Различные типы и марки стали

Согласно Всемирная ассоциация производителей стали, В 2020 году в мире будет произведено 1878 миллионов тонн сырой стали. Это огромные цифры, и ученые открыли множество различных типов стали, отличающихся друг от друга физическим и химическим составом.

Каждый тип стали обладает различной прочностью, долговечностью и общими свойствами. В этом руководстве мы рассмотрим различные виды стали и систему их классификации. Будь вы студент или опытный инженер, эта статья будет одинаково важна для всех.

Введение в сталь

Говоря простым языком, сталь производится в основном путем соединения железа и углерода. Однако в стали присутствуют и другие примеси и элементы. Эти примеси и элементы, включая железо и углерод, влияют на свойства стали.

Как я уже говорил, сталь - один из самых производимых элементов в нашем мире. Причина в том, что она универсальна, мощна и долговечна. Сталь нашла свой путь от нашей посуды до более известных производственных компаний. Благодаря своему универсальному составу и свойствам.

О разнообразии их состава можно судить по тому, что существует более 3500 марок стали. Каждая из этих марок имеет свой физико-химический состав. Все эти марки стали используются для различных целей на промышленном уровне. 

Сталь так хороша благодаря наличию в ней углерода, который придает ей твердость. Одним из интересных моментов является то, что сталь не очень дорогая. Поэтому инженеры могут использовать ее в строительстве и других отраслях промышленности, таких как автомобильная и аэрокосмическая.

Виды стали

Как я уже говорил, существует множество типов и марок стали. Однако есть несколько типов, которые составляют большую часть стали, используемой в современном мире. В следующем разделе я расскажу об этих типах и помогу вам разобраться в них.

1 - углеродистая сталь

Она также известна как низкоуглеродистая сталь и является наиболее распространенным типом. Многие отрасли промышленности используют ее для производства различных изделий. Причина широкого применения стали в различных отраслях заключается в ее долговечности и прочности. Существуют различные типы углеродистая сталь, и каждый тип отличается по своим химическим свойствам.  

• Низкоуглеродистые стали: Этот тип углеродистой стали очень мягкий и чувствительный, так как содержит меньше углерода (до 0,3%). Она также известна как мягкая сталь. Инженеры используют ее для изготовления листов и других материалов. Под давлением эта сталь превращается в листы и другие изделия.
• Среднеуглеродистая сталь: Она более прочная, чем низкоуглеродистая сталь, и содержит больше углерода (0,3-0,6%). Преимущество этого типа в том, что он обладает отличной прочностью. Благодаря своей прочности и твердости она используется в автомобильной промышленности. 
• Высокоуглеродистая сталь: Наиболее востребованный в тяжелой промышленности тип углеродистой стали. Кобан варьируется от 0,6% до 2,1%. Их применение разнообразно, инженеры используют их там, где требуется прочность, например, в строительстве.

Сайт различие между мягкой и углеродистой сталью заключается в содержании углерода. Разница в содержании углерода придает им разные механические свойства. Мягкая сталь более мягкая и пластичная, чем более прочная углеродистая сталь.

2- Легированная сталь

Как следует из названия, этот тип стали присутствует в сплаве. Он производится путем смешивания стали с другими элементами, такими как хром и никель. Эти легированные стали хорошо известны своей устойчивостью к ржавчине и коррозии. 

Другой элемент, добавленный в сталь, останавливает оксид железа (ржавчину) при контакте с кислородом. Например, предположим, что в сталь добавлен хром. В этом случае хром реагирует с кислородом, образуя оксид хрома, вместо того чтобы позволить стали образовывать оксид железа. Слой оксида хрома не ржавеет и защищает сталь от коррозии.

Вот список других элементов, которые могут быть использованы для легирования стали.

Каждый из элементов обладает различными свойствами. Кобальтовый стальной сплав обеспечивает отличную жаропрочность. Аналогично, стальной сплав с молибденом обеспечивает отличную термостойкость. Таким образом, каждый сплав, изготовленный с использованием этого элемента, будет иметь свою особенность.

3- Нержавеющая сталь

В состав нержавеющей стали входит не менее 10,5% хрома. Как уже упоминалось выше, хром обладает уникальной особенностью превращаться в оксид хрома при реакции с кислородом. Поэтому, когда вы производите продукт с нержавеющая сталь, Благодаря этому слою оксида хрома он не ржавеет.

Слои оксида хрома не появляются на поверхности нержавеющей стали и остаются невидимыми. Однако он не позволяет железу, содержащемуся в стали, вступать в реакцию с кислородом, образуя слой оксида железа (ржавчину или коррозию). Этот тип стали используется для изготовления изделий, устойчивых к ржавчине.

Быстрая заметка: Помните, что легированная и нержавеющая сталь отличаются друг от друга. Их свойства и применение также различаются. Вы можете прочитать подробную сравнение в нашем руководстве по легированной и нержавеющей стали.

Сталь с 4-слойным покрытием

В этом случае инженеры наносят на сталь слой, который сохраняет ее прочность и защищает от ржавчины. Например, если производитель изготавливает изделие, которое будет использоваться в условиях повышенной влажности, он наносит тонкий слой. 

Покрытие не допустит появления слоя оксида железа и сохранит сталь в хорошем состоянии на долгие годы. Самый простой пример сталь с покрытием наносится тонкий слой краски, чтобы придать ему красивый вид и защитить от ржавчины и ультрафиолетового излучения.

5- Инструментальная сталь

Инструментальная сталь хорошо известна благодаря своей теплопроводности. Это говорит о том, что данный вид стали также является твердым. Обычно из нее изготавливают инструменты и оборудование, например сверла и пильные диски. Это оборудование способно выдерживать высокие температуры и быстро изнашиваться от абразива.

Для изготовления инструментальной стали могут использоваться различные элементы. Однако вольфрам, хром и ванадий являются одними из наиболее часто используемых элементов инструментальной стали. Не забывайте, что существует бесчисленное множество видов стали. Не забывайте, что существует огромное количество видов стали.

К другим типам относятся пружинные, оцинкованные, высокоскоростные, погодные и электротехническая сталь, но обсудить их все невозможно. Кроме того, эти типы не являются известными и на них приходится минимальное количество стали.

Системы градации стали

Как уже говорилось, тысячи различных типов сталей отличаются по химическому составу и свойствам. При наличии хорошо организованной системы их классификации их изучение и анализ становятся возможными.

Поэтому ученые разработали целую систему классификации. Эта система предлагает каждому типу определенную оценку в зависимости от его химического состава и свойств. Благодаря такой градации ученым и правительственным учреждениям легче распознать тип.

Каждый тип имеет свою оценку и удобство использования. Так, если ученый создает что-то, требующее определенного стиля, он будет использовать соответствующий сорт. Эта универсальная система градации упростила понимание и анализ различных типов стали.

В настоящее время в мире используются две системы оценок. В следующем разделе я расскажу о том, чем отличаются эти две системы оценки.

1- Система оценок SAE

Американский институт чугуна и стали (AISI) и Общество автомобильных инженеров (SAE) ввели систему классификации SAE. Она классифицирует стали в зависимости от их химического состава. Она также известна как четырехзначная система нумерации. Причина в том, что эта система присваивает четыре номера каждому типу стали.

Вот разбивка на четыре числа, которые присваивает эта система оценок:

1- Первый номер

Первая цифра обозначает элемент сплава, присутствующий в большем количестве. Другими словами, она указывает на основной элемент сплава. Например, один означает, что в сплавах из стали присутствует углерод. Аналогично, два означает, что в качестве основного элемента сплава со сталью присутствует никель. Список можно продолжить. Вот номера других легирующих элементов.

2- Второй номер

Вторая цифра в SAE классы указывает на количество или концентрацию легирующих элементов, входящих в состав стали. Увидев второе число любой стали, ученые сразу понимают химический состав этого типа стали.

3- Третье и четвертое числа

Третье и четвертое числа в марке стали указывают на концентрацию углерода в ней. Обычно она выражается в сотых долях процента. Например, в стали 1020 концентрация углерода составляет 0,20%

2- Система оценок ASTM

Система классификации ASTM считается более надежной и всеобъемлющей. В отличие от системы классификации SAE, она основана на различных факторах, таких как химические, физические и механические свойства стали. Эта система классификации проста для понимания.

При классификации ASTM материалу присваивается буквенный префикс. Это может быть любая буква от A до Z. После этой буквы идет номер. Этот номер указывает на определенный набор правил, объясняющих свойства материала, его поведение, производство и пригодность к использованию. 

Например, буква A обозначает черные металлы. Аналогичная буква B обозначает цветные металлы. И так далее. Номер показывает набор правил, которые ученый уже установил в системе классификации ASTM.

Является ли сталь экологически безопасной и устойчивой?

При производстве стали традиционным способом образуется CO2, который выбрасывается в окружающую среду. Выброс CO2 был опасен, так как раньше он выступал в качестве парникового газа и влиял на общее изменение климата. Однако сейчас ситуация изменилась.

Современные технологии производства стали используют электродуговые печи (EAF), которые не выделяют много CO2, что делает весь процесс производства стали экологически чистым. Кроме того, сталь легко возобновляется.

В дуговых печах для приготовления стали не используется железная руда. Вместо этого в качестве сырья используется металлолом. Когда в печи не используется железная руда, она не выделяет углекислый газ, который может привести к загрязнению окружающей среды.

Что касается экологичности, то сталь является возобновляемым материалом. Как бы долго вы ни перерабатывали сталь, ее форма и общая стоимость остаются неизменными. Кроме того, переработка стали - это быстро, вы можете получить ее быстрее.

Еще одним важным показателем экологичности является потребность в энергии для производства стали. Самое интересное, что для ее производства требуется меньше энергии. Например, вам понадобится только 40% энергии в 1960 году для производства одной тонны стали.

Это свидетельствует о том, что потребность в энергии для производства стали со временем снижается. Это зеленый сигнал о том, что производство стали является устойчивым. Благодаря использованию современных технологий, выброс опасных газов также контролируется, что является еще одним плюсом.

Заключение

Сталь универсальна, она помогает практически во всех отраслях. Есть ли хоть одна сфера жизни, где мы не используем сталь? Вряд ли. Хорошо, что она производится в больших масштабах. Появляются все новые и новые виды стали, что хорошо для будущего.

Кроме того, процесс производства не наносит вреда окружающей среде, что является большим плюсом. В этом руководстве я рассказал о видах стали и системе классификации, которая присваивает марки и классификацию различным видам стали. Надеюсь, оно окажется полезным!