Stopy żelaza: właściwości, właściwości, przykłady

Stopy żelaza są jednorodnymi kombinacjami głównie żelaza, do którego dodaje się węgiel.

Spośród najczęściej stosowanych metali, głównie stopowych, są: żelazo (Fe), miedź (Cu), chrom (Cr), cynk (Zn), aluminium (Al), tytan (Ti), nikiel (Ni), kobalt (Co) ), Mangan (Mn), cyna (Sn), magnez (Mg), ołów (Pb) i molibden (Mo).

Metale i ich stopy są podzielone na 2 grupy: (1) żelazne, oparte na żelazie i (2) nieżelazne, wszystkie inne.

Charakterystyka stopów żelaza

Stopy o zawartości węgla poniżej 2% (C) są klasyfikowane jako stale, podczas gdy stopy o zawartości większej niż 2% C są znane jako żeliwo lub żeliwo.

W odlewach, jak sama nazwa wskazuje, żeliwa są produkowane głównie jako odlewy. Z drugiej strony, stale są głównie wytwarzane jako produkty zdeformowane i ukształtowane po formowaniu.

W żeliwie preferowaną postacią węgla jest grafit pierwiastkowy, natomiast w stali węgiel zwykle występuje w połączeniu z innymi pierwiastkami metalicznymi.

Zastosowania stopów żelaza

Przemysł stalowy dzieli się na liczne gałęzie w zależności od jego zastosowania:

- Zwykłe stale węglowe, stosowane głównie do budowy budynków i urządzeń technicznych.

- Stale nierdzewne na części maszyn, sztućce lub instrumenty medyczne.

- Stale na narzędzia, do których dodawane są inne związki, aby stały się bardziej odporne.

Wpływ pierwiastków stopowych na stopy żelaza

Wpływ pierwiastków stopowych na stopy żelaza zależy od rodzaju łączonego pierwiastka.

- Węgiel jest głównym elementem utwardzającym.

- Mangan przyczynia się do wytrzymałości i twardości oraz usuwa nadmiar siarki, aby zwiększyć łatwość pracy na gorąco.

- Krzem jest głównym odtleniaczem.

- Aluminium jest używane do zakończenia reakcji odtleniania.

- Fosfor jest głównie zanieczyszczeniem, zmniejsza odporność i ciągliwość.

- Siarka działa tylko w celu zwiększenia obrabialności, ale w większości przypadków jest tak niepożądana jak fosfor.

- Miedź jest dodawana w celu zwiększenia odporności na korozję atmosferyczną.

- Kobalt zwiększa twardość i poprawia spójność cięcia materiału, zapewniając stabilność właściwości w wysokich temperaturach.

- Nikiel jest dodawany, aby zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie.

- Wolfram zapewnia wysoką wytrzymałość na rozciąganie, odporność na korozję i wysokie temperatury.

Ogólnie połączenie 2 lub więcej pierwiastków stopowych nadaje lepsze właściwości niż oddzielnie.

Stale Cr-Ni mają dobre właściwości utwardzające z doskonałą ciągliwością, podczas gdy stale Cr-Ni-Mo rozwijają się jeszcze lepiej, ale z niewielkim spadkiem plastyczności.

W przypadku przemysłu chemicznego, w którym ściśle wymagany jest proces wymiany ciepła, obowiązkowe jest stosowanie sprzętu, który spełnia tę funkcję.

Najczęściej używanym sprzętem są wymienniki z podwójną rurą lub rurą i płaszczem. Materiał rur jest wykonany głównie ze zwykłej stali węglowej, ze względu na niski koszt na rynku i wysoką przewodność cieplną do transportu ciepła.