Сталь (сплав железа с углеродом). Сталь это сплав железа с углеродом с количеством углерода до

Сплав железа и углерода

Черные металлы, железо и его сплавы, важнейшие конструкционные материалы в технике и промышленном производстве. Из сплавов железа с углеродом, называемых сталями, изготавливаются почти все конструкции в машиностроении и тяжелой промышленности. Легковые, грузовые автомобили, станки, железные дороги, корпуса и силовые установки судов – все это делается в основном из стали. Масштаб производства стали является одной из основных характеристик общего технико-экономического уровня развития государства.

Железо– Fe, химический элементVIIIгруппы периодической системы элементов, атомный номер 26, атомная масса 55,847. Блестящий серебристо-серый, пластичный металл. Образует полиморфные модификации. На воздухе железо окисляется (покрывается рыхлой ржавчиной).

Железо – важнейший металл современной техники: на долю сплавов железа с углеродом и другими элементами (железоуглеродистые сплавы) приходится около 95% всей металлической продукции (чугун, сталь, ферросплавы).

Железный порошок в больших количествах применяется при сварке.

Важная роль железа и его сплавов в технике и промышленности обусловлена удачным сочетанием их свойств и ряда других факторов. Во-первых, в земной коре очень много железной руды; ее залежи встречаются повсюду, а добыча не представляет особых трудностей. Во-вторых, из железной руды довольно легко выплавляется железо. Благодаря обилию руды и относительной несложности выплавки железо – недорогой и широко распространенный материал. В-третьих, на основе железа можно получать широкий спектр конструкционных материалов разного рода, обладающих самыми разнообразными свойствами.

Например, чугун – прочный материал с довольно низкой температурой плавления, которому путем литья можно придать любую форму.

Сталь, в зависимости от ее состава, может быть либо прочным, но пластичным материалом для изготовления, скажем, профильного проката, из которого строят мосты и морские суда, либо очень твердым и тугоплавким материалом для металлорежущего инструмента. В-четвертых, железо – единственный известный недорогой магнитный материал, а потому из него можно делать магнитные сердечники трансформаторов, электромашинных генераторов тока и электродвигателей.

Железоуглеродистые сплавы- сплавы Fe (основной компонент) с С. Различаютчистые железоуглеродистые сплавы(со следами примесей), получаемые в небольших количествах для исследовательских целей, итехнические железоуглеродистые сплавы, содержащие примеси, легирующие элементы и специальные добавки.

Сплавы железа

Чистое железо в технике почти не применяется. Одним из первых видов вырабатывавшегося железа было сварочное железо, практически чистое, но в настоящее время оно не находит заметного применения. Конструкционные материалы любого назначения с наиболее подходящими свойствами получают, сплавляя железо с другими химическими элементами.

Сталь – это, прежде всего, сплав железа с углеродом. В такой сплав могут входить и другие элементы, но углерод – непременный компонент стали. Содержание углерода в стали может достигать примерно 2%. В нелегированной стали другим компонентом может быть только марганец. Он вводится для снижения хрупкости, обусловленной присутствием в стали серы, которая не удаляется при промышленном переплаве. Содержанием углерода определяется прочность нелегированной стали. Сталь, содержащая ок. 0,2% углерода, называется конструкционной и пригодна для изготовления каркаса, скажем, высотного дома или автомобиля. С увеличением процента углерода сталь становится тверже. При 0,8% С сталь пригодна для изготовления сверл и молотков, при 1% – бритвенных лезвий и напильников. Такие «высокоуглеродистые» стали называются инструментальными. Для повышения ударной вязкости или для сохранения прочностных характеристик при повышенных температурах к стали могут добавляться и другие легирующие элементы (никель, хром, молибден, вольфрам, ванадий) общим количеством примерно до 5%. Такие стали называются легированными. В состав нержавеющих сталей входят хром и обычно никель в суммарном количестве до 25%. Нержавеющие стали прочны и антикоррозийны.

К чугунам относятся сплавы железа с углеродом, содержащие более 2% углерода. Почти всегда в них входит и кремний. Углерод и кремний в значительном количестве понижают температуру плавления и повышают жидкотекучесть расплава. Чугун может выплавляться в простых, недорогих печах, а благодаря его высокой жидкотекучести – разливаться в литейные формы сложной конфигурации. Из чугуна изготавливают столь разнообразные изделия, как рояльные рамы, трубы и сковороды, а также станины прокатных станов, токарных и фрезерных станков.

Серый чугун – железный сплав, содержащий 3–4% углерода и кремния.

При меньшем содержании углерода и кремния и быстром охлаждении отливки получается твердый и хрупкий белый чугун. При литье в кокиль на части или на всей поверхности отливки образуется слой износостойкого белого чугуна. Отливки из белого чугуна можно термообработкой превратить в ковкий чугун, по механическим свойствам близкий к мягкой (малоуглеродистой) стали. Повышение пластичности чугуна обусловлено перераспределением углерода в металле при отжиге. Сходные результаты достигаются путем добавления в расплавленный чугун такого элемента, как никель; получающийся при этом материал называется чугуном с шаровидным графитом.

Чугун можно разливать по изложницам непосредственно из доменной печи и обрабатывать, обходясь минимумом крупного оборудования. Когда промышленно развитые страны достигают высокого уровня благосостояния, они начинают больше средств инвестировать в сталеплавильное производство, а потребление чугуна снижается.

Список литературы:

1) Дреге В., Сталь как конструкционный материал, пер. с нем., М., 1967

2) Гуляев А. П., Чистая сталь, М., 1975.

- 3-

studfiles.net

Сплав железа с углеродом

Сплавы железа. Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны

Сплавляя железо с углеродом и варьируя содержание компонентов, получают сплавы с различными структурой и свойствами.

Сплавы, в которых углерода менее 0,02%, называются технически чистым железом(армко-железо). Техническое железо имеет высокую магнитную проницаемость ( m= 4500 Гс/Э). Оно является электротехническим магнитно-мягким материалом (марки Э, ЭА, ЭАА) и применяется для сердечников, полюсных наконечников, электромагнитов, пластин аккумуляторов.

Железоуглеродистые сплавы - сплавы железа Fe (основной компонент) с углеродом С. Различают чистые железоуглеродистые сплавы (со следами примесей), получаемые в небольших количествах для исследовательских целей, и технические железоуглеродистые сплавы, содержащие примеси, легирующие элементы и специальные добавки.

В зависимости от содержания углерода эти славы делятся на стали и чугуны.

Сталь — железоуглеродистый сплав, в котором углерода содержится до 2%.

Сталь обладает высокой прочностью и твердостью, хорошо сопротивляется ударным нагрузкам. Сталь можно ковать, прокатывать, легко обрабатывать на металлорежущих станках. Стальные изделия хорошо свариваются.

Чугун — железоуглеродистый сплав с содержанием углерода свыше 2%. В технике наибольшее применение получили чугуны, имеющие от 2,4 до 3,8% углерода.

Чугун более хрупок, чем сталь, он хуже сваривается, но обладает лучшими литейными свойствами. Поэтому изделия из чугуна получают исключительно литьем. Большая часть чугуна идет на переплавку в сталь.

Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов и их свойства.

Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит.

Железо технической чистоты обладает невысокой твердостью (80 НВ) и прочностью (предел прочностиσВ=250 МПа) и высокими характеристиками пластичности (относительное удлинение δ=50%).

Углерод относится к неметаллам. Обладает полиморфным превращением, в зависимости от условий образования существует в форме графита с гексагональной кристаллической решеткой (температура плавления – 3500 °С, плотность – 2,5 г/см3) или в форме алмаза со сложной кубической решеткой с координационным числом равным четырем (температура плавления – 5000 °С).

В сплавах железа с углеродом углерод находится в состоянии твердого раствора с железом и в виде химического соединения – цементита (Fe3C), а также в свободном состоянии в виде графита (в серых чугунах).

Цементит (Fe3C) – химическое соединение железа с углеродом (карбид железа), содержит 6,67 % углерода.

Цементит имеет высокую твердость (более 800 НВ, легко царапает стекло), но чрезвычайно низкую, практически нулевую, пластичность. Такие свойства являются следствием сложного строения кристаллической решетки.

В системе железо – углерод существуют следующие фазы: жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит.

Жидкая фаза . В жидком состоянии железо хорошо растворяет углерод в любых пропорциях с образованием однородной жидкой фазы.

Феррит (Ф)Feα (C) – твердый раствор внедрения углерода в α-железо.

Свойства феррита близки к свойствам железа. Он мягок (твердость – 130 НВ, предел прочностиσВ=300 МПа) и пластичен (относительное удлинение δ=30%), магнитен до 768oС.

Аустенит (А)Feγ (С) – твердый раствор внедрения углерода в γ-железо.

Аустенит имеет твердость 200…250 НВ, пластичен (относительное удлинение δ=40…50%), парамагнитен.

С ростом содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита, при одновременном снижении доли феррита. Изменение соотношения между составляющими приводит к уменьшению пластичности, а также к повышению прочности и твердости. Прочность повышается до содержания углерода около 1%, а затем она уменьшается, так как образуется грубая сетка цементита вторичного.

Углерод влияет на вязкие свойства. Увеличение содержания углерода повышает порог хладоломкости и снижает ударную вязкость.

Повышаются электросопротивление и коэрцитивная сила, снижаются магнитная проницаемость и плотность магнитной индукции.

Углерод оказывает влияние и на технологические свойства. Повышение содержания углерода ухудшает литейные свойства стали (используются стали с содержанием углерода до 0,4 %), обрабатываемость давлением и резанием, свариваемость. Следует учитывать, что стали с низким содержанием углерода также плохо обрабатываются резанием.

Влияние примесей на качество стали

В сталях всегда присутствуют примеси, которые делятся на четыре группы:

1) Постоянные примеси: кремний, марганец, сера, фосфор.

Марганец и кремний вводятся в процессе выплавки стали и являются технологическими примесями.Содержание марганца не превышает 0,5…0,8 %.Повышает прочность, не снижая пластичности, и резко снижает красноломкость стали, вызванную влиянием серы. При содержании марганца более 1,8% сталь становится хрупкой.

Красноломкость – повышение хрупкости при высоких температурах.

Содержание кремния не превышает 0,35…0,4 %. Кремний повышает плотность и прочность стали, но наблюдается некоторое снижение пластичности, что снижает способность стали к вытяжке.

Содержание фосфора в стали 0,025…0,045 %. Фосфор, растворяясь в феррите, искажает кристаллическую решетку и увеличивает предел прочности и предел текучести, но снижает пластичность и вязкость.Повышение содержания фосфора на каждую 0,01 % повышает порог хладоломкости на 20…25oС.

Содержание серы в сталях составляет 0,025…0,06 %. Сера – вредная примесь, попадает в сталь из чугуна. Сера снижает механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность, а так же предел выносливости. Она ухудшают свариваемость и коррозионную стойкость.

2) Скрытые примеси - газы (азот, кислород, водород) – попадают в сталь при выплавке.

Азот в несвязанном состоянии способствует старению стали и делает ее хрупкой,особенно, при низких температурах.

Водород приводит к снижении пластических свойств стали.

Кислород – повышает хрупкость стали.

3) Специальные примеси – специально вводятся в сталь для получения заданных свойств. Примеси называются легирующими элементами, а стали - легированные сталями.

Назначение легирующих элементов.

Хром - основной легирующий элемент (0,8…1,2)%.; повышает твердость и прочность стали. При значительном содержании (до 10%) он придаёт металлу окалиностойкость, снижает пластичность и вязкость стали.

Никель - не ухудшая свариваемости стали, увеличивает ее пластические и прочностные свойства.

Молибден - повышает прочность и твердость стали, делая её теплоустойчивой, увеличивает несущую способность конструкций при ударных нагрузках и высоких температурах. В то же время, он затрудняет сварку, так как активно окисляется и выгорает.

Ванадий - повышает вязкость и пластичность стали и улучшает ей структуру. Способствует закаливаемости, что ухудшает свариваемость.

Вольфрам - увеличивает твердость и работостойкость стали при высоких температурах.

Медь - несколько повышает прочность стали, но меньше, чем марганец и кремнии, увеличивает стойкость ее против коррозии. Избыточнее содержание меди (более 0,7&) способствует старению стали и несколько ухудшает ее свариваемость.

Титан и ниобий повышают коррозионные свойстве стали.

Добавка свинца , кальция – улучшает обрабатываемость резанием.

4) Случайные примеси

biofile.ru

3. Сплавы железа с углеродом.

3.1. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов дает представление о строении основных конструкционных сплавов — сталей ичугунов.

Компоненты, фазы и структурные составляющие сплавов железа с углеродом. Железо — пластичный металл серебристо-белого цвета с невысокой твердостью (НВ 80). Температура плавления — 1539°C, плотность 7,83 г/см3. Имеет полиморфные модификации (см. раздел 2.1.). С углеродом железо образует химическое соединение и твердые растворы.

Цементит — это химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) Fе3С. В нем содержится 6,67 % углерода (по массе). Имеет сложную ромбическую кристаллическую решетку. Характеризуется очень высокой твердостью (НЕ 800), крайне низкой пластичностью и хрупкостью (5 структурных форм).

Ферритом называется твердый раствор углерода в α-железе. Содержание углерода в феррите очень невелико — максимальное 0,02% при температуре 727°С. Благодаря столь малому содержанию углерода свойства феррита совпадают со свойствами железа (низкая твердость и высокая пластичность). Твердый раствор углерода в высокотемпературной модификации Feα (т.е. в Feδ) часто называют δ-ферритом или высокотемпературным ферритом.

Аустенит — это твердый раствор углерода в γ-железе. Максимальное содержание углерода в аустените составляет 2,14% (притемпературе 1147°С). Имеет твердость НВ 220.

Перлит — это механическая смесь феррита с цементитом. Содержит 0,8% углерода, образуется из аустенита при температуре 727°C, имеет пластинчатое строение, т.е. его зерна состоят из чередующихся пластинок феррита и цементита. Перлит является эвтектоидом.Эвтектоид — это механическая смесь двух фаз, образующаяся изтвердого раствора (а не из жидкого сплава, как эвтектика).

Ледебурит представляет собой эвтектическую смесь аустенита с цементитом. Содержит 4,3% углерода, образуется из жидкого сплава при температуре 1147°С. При температуре 727°С аустенит, входящий в состав ледебурита превращается в перлит и ниже этой температуры ледебурит представляет собой механическую смесь перлитас цементитом.

Фаза цементита имеет пять структурных форм: цементит первичный, образующийся из жидкого сплава; цементит вторичный, образующийся из аустенита; цементит третичный, образующийся из феррита; цементит ледебурита; цементит перлита.

Диаграмма Fe-Fe3C. На рис. 13 приведена диаграмма состояниясплавов железа с цементитом. На горизонтальной оси концентраций отложено содержание углерода от 0 до 6,67%. Левая вертикальная осьсоответствует 100% содержанию железа. На ней отложены температура плавления железа и температуры его полиморфных превращений. Правая вертикальная ось (6,67% углерода) соответствует 100% содержанию цементита. Буквенное обозначение точек диаграммы принято согласно международному стандарту и изменению не подлежит.

Линия АВСД диаграммы является линией ликвидус. На ней начинается кристаллизация: на участке АВ — феррита, ВС — аустенита и СД — первичного цементита. Линия AHJECF является линией солидус диаграммы.

Железоуглеродистые сплавы в зависимости от содержания углерода делятся на техническое железо (до 0,02% С),сталь (от 0,02 до 2,14 % С) ичугун (от 2,14 до 6,67%С). Сталь, содержащая до 0,8%Cназываетсядоэвтектоидной, 0,8%C—эвтектоидной и свыше 0,8%C—заэвтектоидной. Чугун, содержащий от 2,14 до 4,3%Cназываетсядоэвтектическим, ровно 4,3% —эвтектическим и от4,3 до 6,67%C — заэвтектическим.

Структура технического железа представляет собой зерна феррита или феррит с небольшим количеством третичного цементита. Обязательной структурной составляющей стали является перлит. Структура доэвтектоидной стали, состоит из равномерно распределенных зерен феррита и перлита. Эвтектоидная сталь состоит только из перлита. Структура заэвтектоидной стали представляет собой зерна перлита, окруженные сплошной или прерывистой сеткой вторичного цементита. Дня чугуна характерно наличие ледебурита в структуре. Структура доэвтектического чугуна состоит из перлита,вторичного цементита и ледебурита, эвтектического — из ледебурита и заэвтектического — из ледебурита и первичного цементита.

Значение диаграммы железо - цементит состоит в том, что она позволяет объяснить зависимость структуры и, соответственно, свойств сталей и чугунов от содержания углерода и определить режимы термической обработки для изменения свойств сталей.

studfiles.net

Сталь (сплав железа с углеродом)

Wikimedia Foundation. 2010.

Сталь, Никола
Сталь (футбольный клуб)

Смотреть что такое "Сталь (сплав железа с углеродом)" в других словарях:

Сталь (сплав железа с углеродом) — Сталь (польск. stal, от нем. Stahl), деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (до 2%) и др. элементами. С. ‒ важнейший продукт чёрной металлургии, являющийся материальной основой практически всех отраслей промышленности. Масштабы… … Большая советская энциклопедия
СТАЛЬ — сплав железа с углеродом (не более 1,7%). Сорта С. с содержанием углерода менее 0,2% часто наз. железом. Отличительные свойства С: прочность, ковкость, вязкость, способность принимать закалку (кроме мягких сортов), подвергаться обработке и сварке … Технический железнодорожный словарь
Сталь (значения) — Содержание 1 Персоналии 2 Футбол 3 Прочее … Википедия
сталь — ковкий сплав железа с углеродом (до 2 %) и другими элементами. Материальная основа практически всех областей техники. Производство стали в мире составляет 90–95 % производства всех металлов. Древние мастера получали литую сталь, расплавляя мелкие … Энциклопедия техники
сталь — и; ж. [нем. Stahl] Твёрдый ковкий металл серебристо серого цвета, сплав железа с углеродом и другими упрочняющими элементами. Нержавеющая с. Легированные стали. Производство, закалка стали. Марка, сорт, виды стали. С. для подшипников. С. кинжала … Энциклопедический словарь
СТАЛЬ — (Steel) сплав железа с углеродом (углеродистая С.) при содержании углерода не более 1,5 %. Сталь волнистая. При содержании углерода не более 0,3 % С. называется мягкою. Углеродистая С. содержит в себе ряд неизбежных вредных примесей (фосфор, сера … Морской словарь
СТАЛЬ — (от немецкого Stahl), ковкий сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. По химическому составу различают стали… … Современная энциклопедия
СТАЛЬ — СТАЛЬ, и, жен. Твёрдый серебристый металл, сплав железа с углеродом и другими упрочняющими элементами. Нержавеющая с. Листовая с. (в листах 2). Как с. кто н. (твёрд, непоколебим). С. осенних вод (перен.: о серых холодных водах). | прил. стальной … Толковый словарь Ожегова
Сталь — (от немецкого Stahl), ковкий сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. По химическому составу различают стали… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Сталь — ж. 1. Твердый ковкий металл серебристо серого цвета, представляющий собою сплав железа с углеродом и некоторыми иными примесями. 2. разг. Изделия из такого металла. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

dic.academic.ru

Железо сплавы с углеродом - Справочник химика 21

Определите массовую долю (в процентах) углерода в стали (сплаве железа с углеродом), если при сжигании навески стали массой 10 г в токе кислорода собрано 0,28 л СО2 (при н.у.). [c.241]

Сплавы железа. Едва ли не самыми распространенными материалами в технике были и остаются чугун и различные стали. Те и другие являются соединениями железа и углерода (исключая специальные стали). Различное содержание углерода заметно влияет на физические свойства указанных сплавов. Мягкая сталь содержит не выше 0,3% углерода. Ее отличительная особенность — высокая пластичность. Например, из мягкой стали изготовляют гвозди. Твердая сталь содержит от [c.134]

Чугуны. К чугунам относят сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% С. Различают чугуны белые, серые, высокопрочные и ковкие. [c.629]

В основу классификации черных металлов положен их химический сослав В общем случае черные металлы — это сложные системы, которые помимо железа и углерода содержат разнообразные примеси (серу, азот, фосфор, кремний и др.), вносимые в металл из исходного сырья в процессе производства, а также металлы целенаправленно добавляемые с целью прида- ния сплаву определенных свойств. [c.43]

Водород получают прямым расположением углеводородов при контакте их в конверторе с расплавом железа. При этом водород удаляется в качестве продукта, а образующийся углерод поглощается расплавом. В зоне регенерации расплав продувают кислородом или воздухом, обогащенным кислородом. Содержащийся в сплаве углерод связывают в виде окислов углерода и удаляют, а очищенный таким образом расплав возвращают в конвертор. Выделяющееся в зоне регенерации тепло полностью компенсирует расход тепла, необходимого для разложения исходного углеводорода в конверторе [c.113]

При затвердевании жидкого сплава растворимость металлов друг в друге может сохраняться. В этом случае образуется однородный твердый сплав (твердый раствор). Если в твердом состоянии металлы друг в друге не растворяются, то при затвердевании сплава образуется смесь мельчайших кристалликов металлов. Сплавляемые металлы могут также взаимодействовать друг с другом, образуя химические соединения, которые входят в состав твердого сплава, В состав сплавов, кроме металлов, часто входят и неметаллы. Например, чугун — это сплав железа с углеродом. [c.259]

Сплавы железа с углеродом содержание углерода до 1,7% [c.262]

В промышленности часто используют не чистые металлы, а их смеси, называемые сплавами, В сплаве свойства одного компонента обычно удачно дополняют свойства другого. Так, медь обладает невысокой твердостью и малопригодна для изготовления деталей машин, сплавы же меди с цинком, называемые латунью, являются уже достаточно твердыми и широко используются в машиностроении. Алюминий обладает хорошей пластичностью и достаточной легкостью (малой плотностью), но слишком мягок. На его основе готовят сплав дюралюмин (дюраль), содержащий медь, магний и марганец. Дюралюмин, не теряя свойств самого алюминия, приобретает высокую твердость и поэтому используется в авиационной технике. Сплавы железа с углеродом (и добавками других металлов)-это известные чугун и сталь. [c.157]

Сплавы железа с углеродом и легирующими добавками, улучшающими отдельные свойства марганец до 14% (износоустойчивость) хром до 13% (твердость, устойчивость к ржавлению) [c.262]

Изучение условий образования и свойств соединений железа с углеродом имеет большое значение для понимания структуры, состава и свойств железоуглеродистых сплавов. В зависимости от условий кристаллизации и состава расплава Ре—С структура и соотношения компонентов существенно меняются, а следовательно, изменяются и физико-химические свойства получаемых сплавов. [c.621]

Среди металлических материалов исключительное положение занимают сплавы на основе железа. Сплавы железа с содержанием углерода до 2% принято называть сталью, а свыше 2% — чугуном. Используемые в настояш,ее время в промышленности стали обычно делят на углеродистые и легированные. Создание новых и интенсификация существующих промышленных процессов заставляет все больше использовать легированные стали, которые обладают повышенной коррозионной стойкостью. Массовая доля средне- и высоколегированных сталей в настоящее время составляет почти 20% от общего количества производимых промышленностью черных металлов. Для легирования используют такие металлы, как никель. [c.175]

Теоретические представления о структуре, фазовых превращениях, взаимодействии железа и углерода в железоуглеродистых сплавах постоянно совершенствуются и уточняются с появлением новых результатов исследований в этой области. Однако, современные теории не дают ответа на ряд весьма важных вопросов, которые можно сформулировать следующим образом [c.16]

В исследованиях, выполненных за последние годы [15], установлено, что в железо-углеродистых сплавах углерод,- помимо присутствия в форме фаз (а-гвердого раствора с невысокой концентрацией дефектов, остаточного аустенита, карбидов и графита), может еще находиться в состояниях, которые не соответствуют классическому определению фазы и требуют специального обсуждения. При этом можно ожидать, что значительная, а в некоторых случаях даже большая часть углерода находится в сплавах Fe- именно в этих сосгояниях. [c.18]

Чугуны. Чугуном называют сплав железа с углеродом, содержащий более 1,7% С. По сравнению со сталью чугун более хрупок и имеет меньшую прочность, вследствие чего его не применяют при работе под давлением свыше 6 ати. К недостаткам чугуна относится также ограниченная возможность его механической обработки, поэтому чугун может быть использован только в виде литья, [c.82]

Физико-химические свойства железоуглеродистых сплавов изменяются еще сильнее при добавлении легирующих компонентов (Сг, Мп, N1, Со, Т1, Ш, Мо, Си, 51, В, V, 2г и др.). При этом легирующие элементы вступают во взаимодействие с железом и углеродом и их соединениями с образованием новых металлических соединений, в результате чего происходит изменение всего комплекса механических и физико-химических свойств стали. [c.621]

Какова температура плавления сплава железа с углеродом, если сплав содержит 0,06 (6%) масс, доли углерода [c.92]

Стали. Как уже говорилось, сплавы железа с углеродом делятся на стали и чуг ны. Стали, в свою очередь, подразделяются на группы по своему химическому составу и по назначению, а чугуны — по тому, в каком состоянии находится в них углерод. [c.627]

ЧУГУН — сплав железа с углеродом (более 1,7%), образующийся в результате доменной плавки железных руд. [c.286]

В более низких частях Домны уже идет образование сплава железа с углеродом, науглероживание , т. е. образование именно чугуна. Расплавленный чугун стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки собираются на поверхности чугуна предохраняя его от окисления. Чугун и шлаки выпускают по мере их накопления через особые отверстия, забитые в остальное время огнеупорной глиной. [c.348]

Выплавленный в домне чугун представляет собой сплав железа с углеродом (углерода более 1,7%), а также с другими элементами — серой, фосфором, кремнием, мышьяком, марганцем (обычно в чугуне содержится не менее 90% железа, а остальные 10% приходятся на углерод и перечисленные выше сопутствующие элементы). [c.348]

Сталь является сплавом железа с углеродом (углерода менее 1,7%), содержащем, кроме того, некоторые количества кремния, марганца, фосфора, серы. Обычно в стали допускается содержание сопутствующих элементов в строго ограниченных количествах, например 51[c.349]

Следует также отметить, что металлы могут образовывать сплавы не только друг с другом, но и с некоторыми металлоидами. Например, чугун и сталь представляют собой сплавы железа с углеродом. [c.308]

Массовая доля вещества в навеске - величина безразмерная нанример, массовая доля железа в чугуне (сплаве железа с углеродом) может составлять 0,965, т.е. = 0,965. [c.25]

Одним из важнейших свойств металлов является их способность к образованию сплавов. Расплавленные металлы взаимно растворяются друг в друге, образуя при затвердевании твердые смеси — сплавы. В настоящее время металлическим сплавом называется фаза или комплекс фаз, образующихся при сплавлении металлов (иногда неметаллов), при условии сохранения металлических свойств, блеска, тепло- и электропроводности. Сплав железа и серы не есть металлический сплав, но таковым является сплав железа с углеродом. В металлических сплавах сохраняются металлические связи, т. е. наличие полусвободных электронов, образующих электронный газ. Если в результате сплавления возникают гетеро- или гомеополярные связи и полностью отсутствуют полусвободные электроны, то образуется неорганическое соединение. [c.220]

Около 90% всего добываемого марганца потребляется для изготовления легированных сталей. Поэтому из руд обычно выплавляют не чистый марганец, а высокопроцентный сплав Мп с железом и углеродом — ферромарганец (70—90% Мп). Выплавку его из смеси марганцовых и железных руд ведут в электрических печах, причем марганец восстанавливается углеродом по суммарной реакции [c.296]

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, содержащий очень незначительные примеси, которые присутствуют в литейном чугуне. Массовая доля углерода в стали может колебаться в пределах от 0,1 до 1,5%. С увеличением содержания углерода прочность сталей увеличивается. Исходным сырьем для получения сталей служит доменный чугун. В промышленности для переработки чугуна в сталь применяют, в основном, три метода бессемеровский, мартеновский и варку стали в электропечах. [c.265]

Чугун— сплав железа с углеродом (> 2 %), кремнием, марганцем, фосфором и серой (см. 7.10). По сравнению с чистым железом он очень тверд и хрупок. [c.156]

Исключительное по важности значение в металлохимии самого железа имеют взаимодействия в системе железо — углерод, поскольку сплавы железа с углеродом составляют основу черной металлургии. При карботермическом восстановлении железа из оксидных руд (доменный процесс) образуется не чистое железо, а чугун. Особенности взаимодействия в системе Fe—С наглядно отражаются диаграммой состояния (рис. 61). Геометрический строй диаграммы со стороны железа определяется тремя полиморфными модификациями a-Fe, 7-Fe и б-Fe, поскольку переход aT не связан с наличием тепловых эффектов и не отражается на диаграмме. Углерод в железе образует твердые растворы внедрения, области которых на диаграмме обозначены как а, 7, б. Самая большая растворимость углерода — в y-Fe. Этот твердый раствор называется аустенитом. Области твердых растворов углерода в а- и б-Fe, называемые -и б-фер-ритами, значительно меньше. [c.413]

Получают ферросплавы совместным восстановлением оксидов железа и этих металлов. Продукт восстановления оксидов железа и хрома в электропечи представляет собой сплав, содержащий 60—65% хрома и 4—6% углерода. Ферромолибден и ферровольфрам содержат до 50% этих металлов в сплавах с железом. Ферросплавы удовлетворяют черную металлургию как материал для получения легированных сталей, так как в этом случае железо и углерод не мешают процессу легирования. [c.341]

СТАЛЬ (нем. Stahl) — ковкий сплав железа с углеродом и некоторыми примесями марганцем, кремнием, серой, фосфором и др. Если примеси добавляют специально для придания определенных свойств, сталь называется легированной, а примеси — легирующими добавками или элементами. К легирующим относятся Сг, N1, S1, Мп, V, Мо, Со, Т1, Nb, Та, А1, Zr и др. Нержавеющие стали содержат 12% и более Сг. Жаропрочные стали содержат до 27% Сг. С. производят из чугуна частичным удалением из него углерода и фосфора. Другим способом получения стали является восстановление железа из руды и введение в него требуемого количества углерода и других примесей. С. содержит углерода не более 1,7%, серы — 0,08% и фосфора - 0.09%. [c.236]

Необходимость получения больших масс железа вызывала увеличение объема доменных печей, применение каменного угля в виде кокса, содержащего большое количество серы. Повышение температуры доменного процесса позволило получать готовый продукт — чугун — в жидком состоянии, обеспечивая этим непрерывность процесса. Однако чугун — это сплав железа с углеродом растворяя в себе углерод, железо понижает свою температуру плавления и одновременно насыщается рядом примесей (Мп, 31, 8, Р), из которых сера и фосфор являются вредными. [c.362]

В, Fe /Fe +0,771 В. Жидкое Ж. неограниченно растворяет А1, Си, Мп, Ni, Со, Si, Ti, хорошо растворяет V, Сг и Pt, ограниченно-Мо, Sn, С, S, Р, As, Hj, Nj, 02,не растворяет Pb, Ag, Bi. С углеродом образует твердые р-ры внедрения-феррит и мартенсит с а-Ре, аустенит с у-Ре. В железа сплавах углерод прнсутствует также в внде графита и цементита Pej (см. табл.). В зависимости от содержания С в Ж. различают мягкое Ж. ([c.140]

Чистое железо не очень твердое. Однако в процессе плавки железо может вобрать в себя столько углерода из древесного угля, что в результате образуется поверхностный слой сплава железа и углерода, называемого сталью. Этот сплав тверже самой лучшей бронзы, и изготовленный из него наконечник после заточки долга остается острым. Получение стали явилось поворотным моментом в-нстории развития металлургии и в истории развития общества. Наступил железный век. [c.12]

Металлические и металлоподобные соединения. Подобно другим d-элелентам,. железо с малоактивными неметаллами образует соединения типа металлических. Так, с углеродом оно дает карбид состава Fej (потентат), твердые растворы аустенит — раствор С и -Ре феррит. — раствор С в а-Ре), эвтектические смеси (железа с углеродом, цементита с аустенитом, железа с цементитом и др.). Изучение условий образования и свойств соединений железа с углеродом имеет большое значение для понимания структуры, состава и свойств железоуглеродистых сплавов. В зависимости от условий кристаллизации и состава расплава Ре—С структура и соотношения компонентов существенно меняются, а следовательно, изменяются и физико-химические свойства получаемых сплавов. [c.583]

Уг л е р о д н с т ы е стали — это сплавы железа с углеродом, причем содержание последнего не превышает 2,14%. Однако в углеродистой стали промышленного пронзводстп.з все1 да имеются примеси миогих элементов. Присутствие одних примесей обусловлено особенностями производства стали например, при раскислении (см. стр. 682) в сталь вводят небольшие количества марганца или кремния, которые частично переходят в шлак в виде оксидов, а частично остаются в стали. Присутствие друп х примесей обусловлено тем, что они содержатся в исходной руде и в малых количествах переходят в чугун, а затем и в сталь. Полностью избавиться от них трудно. Вследствие этого, например, углеродистые стали обычно содержат 0,05—О,Р/о фосфора н серы. [c.685]

Теоретические представления о структуре, фазовых превращениях, взаимодействии железа и углерода в железо-углеродистых сплавах гюстоянно совершенствуются и уточняются с появление.м новых результатов исследований в этой области. Так, в связи с обнаружением фуллеренов в структуре железоуглеродистых сплавов, отличающихся количеством и формой углерода, возникла необходимость проведения целого комплекса исследований, начиная с первой стадии получения твердого состояния - первичной кристаллизации, т.е. с процесса литья. [c.52]

Предлагается новое объяснение взаимодействия железа и углерода в жслезо-углеродистьгх сплавах. Приведешь результаты масс-и ПК-спектроскопии осадков проб, полученных при растворении кислотами серого чугуна. Показано, что в его составе присутствуют углеродные скопления в виде фуллеренов, что подтверждает предложенную модель фуллеренного строения железо-углеродистых сплавов. [c.2]

В железо-углеродистых сплавах основными компонентами являются железо и углерод. Железо - металл IV периода VIII группы периодической системы. Атомный номер 26, атомная масса 55.85, атомный радиус 0.126 нм, плотность 0.126 г/см . Температура плавления 1539 С. Углерод - неметаллический элемент 11 периода IV группы периодической системы, атомный номер 6, атомная масса 12, [c.17]

Проведенные исследова1шя на примере серого чугуна показали, что в структуре железо-углеродистых сплавов присутствуют углеродные скопления в виде фуллеренов. Таким образом подтверждается выдвинутая нами гипотеза о фуллеренной модели образования структуры железо-углеродистых сплавов. Разработанная нами модель позволяег достаточно убедительно объяснить взаи.модействие железа и углерода в процессе фазовых превращений при о.члаждении сплавов, появление дефектов кристаллического строения, механизм разрушения. [c.32]

Диаграмма состояния системы железо — углерод дает возможность рационально классифицировать технические сплавы железа с углеродом на стали и чугуны. Сталями называются сплавы, содержащие до 1,7% углерода, т. е. такие, которые не содержат эвтектики у+РезС, называемой ледебуритом. Сплавы с содержанием углерода больше 1,7% называют чугунами. В них присутствует эвтектика ледебурит. [c.274]

chem21.info