Положительные и отрицательные стороны чугуна.

К плюсам чугуна относят:

- Углерод в чугуне может находиться в разном состоянии. Поэтому этот материал может быть двух видов (серый и белый).

- Определенные виды чугуна обладают повышенной прочностью, поэтому чугун иногда ставят на одну линию со сталью.

- Чугун может достаточно долго сохранять температуру. То есть при нагреве тепло равномерно распределяется по материалу и остается в нем длительное время.

- По экологичности чугун является чистым материалом. Поэтому его часто используют для изготовления посуды, в которой впоследствии готовится пища.

- Чугун стоек в кислотно-щелочной среде.

- Чугун обладает хорошей гигиеничностью.

- Материал отличается достаточно долгим сроком службы. Замечено, что чем продолжительнее используется чугун, тем его качество лучше. Чугун – долговечный материал.

- Чугун – это безвредный материал. Он не способен нанести организму даже маленького вреда.

К минусам чугуна относят:

- Чугун покроется ржавчиной, если на нем непродолжительное время будет находиться вода.

- Чугун – дорогостоящий материал. Однако этот минус оправдан. Чугун очень качественный, практичный и надежный. Предметы, изготовленные из него, так же получаются качественными и долговечными.

- Для серого чугуна характерна маленькая пластичность.

- Для белого чугуна характерна хрупкость. Он в основном идет на переплавку.

 

На свойства чугуна влияют специальные примеси:

- Сера - позволяет снизить тугоплавкость.

- Фосфор - дает возможность создать изделие сложной формы, но не дает ему повышенной прочности.

- Кремний делает температуру плавления не такой высокой и значительно улучшает свойства литья. Различное процентное содержания кремния позволяет создать разный чугун: от чисто-белого до ферритного.

- Марганец ухудшает литейные и технологические свойства, но повышает прочность и твердость.

Могут входить и другие компоненты - такие материалы называются легированными. Наиболее часто в чугун примешивают титан, хром, алюминий, никель и медь.

 

Производство чугуна.

Чугун производят в специальных доменных печах. Основное сырье для получения чугуна – это железная руда. Технологический процесс заключается в восстановлении оксидов железа руды и получении на выходе другого материала – чугуна. Для изготовления чугуна используются следующее топливо: кокс, природный газ и термоантрацит.

После восстановления руды железо имеет твердую форму. Далее его опускают в специальную часть печи (распар), где происходит растворение в железе углерода. На выходе получается жидкий чугун, который опускается в нижнюю часть печи.

Области применения

1. Для производства деталей в машиностроении. В основном из чугуна делают блоки для двигателей и коленчатые валы. Для коленчатых валов требуется усовершенствованный чугун, в который добавляют специальные добавки из графита. Благодаря устойчивости чугуна к трению из него делают тормозные колодки отличного качества.

2. Чугун может бесперебойно работать даже при сильно низких температурах. Поэтому его часто используют в производстве деталей машин, которым придется работать в жестких климатических условиях.

3. В металлургической области. Его ценят за относительно небольшую цену и отличные литейные свойства. Изготовленные из чугуна изделия характеризуются отличной прочностью и износостойкостью.

4. Из чугуна делают большое множество сантехнических изделий: раковины, батареи, мойки и различные трубы. Особо славятся чугунные ванны и радиаторы отопления. Некоторые из них служат в квартирах по настоящее время, хотя приобретены были много лет назад. Чугунные изделия сохраняют свой первоначальный вид и не нуждаются в реставрации.

5. Благодаря хорошим литейным свойствам из чугуна получают настоящие произведения искусства. Его часто применяют в изготовлении художественных изделий. Например, таких как красивые ажурные ворота или памятники архитектуры.

СТАЛЬ

Сталь – сплав железа и углерода. В обычных случаях доля углерода колеблется от 0,1 до 2,14 %. Но, учитывая, что в состав легированных сталей может входить множество дополнительных ингредиентов, сегодня под сталью подразумевают такой сплав, где доля железа составляет не менее 45%.

 

Понятие и особенности

 

Главные привлекательные качества стали – высокая прочность при доступности сырья и относительно простом способе производства. Именно такая комбинация и ставит сплавы железа в позицию абсолютного лидера.

Железо и углерод – обязательные составляющие сплава. Ж елезо обеспечивает пластичность и вязкость, благодаря чему сталь относят к деформируемым, ковким сплавам. Углерод – твердость и прочность, так как твердость всегда сочетается с хрупкостью. Добавка углерода невелика и даже в специализированных составах не превышает 3,4%.

Кроме того, сталь всегда содержит какую-то долю марганца – до 1 %, и кремния – до 0,4%. Эти примеси мало влияют на свойства состава, если не превышают заданную норму.

В составе оказываются и вредные примеси – фосфор, сера, несвязанный азот и кислород. В процессе плавки и легирования от этих ингредиентов стараются избавиться, поскольку они уменьшают прочностные и пластичные свойства сплавов.

 

В сплав вводят искусственно другие добавки с целью изменить качества материала. Так, добавка хрома придает стали жаропрочность, а никеля – стойкость к коррозии и вязкость.

Чрезвычайно полезным качеством железных сплавов является то, что на изменение свойств влияют очень небольшие по весу добавки других веществ. Это позволяет значительно разнообразить качества материала. Кроме того, на свойства сплава очень сильно влияет метод изготовления собственно продукции – холодное деформирование, горячее, закалка и так далее.

 

Сравнение с чугуном

Наиболее близок к стали по свойствам и составу чугун. Часть материала и производится из предельного чугуна.

- сталь прочнее и тверже, чем чугун;

- чугун на деле легче стали и имеет более низкую температуру плавления. Обманчивое впечатление создает массивность изделий из чугуна, поскольку он менее прочен;

- сталь легче поддается механической обработке благодаря низкому содержанию углерода. - чугун же предпочтительнее отливать;

- чугун имеет более низкую теплопроводность, то есть, изделия из него лучше хранят тепло, чем стальные;

- чугун нельзя подвергнуть такой процедуре, как закалка, которая может значительно увеличить прочность материала.