Be anglies, ketaus būtinai sudaro: manganas, silicis, fosforas ir siera. Kai kurie prekės ženklai taip pat prideda papildomų priedų, kad suteiktų medžiagai specifinių savybių. Dažniausiai naudojami legiruojantys elementai yra chromas, vanadis, nikelis ir aliuminis.

Medžiagos tankis yra 7,2 g / cm 3. Metalų ir jų lydinių atveju tai yra gana aukštas rodiklis. Ketaus puikiai tinka visų rūšių gaminiams gaminti liejant. Šiuo atžvilgiu jis pranoksta visus geležies lydinius, išskyrus kai kurias plieno rūšis.

Ketaus lydymosi temperatūra yra 1200 laipsnių. Plieno atveju šis rodiklis yra 250–300 laipsnių didesnis. To priežastis yra padidėjęs anglies kiekis ketaus, o tai sukelia mažiau glaudžius ryšius tarp geležies atomų. Lydant ketaus ir vėliau kristalizuojant, anglis neturi laiko visiškai įsiskverbti į geležies struktūrą. Todėl medžiaga yra trapi. Ketaus struktūra neleidžia jo naudoti gaminiams, kurie nuolat veikiami dinaminių apkrovų, gaminti. Tačiau ketaus idealiai tinka dalims, kurios turi turėti didesnį stiprumą.

Priėmimas

Ketaus gamyba yra labai brangus ir daug medžiagų reikalaujantis procesas. Norint gauti vieną toną lydinio, jums reikia 550 kg kokso ir 900 litrų vandens. Kalbant apie rūdą, jos kiekis priklauso nuo geležies kiekio joje. Paprastai naudojama rūda, kurios geležies masės dalis yra ne mažesnė kaip 70%. Mažiau turtingų rūdų perdirbimas yra ekonomiškai nepraktiškas.

Prieš pradedant lydyti, medžiaga praturtinama. Ketaus gamyba 98% atvejų vyksta aukštakrosnėse.

Technologinis procesas apima kelis etapus. Pirma, rūda įkeliama į aukštakrosnį, į kurią įeina magnetinė geležies rūda (dvivalenčio ir trivalenčio geležies oksido junginys). Taip pat gali būti naudojamos rūdos, kuriose yra vandenilio geležies oksido arba jo druskų. Be žaliavų, į krosnį dedamos koksavimo anglys, būtinos aukštai temperatūrai sukurti ir palaikyti. Anglies degimo produktai, kaip geležies reduktoriai, taip pat dalyvauja cheminėse reakcijose.

Be to, į krosnį tiekiamas srautas, kuris atlieka katalizatoriaus vaidmenį. Tai pagreitina uolienų lydymosi ir geležies išsiskyrimo procesą. Svarbu pažymėti, kad prieš įeinant į krosnį, rūda turi būti specialiai apdorota. Kadangi smulkios dalys geriau tirpsta, ji iš anksto susmulkinama smulkinimo įrenginyje. Tada rūda plaunama, kad būtų pašalintos priemaišos be metalo. Tada žaliava išdžiovinama ir deginama orkaitėse. Deginant iš jo pašalinama siera ir kiti pašaliniai elementai.

Kai krosnis yra visiškai pakrauta, prasideda antrasis gamybos etapas. Užvedus degiklius, koksas pamažu pašildo pašarą. Dėl to išsiskiria anglis, kuri reaguoja su deguonimi ir sudaro oksidą. Pastarasis aktyviai dalyvauja redukuojant geležį iš rūdoje esančių junginių. Kuo daugiau dujų susikaupia krosnyje, tuo lėčiau vyksta reakcija. Kai pasiekiama teisinga proporcija, reakcija visiškai sustoja. Dujų perteklius toliau tarnauja kaip kuras palaikyti reikiamą temperatūrą krosnyje. Šis metodas turi keletą privalumų. Pirma, tai leidžia sumažinti kuro sąnaudas, todėl gamybos procesas yra pigesnis. Ir, antra, degimo produktai nepatenka į atmosferą, teršia ją, bet ir toliau dalyvauja gamyboje.

Anglies perteklius sumaišomas su lydytuvu ir absorbuojamas geležies. Taip pasirodo ketaus. Neišlydytos priemaišos plaukia į mišinio paviršių ir pašalinamos. Jie vadinami šlakais. Šlakas naudojamas kai kurių medžiagų gamybai. Kai iš lydalo pašalinamos visos dalelių perteklius, į jį pridedami specialūs priedai.

Veislės

Kas yra ketaus ir kaip jis gaunamas, mes jau išsiaiškinome, dabar mes susidursime su šios medžiagos klasifikacija. Ketaus ir liejimo ketaus gaunami aukščiau aprašytu būdu.

Ketaus plienas naudojamas deguonies keitiklio būdu. Šiam tipui būdingas mažas silicio ir mangano kiekis lydinyje. Ketaus naudojamas visų rūšių gaminiams gaminti. Jis suskirstytas į penkis tipus, kurių kiekvienas bus svarstomas atskirai.

Balta

Šiam lydiniui būdingas anglies perteklinis kiekis karbido arba cementito pavidalu. Šios rūšies pavadinimas buvo suteiktas dėl baltos spalvos gedimo vietoje. Anglies kiekis tokiame ketaus paprastai viršija 3%. Baltas ketaus yra labai trapus ir trapus, todėl jis naudojamas ribotai. Šis tipas naudojamas paprastos konfigūracijos dalims, kurios atlieka statines funkcijas ir nekelia didelių apkrovų, gaminti.

Dėl baltojo ketaus sudėties pridėjus legiruojančių priedų, galima padidinti medžiagos techninius parametrus. Šiuo tikslu dažniausiai naudojamas chromas arba nikelis, rečiau - vanadis arba aliuminis. Prekės ženklas su tokiais priedais buvo pavadintas „sormite“. Jis naudojamas įvairiuose prietaisuose kaip šildymo elementas. "Sormite" turi didelį atsparumą ir gerai veikia ne aukštesnėje kaip 900 laipsnių temperatūroje. Dažniausiai baltas ketaus naudojamas buitinių vonių gamyboje.

Pilka

Tai yra labiausiai paplitusi ketaus rūšis. Ji rado pritaikymą įvairiose šalies ekonomikos srityse. Pilkojo ketaus anglis pateikiama perlito, grafito arba ferito-perlito pavidalu. Tokiame lydinyje anglies kiekis yra apie 2,5%. Kalbant apie ketaus, ši medžiaga turi didelį stiprumą, todėl ji naudojama gaminant dalis, patiriančias ciklinį įtempį. Įvorės, laikikliai, krumpliaračiai ir pramoninės įrangos korpusai pagaminti iš pilkojo ketaus.

Dėl grafito pilkasis ketaus sumažina trinties jėgas ir pagerina tepimo savybes. Todėl pilkosios ketaus dalys yra labai atsparios tokio tipo nusidėvėjimui. Dirbant ypač agresyvioje aplinkoje, į medžiagą įvedami papildomi priedai, kurie leidžia neutralizuoti neigiamą poveikį. Tai: molibdenas, nikelis, chromas, boras, varis ir stibis. Šie elementai apsaugo pilką ketaus nuo korozijos. Be to, kai kurie iš jų padidina laisvos anglies grafitizavimą lydinyje. Tai sukuria apsauginį barjerą, kuris neleidžia destruktyviems elementams patekti į ketaus paviršių.

Pusė

Tarpinė medžiaga tarp pirmųjų dviejų veislių yra pusė ketaus. Jame esanti anglis grafito ir karbido pavidalu pateikiama maždaug vienodomis proporcijomis. Be to, tokiame lydinyje gali būti nereikšmingas lideburito (ne daugiau kaip 3%) ir cementito (ne daugiau kaip 1%) kiekis. Bendras anglies kiekis pusėje ketaus svyruoja nuo 3,5 iki 4,2%. Šis tipas naudojamas dalims, kurios naudojamos nuolatinės trinties sąlygomis, gaminti. Tai apima automobilių stabdžių trinkeles ir smulkintuvo ritinius. Siekiant dar labiau padidinti atsparumą dilimui, į lydinį pridedami visų rūšių priedai.

Kaliojo

Šis lydinys yra baltojo ketaus rūšis, kuri yra specialiai deginama, kad grafitizuotų laisvą anglį. Palyginti su plienu, toks ketaus turi geresnes slopinimo savybes. Be to, jis nėra toks jautrus įpjovoms ir gerai veikia esant žemai temperatūrai. Tokiame ketaus anglies masės dalis yra ne didesnė kaip 3,5%. Lydinyje jis pateikiamas ferito, granuliuoto perlito pavidalu, kuriame yra grafito arba ferito-perlito intarpų. Kalusis ketaus, kaip ir pusė ketaus, daugiausia naudojamas dalių, eksploatuojamų nuolatinės trinties sąlygomis, gamybai. Siekiant pagerinti medžiagos veikimą, į lydinį pridedama magnio, telūro ir boro.

Didelio stiprumo

Šio tipo ketaus gaunama dėl to, kad metalo gardelėje susidaro mazgeliniai grafito intarpai. Dėl šios priežasties kristalo gardelės metalinė bazė susilpnėja, o lydinys įgyja geresnes mechanines savybes. Sferinis grafitas susidaro dėl to, kad į medžiagą patenka magnio, itrio, kalcio ir cerio. Kalusis ketaus parametrai yra panašūs į didelio anglies plieno. Jis puikiai tinka liejimui ir gali visiškai pakeisti plienines mechanizmų dalis. Dėl didelio šilumos laidumo ši medžiaga gali būti naudojama vamzdynų ir šildymo prietaisų gamybai.

Pramonės sunkumai

Šiandien ketaus liejimas turi abejotinų perspektyvų. Faktas yra tas, kad dėl didelių išlaidų ir didelio atliekų kiekio pramonininkai vis dažniau atsisako ketaus pigių pakaitalų naudai. Sparčios mokslo raidos dėka jau seniai buvo galima gauti geresnių medžiagų mažesnėmis sąnaudomis. Aplinkos apsauga vaidina svarbų vaidmenį šiuo klausimu, nes nepriimtinas aukštakrosnių naudojimas. Norint visiškai perkelti ketaus lydymą į elektrines krosnis, reikia metų, jei ne dešimtmečių. Kodėl taip ilgai? Kadangi tai labai brangu, ir ne kiekviena valstybė gali sau tai leisti. Todėl belieka laukti, kol bus nustatyta masinė naujų lydinių gamyba. Žinoma, artimiausiu metu visiškai sustabdyti ketaus pramoninį naudojimą nebus įmanoma. Tačiau akivaizdu, kad jo gamybos mastai kasmet mažės. Ši tendencija prasidėjo prieš 5–7 metus.

Išvada

Išsprendę klausimą: „Kas yra ketaus?“, Galime padaryti keletą išvadų. Pirma, ketaus yra geležies, anglies ir priedų lydinys. Antra, jis turi šešis tipus. Trečia, ketaus yra labai naudinga ir universali medžiaga, todėl jo brangi gamyba buvo naudinga ilgą laiką. Ketvirta, šiandien ketaus jau laikomas praeities reliktu ir sistemingai užleidžia vietą patikimesnėms ir pigesnėms medžiagoms.

Plienas- geležies lydinys (Fe> 90%) su anglimi (C iki 2,14%). Plienas plačiai naudojamas mechaninėje inžinerijoje ir statyboje.
Plienas nuo ketaus skiriasi mažesniu anglies kiekiu ir visomis nuolatinėmis priemaišomis.
Jie tapo minkštesni ir lankstesni nei ketaus.

Be geležies ir anglies, plienuose ir ketaus visuomet yra silicio (Si), mangano (Mn), sieros (S), fosforo (P) ir dujų - deguonies, azoto, vandenilio (O, N, H). Šie priemaišų vadinamas pastoviu.
Be nuolatinių plieno ir ketaus priemaišų, atsitiktinai gali būti kitų elementų, kurie vadinami atsitiktinių priemaišų(iš rūdos, laužo).
Kartais į geležies -anglies lydinius specialiai įvedami cheminiai elementai - chromas (Cr), nikelis (Ni), molibdenas (Mo), volframas (W), titanas (Ti), kad būtų pakeista jų struktūra ir savybės. Tokios priemaišos vadinamos legiravimas, ir atitinkami lydiniai yra legiruoti.

Cheminė klasifikacija

Pagal cheminę sudėtį plienas skirstomas į:
Anglies
Lydytas

Anglies- plienas, kurio savybės daugiausia priklauso nuo anglies kiekio. Tokie plienai savo ruožtu yra suskirstyti į:
Mažai anglies - C<0,25%
Vidutinė anglis - 0,25% Daug anglies - C> 0,6%
Lydytas- plienas, į kurį įeina specialiai įvesti elementai, suteikiantys jam reikiamas savybes.

Klasifikacija pagal paskirtį

Plienas pagal paskirtį yra padalintas į:
Struktūrinis
Instrumentinis

Struktūrinis plienas skirtas mašinų dalių, instrumentų ir statybinių konstrukcijų elementų gamybai.
Instrumentinis plienas naudojamas pjovimo, matavimo įrankių gamybai, štampams šaltai ir karštai deformuoti.
Plienas specialiems tikslams-nerūdijantis (atsparus korozijai), atsparus karščiui, atsparus karščiui, atsparus dilimui ir kt.

Kokybės klasifikacija

Pagal šį kriterijų plienas skirstomas į:
Įprastos kokybės plienas
Kokybinis
Aukštos kokybės
Ypač aukštos kokybės

Pagal kokybėsčia turime omenyje plieno savybių rinkinį, kurį lemia metalurginis jo gamybos procesas.

Klasifikavimas pagal deoksidacijos laipsnį

Pagal deoksidacijos laipsnį plienas skirstomas į:
Ramus
Pusiau ramus
Verda
Ženklinant tokius plienus, verdančio plieno klasės pabaigoje rašomos raidės „kp“, pusiau ramiems-„ps“.

Rūgštingumo mažinimas- deguonies pašalinimo iš skysto plieno procesas. Nekoduotas plienas yra nepakankamai lankstus ir gali lūžti karšto darbo metu.

Struktūrinė klasifikacija

Plienas klasifikuojamas kaip atkaitintas ir normalizuotas. Atkaitintoje (pusiausvyros) būsenoje plienas skirstomas į:
Hipoeutektoidas konstrukcijoje yra cementito pertekliaus
Eutektoidas, kurio struktūrą sudaro perlitas
Pretectoid, kurio struktūroje yra antrinių karbidų, nusodintų iš austenito
Ledeburitas, kurių struktūroje yra pirminių (eutektinių) karbidų
Austenitinis
Feritinis

Plieno žymėjimas

Verdančio plieno prekės ženklo pabaigoje rašomos raidės „kp“, o „ps“-pusiau ramus plienas.

Lydiniai elementai žymimi raidėmis: H (nikelis), K (kobaltas), G (manganas), X (chromas), B (volframas), M (molibdenas), U (aliuminis), C (silicis), F (vanadis) ), P (boras). Raidės rašomos po skaičiaus, nurodančio anglies kiekį. Jei po raidės nėra skaičiaus, tada legiruotojo elemento kiekis pliene yra 1-1,5%. Išimtis taikoma molibdenui ir vanadžiui, kurių kiekis daugumoje plienų yra 0,2–0,3%.

Jei plieno legiruojantis elementas yra didesnis nei 1,5%, tada skaičius po raidės nurodo jo kiekį procentais. Pavyzdžiui, 15X klasė reiškia plieną, kurio vidutinė temperatūra yra 0,15% C ir 1-1,5% Cr, plienas 35G2 - 0,35% C ir 2% Mn.

Skirtumas tarp aukštos kokybės plieno ir aukštos kokybės yra tas, kad pasibaigus aukštos kokybės plieno rūšiai, priskiriama raidė A. Pavyzdžiui, 40ХНМ plienas yra aukštos kokybės, o 40ХНМА plienas yra aukštas. -kokybė. Jei plienas yra ypač kokybiškas, prekės ženklo pabaigoje rašoma raidė Ш.

Plieno, naudojamo liejimo pavidalu (liejime), raidė L pateikiama klasės pabaigoje.

Chromo plieno rutuliniai guoliai pradžioje žymimi raidėmis ШХ, chromo kiekis šiuose plienuose nurodomas dešimtosiomis procentais, o anglies kiekis, kuris yra vienodas skirtingiems chromo kiekiams, nenurodomas. Pavyzdžiui, plieno ShKh15 vidutiniškai yra 1% C ir 1,5% Cr.

Greitasis plienas žymimas raide P (pjovimas). Skaičius po raidės nurodo pagrindinį šių plienų legiruotojo elemento - volframo - kiekį.
Pavyzdys: R6M5K4 - greitasis plienas, kurio volframo kiekis yra 6%, molibdeno 5%, kobalto 4%.

Elektriniai plienai (transformatorius) žymimi raide E. Skaičius po raidės nurodo legiruotojo elemento - silicio - kiekį procentais.

Remiantis SAE prekės ženklu (JAV), struktūriniai plienai: anglies ir legiruoti su vienu ir dviem elementais žymimi keturiais skaičiais. Pirmasis skaičius nurodo pagrindinį legiruojantį elementą, antrasis - jo procentą, trečias ir ketvirtas - anglies kiekį šimtosiose procentinėse dalyse. Pirmasis skaitmuo 1 priimtas anglies plienams žymėti; tada antrasis skaitmuo yra 0. Pirmieji skaitmenys: 2 žymi nikelio plieną; 3 - nikelis su chromu; 4 - molibdenas; 5 - chromas; 6 - chromas su vanadžiu; 7 - volframas; 8 - vanadis; 9 - kvarcinis su manganu.

Pavyzdžiui, plienas 1045 atitinka plieną 45 pagal GOST; plienas 5140 - plienas 40X ir kt. Plienui, legiruotam su daugybe elementų, taikomas sudėtingesnis žymėjimas.

Modernumas yra geležis. Ekspertas žino, kad žodis „geležis“ reiškia geležies ir anglies lydinius - plieną ir ketaus. Atrodytų, kad tai yra dvi visiškai skirtingos medžiagos ir jas labai lengva atskirti. Tačiau, atsižvelgiant į platų jų rūšių ir prekių ženklų asortimentą, sunku nustatyti kai kurių jų cheminės sudėties skirtumą. Svarbu turėti papildomų įgūdžių, kad žinotumėte atsakymą į klausimą: kuo ketaus skiriasi nuo plieno?

Ketaus

Specifikacijos:

1. Grubus, su pilka matine spalva.
2. Lydymasis 1000-1600˚C temperatūroje, priklausomai nuo sudėties (pramoniniams-vidutiniškai-1000-1200˚C, baltos ir kiaulienos lygintuvai lydomi aukštesnėje temperatūroje).
3. Tankis: 7200-7600 kg / m 3.
4. 540 J / (kg˚C).
5. Didelis kietumas: 400-650HB.
6. Mažas plastiškumas, labai subyrėjęs veikiant slėgiui; kaliojo ketaus δ = 6-12% turi didžiausias santykinio pailgėjimo reikšmes.
7. Mažas stiprumas: 100–200 MPa, kaliojo atveju jo vertės siekia 300–370 MPa, kai kurių didelio stiprumo-600–800 MPa.
8. Jis imituojamas naudojant terminį apdorojimą, tačiau retai ir labai atsargiai, nes jam būdingas lūžimo procesas.
9. Jis legiruojamas naudojant pagalbinius cheminius elementus, tačiau didelis lydinio laipsnis dar labiau apsunkina technologinio apdorojimo procesą.
10. Jis pasižymi patenkinamu suvirinamumu, geru apdirbamumu, puikiomis liejimo savybėmis. Jis netaikomas kalimui ir štampavimui.
11. Geras atsparumas dilimui ir atsparumas korozijai.

Ketaus yra kėbulo dalių, blokų, mašinų mazgų medžiaga, pagaminta liejant. Yra pagrindinis įkrovimo komponentas

Plienas

Geležies -anglies lydinys, kuriame yra ne daugiau kaip 2,14% anglies ir ne mažiau kaip 45% geležies, vadinamas plienu. Pagrindinės jo savybės:

1. Lygus, sidabriškos spalvos su būdingu blizgesiu.
2. Lydosi 1450 ° C temperatūroje.
3. Tankis svyruoja nuo 7700 iki 7900 kg / m 3.
4. Šilumos talpa kambario temperatūroje: 462 J / (kg˚C).
5. Mažas kietumas, vidutiniškai 120-250 HB.
6. Puikus lankstumas: santykinis pailgėjimo koeficientas δ įvairiems prekių ženklams svyruoja nuo 5-35%, daugumai-δ≥20-40%.
7. Vidutinės konstrukcinių medžiagų galutinio stiprumo vertės - 300-450 MPa; ypač stipriai legiruoto - 600-800 MPa.
8. Tai gerai ištaiso savybes naudojant terminį ir cheminį terminį apdorojimą.
9. Jis aktyviai legiruotas įvairiais cheminiais elementais, siekiant pakeisti savybes ir paskirtį.
10. Kokybiškai aukšti suvirinamumo, tinkamumo slėgio ir pjovimo rodikliai.
11. Jis pasižymi mažu atsparumu korozijai.

Plienas yra pagrindinis struktūrinis lydinys šiuolaikinėje metalurgijoje, mechaninėje inžinerijoje, prietaisų gamyboje ir technologijose.

Nustatykite kilmę pagal detalės tipą

Apsvarstę išsamias šių lydinių savybes, galite drąsiai naudotis žiniomis apie tai, kuo ketaus skiriasi nuo plieno. Turint priešais metalinį daiktą ir abejojant jo kilme, racionalu iš karto prisiminti pagrindines išskirtines technologines savybes. Taigi, ketaus yra liejimo medžiaga. Iš jo gaminami paprasti indai, masyvūs vamzdžiai, staklių dėklai, varikliai, dideli paprastos konfigūracijos objektai. Visų dydžių ir sudėtingumo dalys yra pagamintos iš plieno, nes tam naudojami kalimo, štampavimo, piešimo, valcavimo ir kiti metodai. Todėl, jei kyla klausimas dėl armatūros kilmės, negali būti jokių abejonių - tai plienas. Jei jus domina masyvaus katilo kilmė, tai yra ketaus. Jei jums reikia sužinoti, iš ko pagamintas variklis ar alkūninio veleno korpusas, turėtumėte pasinaudoti kitomis atpažinimo galimybėmis, nes galimos abi galimybės.

Spalvų bruožų ir trapumo analizė

Kad žinotumėte, kaip akimis atskirti ketaus nuo plieno, turite prisiminti pagrindinius vizualinius skirtumus. Ketaui būdinga matinė pilka spalva ir šiurkštesnė išorinė tekstūra. Plienas pasižymi ypatingu sidabrišku blizgesiu ir minimaliu šiurkštumu.

Taip pat svarbios žinios, kaip vizualiai atskirti ketaus nuo plieno, yra informacija apie šių medžiagų plastiškumą. Jei bandiniai ar metaliniai daiktai nėra labai vertingi, galite patikrinti jų stiprumą ir lankstumą, taikydami smūgio jėgą. Trapus ketaus subyrės į gabalus, o plienas tik deformuojasi. Esant rimtesnėms trupinimo apkrovoms, ketaus trupiniai pasirodys maži ir įvairios formos, o plieno gabalai - dideli, teisingos konfigūracijos.

Supjaustykite ir gręžkite

Kaip namuose atskirti ketaus nuo plieno? Būtina iš jo gauti smulkių dulkių ar drožlių. Kadangi plienas yra labai lankstus, jo drožlės taip pat turi vingiuotą pobūdį. Ketaus trupina, o gręžiant kartu su dulkėmis susidaro nedideli lūžių lustai.

Norėdami gauti dulkių, galite naudoti dildę arba žirklę ir šiek tiek pagaląsti dominančios dalies kraštą. Apsvarstykite gautas smulkias drožles ant rankos ar balto popieriaus lapo. Ketaus sudėtyje yra daug anglies grafito intarpų pavidalu. Todėl, trinant jo dulkes, lieka juodo grafito „pėdsakas“. Tačiau plienuose anglis yra surištos būsenos, todėl mechaninis poveikis dulkėms nesuteikia jokių matomų rezultatų.

Karštis ir kibirkštys

Kaip atskirti ketaus nuo plieno? Turite veikti naudodami reikiamą įrangą ir šiek tiek kantrybės.

Pirmuoju atveju galite pasinaudoti šildymu, pavyzdžiui, su pūtikliu, iš pradžių apsirengę specialiais apsauginiais drabužiais ir laikydamiesi saugos taisyklių darbe. Prieš pradedant lydyti metalą, reikia pakelti temperatūrą. Jau buvo pasakyta, kad ketaus lydymosi temperatūra yra didesnė nei plieno. Tačiau tai daugiausia taikoma baltai ir visų pramoninių prekių ženklų atžvilgiu - juose yra ne daugiau kaip 4,3% anglies ir jie ištirpsta jau esant 1000–1200 ° C temperatūrai. Taigi jį galima ištirpinti daug greičiau.

Kognityvinis būdas gauti informacijos apie tai, kuo ketaus skiriasi nuo plieno, yra eksperimentinio pavyzdžio naudojimas šlifavimo staklėse arba aštriu šlifavimo staklės ratu. Analizė atliekama atsižvelgiant į kibirkščių savybes. Ketaus atveju būdingos silpnos raudonos kibirkštys, o plienui - ryškios, akinančios trumpos sijos su baltai geltonu atspalviu.

Kaip tai skamba

Įdomi savybė yra tai, kaip pagal garsą atskirti ketaus nuo plieno. Šie du lydiniai skamba skirtingai. Visiškai nebūtina kurti muzikinį akompanimentą esamose eksperimentinėse patalpose. Tačiau jūs turite turėti abu pavyzdžius arba būti patyrę klausą šiuo klausimu. Plienui būdingas didesnis tankis, kuris atsispindi jo garse. Kai į jį pataiko metalinis daiktas, garsas yra daug skambesnis nei toje pačioje situacijoje su ketaus.

Kad žinotumėte, kuo ketaus skiriasi nuo plieno, turite turėti šiek tiek žinių apie šias medžiagas ir šiek tiek patirties. Galų gale, patyręs kalimo, šlifavimo, frezavimo, gręžimo, tekinimo, terminio apdorojimo ar suvirinimo specialistas, metalurgas ar technikas gali lengvai juos atskirti vienas nuo kito, spręsdamas tik vizualiai arba liečiant.

Juodosios metalurgijos gaminiai yra plačiai naudojami daugelyje šalies ekonomikos sektorių, o juodieji metalai visada yra paklausūs statyboje ir mechaninėje inžinerijoje. Metalurgija ilgą laiką sėkmingai vystėsi dėl didelio techninio potencialo. Gamyboje ir kasdieniame gyvenime dažniausiai naudojami ketaus ir plieno gaminiai.

Ketaus ir plieno gaminiai priklauso juodųjų metalų grupei; šios medžiagos savo savybėmis yra unikalios geležies lydiniai su anglimi. Kuo skiriasi plienas ir ketaus, jų pagrindinės savybės ir charakteristikos?

Plienas ir jo pagrindinės savybės

Plienas yra deformuotas geležies-anglies lydinys, kuris visada yra ne daugiau kaip 2%, taip pat kiti elementai. Anglis yra svarbus komponentas, nes suteikia geležies lydiniams stiprumo ir kietumo, taip sumažindamas minkštumą ir lankstumą. Lydinio elementai dažnai pridedami prie lydinio, kuris galiausiai suteikia legiruotą ir legiruotą plieną, kai sudėtyje yra ne mažiau kaip 45% geležies ir ne daugiau kaip 2% anglies, likę 53% yra priedai.

Plienas yra svarbiausia medžiaga daugelyje pramonės šakų, jis naudojamas statybose ir kylant šalies techniniam bei ekonominiam lygiui, auga ir plieno gamybos mastai. Senovėje meistrai naudojo tiglių lydymą, kad gautų liejamąjį plieną, ir toks procesas buvo neefektyvus ir daug darbo reikalaujantis, tačiau plienas buvo aukštos kokybės.

Laikui bėgant, gavimo procesai pradėjo keistis, tiglį pakeitė Bessemeris ir atviro židinio metodas plieno gavimas, kuris leido nustatyti masinę liejamojo plieno gamybą. Tada jie pradėjo lydyti plieną elektrinėse krosnyse, po to buvo pradėtas deguonies keitimo procesas, kuris leido gauti ypač gryną metalą. Iš rišamųjų komponentų skaičiaus ir tipų plienas gali būti:

• Mažas lydinys
• Vidutiniškai legiruotas
• Aukštas lydinys

Priklausomai nuo anglies kiekio tai atsitinka:

• Mažai anglies
• Vidutinio anglies
• Didelis anglies kiekis.

Į metalo sudėtį dažnai įeina nemetaliniai junginiai - oksidai, fosfidai, sulfidai, jų kiekis skiriasi plieno kokybe, yra tam tikra kokybės klasifikacija.

Plieno tankis yra 7700-7900 kg / m 3, o bendras plieno charakteristikas sudaro tokie rodikliai kaip stiprumas, kietumas, atsparumas dilimui ir tinkamumas įvairių tipų apdirbimui. Palyginti su ketaus, plienas turi didesnį lankstumą, stiprumą ir kietumą. Dėl savo plastiškumo jis yra lengvai apdorojamas, plienas turi didesnį šilumos laidumą, o jo kokybė padidėja sukietėjus.

Tokie elementai kaip nikelis, chromas ir molibdenas yra legiruojantys komponentai, kurių kiekvienas suteikia plienui savo savybes. Chromo dėka plienas tampa tvirtesnis ir kietesnis, o jo atsparumas dilimui didėja. Nikelis taip pat suteikia stiprumo, taip pat tvirtumo ir kietumo, padidina jo antikorozines savybes ir kietumą. Silicis sumažina kietumą, o manganas pagerina suvirinamumą ir sukietėjimą.

Visos esamos plieno rūšys turi lydymosi temperatūra nuo 1450 iki 1520 ° C ir yra stiprūs dilimui ir deformacijoms atsparūs metalo lydiniai.

Ketaus ir jo pagrindinės savybės

Ketaus gamybos pagrindas taip pat yra geležis ir anglis, tačiau skirtingai nuo plieno, jame yra daugiau anglies, taip pat kitų priemaišų legiruojančių metalų pavidalu. Jis yra trapus ir sugenda be matomų deformacijų. Anglis čia veikia kaip grafitas arba cementitas ir dėl kitų elementų kiekio ketaus yra suskirstytas į šias rūšis:

Ketaus lydymosi temperatūra priklauso nuo anglies kiekio jame, kuo daugiau lydinio, tuo žemesnė temperatūra, taip pat padidėja jo sklandumas kaitinant. Dėl to metalas yra ne plastikas, teka, taip pat yra trapus ir sunkiai apdorojamas. Jo lydymosi temperatūra yra nuo 1160 iki 1250 ° C.

Ketaus ir plieno gaminiai dažnai naudojami metalurgijos pramonės gaminiuose. Abi medžiagos yra unikalus geležies ir anglies lydinys. Tačiau tų pačių komponentų naudojimas gamyboje nesuteikia medžiagoms panašių savybių. Ketaus ir plieno yra dvi skirtingos medžiagos. Kokie jų skirtumai?

Plienas

Norėdami pagaminti plieną, turite lydyti geležį, anglį ir priemaišas. Šiuo atveju anglies kiekis mišinyje neturėtų viršyti 2%, o geležies - ne mažiau kaip 45%. Likusi procentinė dalis mišinyje gali būti legiruojantys elementai (mišinį rišančios medžiagos, pavyzdžiui, molibdenas, nikelis, chromas ir kiti). Anglies dėka geležis įgauna stiprumo ir ypatingo kietumo. Be jo dalyvavimo būtų gauta klampi ir plastinė medžiaga.

Ketaus

Gaminant ketaus, lydoma ir geležis bei anglis. Tik pastarųjų kiekis mišinyje yra didesnis nei 2%. Be išvardytų komponentų, mišinyje yra nuolatinių priemaišų: silicio, mangano, fosforo, sieros ir legiruojančių priedų.

Skirtumai

Metalurgijoje išskiriama gana daug plieno rūšių. Jų klasifikacija priklauso nuo tam tikro komponento kiekio mišinyje. Pavyzdžiui, iš legiruotojo plieno (daugiau nei 11%) gaunamas didelis rišamųjų elementų kiekis. Be to, yra:

• mažai legiruotas - iki 4% rišamųjų komponentų;
• vidutinio lydinio - iki 11% privalomų elementų.

• mažai anglies išskiriantis metalas - iki 0,25% С;
• vidutinio anglies metalas - iki 0,55% C;
• daug anglies - iki 2% С.

Galiausiai, priklausomai nuo nemetalinių intarpų, susidariusių dėl reakcijų (pvz., Oksidų, fosfidų, sulfidų), kiekio, klasifikuojama pagal fizines savybes:

• ypač aukštos kokybės;
• aukštos kokybės;
• aukštos kokybės;
• paprastas plienas.

Tai nėra išsami plieno klasifikacija. Jie taip pat išskiria tipus pagal medžiagos struktūrą, gamybos būdą ir pan. Tačiau nesvarbu, kaip pagrindiniai komponentai yra legiruoti, rezultatas yra kieta, patvari, atspari dilimui ir deformacijai atspari medžiaga, kurios savitasis svoris yra 7,75 (iki 7,9) g / cm 3. Plieno lydymosi temperatūra yra nuo 1450 iki 1520 ° C.

Priešingai nei plienas, ketaus yra trapesnis, jis išsiskiria tuo, kad gali sugriūti be pastebimų nuolatinių deformacijų. Tokiu atveju pati lydinio anglis pateikiama grafito ir (arba) cementito pavidalu, jų forma ir atitinkamai kiekis lemia ketaus tipus:

• balta - visa reikalinga anglis yra cementito pavidalu. Pertraukos metu medžiaga yra balta. Labai kietas, bet trapus. Jis gali būti perdirbamas ir daugiausia naudojamas suklastotai veislei gauti;
• pilka - anglis grafito pavidalu (plastikinė forma). Minkštas, lengvai apdorojamas (galima pjaustyti) ir turi žemą lydymosi temperatūrą;
• kaliojo - gaunamas po ilgo baltos spalvos atkaitinimo, dėl kurio susidaro grafitas. Šildymas (virš 900 ° C) ir grafito aušinimo greitis neigiamai veikia medžiagos savybes. Tai apsunkina suvirinimą ir apdorojimą;
• didelis stiprumas - yra sferinis grafitas, susidaręs dėl kristalizacijos.

Išvadų svetainė

1. Plienas yra tvirtesnis ir kietesnis nei ketaus.
2. Ketaus yra lengvesnis už plieną ir turi žemesnę lydymosi temperatūrą.
3. Dėl mažesnio anglies kiekio plienas yra geriau apdirbamas (suvirinimas, pjovimas, valcavimas, kalimas) nei ketaus.
4. Dėl tos pačios priežasties ketaus gaminiai gaminami tik liejant.
5. Ketaus gaminiai yra akytesni (dėl liejimo) nei plienas, todėl jų šilumos laidumas yra daug mažesnis.
6. Paprastai ketaus kūriniai yra juodi ir matiniai, o plieniniai - lengvi ir blizgūs.
7. Ketaus šilumos laidumas yra mažas, o plieno - didesnis.
8. Ketaus yra pagrindinis juodosios metalurgijos produktas, o plienas - galutinis produktas.
9. Ketaus nėra sukietėjęs, o kai kurioms plieno rūšims reikia atlikti grūdinimo procedūrą.
10. Ketaus gaminiai yra tik liejami, o plieno gaminiai yra kalti ir suvirinti.