Структура стали. Химические, механические и физические свойства.

«Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы,

оно основа культуры и промышленности, оно орудие войны и мирного труда».

 А.Е.Ферсман

Все знаю, что сталь является важнейшим инструментальным и конструкционным материалом для всех отраслей промышленности.

Металлургическая промышленность Украины насчитывает более 50 металлургических заводов и является стратегически важной для страны. В Украине производится широкий ассортимент металлопроката, таких, как: арматура, круги, квадрат, катанка, проволока, полоса, уголок, балка, швеллер, листы, трубы и метизы.

Рассматривая данный вопрос, начнем с химического состава.

Сталь – это соединение железо (Fe) + углерод (С) + другие элементы растворенные в железе.

Железо в чистом виде имеет очень низкую прочность, а углерод ее повышает.

Углерод улучшает и некоторые другие показатели:

• твердость,
• упругость,
• устойчивость к износу,
• выносливость.

Содержание  «Fe» в стали  должно быть — не менее 45%, «С»- не более 2,14% — теоретически,  однако на практике % концентрации углерода имеет следующий диапазон значений:

• Низкоуглеродистые стали —  0,1-0,13 %
• Углеродистые стали 0,14-0,5%
• Высокоуглеродистые – от 0,6%

Чем выше процент содержания углерода в стали , тем выше ее прочность и меньше пластичность. УГЛЕРОД — является неметаллическим элементом. Его плотность равна 2,22 г/см3, а плавится при t -3500 °С.  В природе он присутствует 2х полиморфных модификаций – графит  (стабильная модификация) и алмаз (метастабильная модификация), а  в  сплаве с железом:

• в свободном  — графит (в серых чугунах),
• в связанном  — твердое состояние -цементит.

Углерод в соединении с железом находится в состоянии цементита, т. е в химической связи с железом (Fe3C). Структура цементита может быть очень разной, а зависит она от процесса образования, содержания углерода и методов термообработок.

Углерод в свободном состоянии присутствует в сером чугуне  (СЧ), в виде графита. Серый чугун имеет пористую металлическую структуру и является весьма хрупким; на нем легко появляются трещины (особенно в процессе сварки).

Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества (ГОСТ 380-71)

Система железо- углерод

Структура стали изучается по диаграмме состояния системы железо- углерод. Она характеризует структурные превращения стали и выражает зависимость структурного состояния от температурных режимов и химического состава.

Диаграмма состояния системы железо- углерод

Диаграмма состояния содержит критические точи, которые очень важны теоретически и практически для процессов термообработки стали и их анализа. С помощью диаграммы Fe-C — можно определить вид термообработки, температурный интервал изменения структуры и прогнозировать микроструктуру.

Структуры стали

Сплавы железа с углеродом при различных температурах и различном содержании «С» имеют различную структуру, а соответственно и физические и химические свойства. Одним из таких состояний и является описанный выше цементит. А теперь о них:

Аустенит  – твердая структура  углерода в  гамма-железе — содержит «С» до 1,7% (t >  723° С). При снижении температуры аустенит распадается на феррит и цементит и возникает пластинчатая структура — перлит.

Феррит  — твердый раствор «C» в  α-железа- при t> 723-768° С , концентрация «С» составляет — 0,02%, а при t 20°С около 0,006% «С». Он очень пластичен, не тверд и имеет низкие магнитные свойства.

Цементит — карбид железа Fe3C. Концентрация «С»  6,63% . Цементит является хрупким , а его твердость — НВ760-800.

Перлит —  механическая смесь феррита и цементита, образуемая при постепенном охлаждении в процессе распада аустенита. Исходя из размера частиц цементита перлит имеет различные механические свойства. Содержание «С» -0,8%.

Ледебурит (структура чугуна) — смесь образующаяся из кристаллизация жидкого сплава цементита и аустенита. Ледебурит очень твердый, но хрупкий. Концентрация «С»-4,3%

Свойства стали

Конечно, не только углерод  влияет на свойства стали. Состав дополнительных элементов и их количество придают стали определенные свойства. Примеси бывают полезными и вредными. Хорошие примеси влияют исключительно на сами кристаллы, а вредные негативно воздействуют на связь кристаллов между собой. К хорошим примесям относят : марганец (Mn), кремний (Si). К плохим: фосфор (Р), серу (S), азот, кислород и другие.

Физические и механические свойства стали

Основными физическими свойствами стали являются:

• теплоемкость;
• теплопроводность;
• модуль упругости.
• Понятие модуля упругости стали (Е) заключается в соотношении твердого вещества упруго деформироваться при воздействии силы. Данная характеристика на прямую зависит от напряжения, а точнее, является производной соотношения напряжения к упругой деформации.
•  модуль сдвига (упругость при сдвиге) (G )– величина измеряемая в Паскалях (Па), определяющая упругие свойства тела или материала и их способность сопротивляться сдвигающим деформациям. Он применяется для расчета на сдвиг, срез, кручение.
•  коэффициент линейного и коэффициент объемного расширения при изменении температуры – это величина показывающая относительное изменение линейных размеров или объема материала или тела при увеличении температуры при неизменном давлении.

Основными механическими свойствами стали являются:

• прочность
• твердость
• пластичность
• упругость
• выносливость
• вязкость

Показатели механических свойств углеродистых сталей обыкновенного качества ( ГОСТ 380-71)

Основными химическими свойствами стали являются:

•  степень окисления
•  устойчивость к коррозии
•  жаростойкость
•  жаропрочность

Качество стали определяется различными показателями всех ее свойств и структуры. Учитываются и свойства и изделий из этой стали.

По качеству стали разделяют на:

• обыкновенного качества,
• качественная сталь,
• высококачественная сталь.

В данной статье мы рассматриваем только структуру стали и связанные с ней понятия. Качество стали, состав дополнительных примесей и их свойства будут  рассмотрены в следующей публикации.

Опубликовано: 24.12.2015

Поделиться:

Вернуться к списку новостей

Выпуск стали в России стал невыгодным – Бизнес – Коммерсантъ

Российские сталелитейные компании в июне, по данным «Ъ», имели отрицательную рентабельность поставок и на внутренний, и на внешний рынок. Так, в «Северстали» сообщили «Ъ», что рентабельность экспорта составляла минус 46%, а на внутреннем рынке была почти нулевой (плюс 1%). Отрасль на этом фоне активно снижает выпуск, а также обдумывает сокращение инвестиционных программ.

Фото: Игорь Иванко, Коммерсантъ

Фото: Игорь Иванко, Коммерсантъ

Российские металлурги сейчас работают с отрицательной рентабельностью при продажах как на экспорт, так и на внутреннем рынке, сообщили «Ъ» собеседники в компаниях (крупнейшие российские производители стали в этом году еще не публиковали финансовую и операционную отчетность).

В июне 2022 года «Северсталь» работала с рентабельностью минус 46% на экспорт и плюс 1% на внутреннем рынке, говорит директор по GR «Северстали» и вице-президент ассоциации черных металлургов «Русская сталь» Андрей Леонов. «Северсталь» традиционно была одним из лидеров сектора по рентабельности, однако сильнее других пострадала от западных санкций. Ее основной акционер Алексей Мордашов и его активы находятся в SDN-листе, а европейские санкции запрещают поставки в ЕС.

По словам источников «Ъ», у других крупных компаний рентабельность в июне тоже отрицательная. ММК, поставляющий на внутренний рынок до 90% своей продукции, вышел на средний показатель рентабельности минус 5,9%, рассказал собеседник «Ъ». ПМХ в июне не вел продажи на экспорт. Предприятие холдинга «Тулачермет» и его партнерский завод «Тула-Сталь» работали с рентабельностью минус 6% и минус 49% соответственно. Официальных комментариев в этих компаниях не дали.

Отрицательная рентабельность может стать причиной существенных корректировок инвестиционной программы.

В июне владелец ММК Виктор Рашников говорил, что инвестпрограмма комбината может быть реализована при рентабельности не менее 15%, однако в мае этот показатель составлял 4%. По его словам, поставщики угля и руды хотя и снижают цены, но пространства для маневра остается немного. «У них тоже осталась маржа не такая большая, как говорится, не додавишь»,— цитировал Виктора Рашникова ТАСС.

Загрузка металлургов также падает. «Русская сталь» заявляла на прошлой неделе, что в июне производство стали снизилось на 20–50% в зависимости от компании, а себестоимость производства выросла на 50% (поскольку ряд затрат носит постоянный характер и не зависит от объема выпуска). Минпромторг в этих условиях предлагал снизить налоговую нагрузку на металлургов и отменить акциз на жидкую сталь, который был одобрен в прошлом году в качестве меры по изъятию сверхдоходов. Минфин пока не готов отменять акциз, но может рассмотреть его корректировку.

НЛМК ожидает падения производства стали в России по итогам года на 15%, или на 11 млн тонн. Наиболее сильное снижение ожидается во втором полугодии. По данным Worldsteel, производство стали за первые пять месяцев года упало на 2,3%, при этом снижение выпуска наблюдалось практически во всех крупных странах-производителях. В мае выпуск стали в РФ снизился только на 1,4% по сравнению с прошлым годом — до 6,4 млн тонн.

Евгений Зайнуллин

Message from Nam (TV Movie 1993)

• Cast & crew
• User reviews

IMDbPro

• TV Movie
• 19931993
• TV-PGTV-PG
• 2h 55m

IMDb RATING

6.2 /10

350

ВАША ОЦЕНКА

DramaRomance

Майор журналистики Пакстон Эндрюс теряет любимого человека во время войны во Вьетнаме. Всегда следуя за ритмом другого барабана, она решает справиться со своим горем, отправившись во Вьетнам и написав… Читать всеЖурналистика Майор Пакстон Эндрюс теряет человека, которого она любит, во время войны во Вьетнаме. Всегда следуя за ритмом другого барабана, она решает справиться со своим горем, отправившись во Вьетнам и написав колонку, которая, как мы надеемся, поможет тем, кто дома, лучше понять войну. Пока она… Читать всеЖурналистика Майор Пакстон Эндрюс теряет любимого человека во время войны во Вьетнаме. Всегда следуя за ритмом другого барабана, она решает справиться со своим горем, отправившись во Вьетнам и написав колонку, которая, как мы надеемся, поможет тем, кто дома, лучше понять войну. Пока она там, ее жизнь коренным образом меняется, и она находит новую любовь и надежду посреди де… Читать все

Рейтинг IMDB

6.2/10

350

Ваше рейтинг

• • Пол Вендкос
• • Danielle Steel (Novel »от NAM»)
  • Suzanne Clauser Leplay

  444. Звезды

  • Дженни Робертсон
  • Ник Манкузо
  • Эд Фландерс
  • • Пол Вендкос
  • • Даниэль Стиль (новое сообщение от NAM »)0004
    • Suzanne Clauser (Teleplay)
  • Звезды
    • Дженни Робертсон
    • Ник Манкузо
    • ED Flanders
• См. Производство, касс.

  Дженни Робертсон

  • Пакстон Эндрюс

  Ник Манкузо

  • Капитан Билл Куинн

  Эд Фландерс

  90903 Эд Уилсон0004

  Тед Марку

  • Сержант. Tony Campobello

  Hope Lange

  • Marjorie Wilson

  Steven Eckholdt

  • Peter Wilson

  Christopher Allport

  • Ralph Johnson

  Tracy Griffith

  • Gabrielle ‘Gabby’ Wilson

  Vivian Wu

  • Франция Тран

  Билли Ди Уильямс

  Эстер Ролле

  • Queenie…

  Rue McClanahan

  • Beatrice Andrews

  Ken Marshall

  • Dr. George Andrews

  Marjorie Harris

  • Allison Lee…

  John Burke

  Gérard Bonn

  • Jean Pierre Бьернет
  • (как Джерард Бонн)

  Кью Чин

  • Сестра Тье

  Рассел Карри

  • Лейтенант Питер Уинтроп

  30040

  • • Paul Wendkos
  • • Danielle Steel(novel «Message from Nam»)
    • Suzanne Clauser(teleplay)
  • All cast & crew
  • Production, box office & more at IMDbPro

  Больше похоже на это

  Полный круг

  Калейдоскоп

  Один раз в жизни

  Паломино

  Папочка

  Смешанные благословения

  Память

  909100 Кольцо0009

  Семейный альбом

  Идеальный незнакомец

  Изменения

  Звезда

  Сюжетная линия

  Знаете ли вы

  • Цитаты

    Пэкстон :. Может быть, когда твоя голова слишком занята кем-то, тебе становится больно. Или кто-то другой делает.

    Тони : Да, я надеюсь, что нет, потому что, как я уже сказал, ты возился в моей голове последние восемь месяцев.

  Отзывы пользователей4

  Обзор

  Избранный обзор

  6/

  10

  Хорошо для ленивого воскресенья

  Актерская игра была ужасной, но сюжета было достаточно, чтобы заинтересовать вас на протяжении всех 4 часов. Для снежного воскресенья это хорошая ставка. Муж даже смотрел! Фильм остался верным книге, хотя некоторых персонажей не удалось раскрыть так сильно. Предсказуемость фильма сохраняется до последних получаса.

  полезно•10

  4

  • devon1975
  • Mar 15, 2003

  Details

  • Release date
    • October 17, 1993 (United States)
  • • United States
  • • English
  • Also known as
    • «Послание от Нама» Даниэль Стил
  • Места съемок
    • 419 Lorraine Blvd, Лос-Анджелес, Калифорния, США
  • Производственные компании
    • NBC Productions
    • Schoolfield Productions
    • The Cramer Company
  • See more company credits at IMDbPro

  Technical specs

  • 2 hours 55 minutes

  • • Stereo
  • • 1.