Care este diferența dintre oțel și fontă?

Produsele din fier și oțel din industria metalurgică sunt utilizate atât în ​​viața cotidiană, cât și în producție. Ambele materiale sunt aliaje unice de fier și carbon. Toată lumea știe că fierul este extras din adâncurile pământului în cantități imense. Dar în forma sa pură este imposibil să o exploateze, acest element este prea moale și, prin urmare, nu este potrivit pentru fabricarea de produse cu rezistență ridicată. Prin urmare, pentru scopuri industriale, de construcții și de uz casnic, nu este pur fier folosit, ci derivatele sale, fier și oțel. Care este diferența dintre oțel și fontă?

Producția de fier și oțel

Fonta și oțelul sunt aliaje de fier și carbon.

Diferența lor se manifestă în multe calități, iar caracterul comun al elementelor din producție nu conferă materialului caracteristici identice.

Gradarea oțelului și a fontei

Înapoi la cuprins

oțel

Schema de producție din oțel

Schema de producție din oțel.

Pentru a produce oțel, fierul este topit cu carbon și diverse impurități. O condiție prealabilă este un conținut de carbon de cel mult 2% (crește puterea), iar fierul nu este mai mic de 45%. Partea rămasă constă în alierea componentelor de legare (crom, molibden, nichel etc.). Cromul mărește rezistența oțelului, duritatea și rezistența la uzură. Nichelul crește rezistența, duritatea și duritatea, crește proprietățile sale anticorozive și duritatea. Siliciul adaugă rezistență, duritate și elasticitate la oțel, reduce vâscozitatea acestuia. Manganul îmbunătățește sudabilitatea și duritatea metalului. Metalurgii emit diferite tipuri de oțel. Clasificați-le în funcție de volumul elementelor care părăsesc. De exemplu, conținutul de mai mult de 11% din aliaje de metale oferă oțel de înaltă calitate. Există, de asemenea:

  1. Oțel slab aliat - până la 4%.
  2. Oțel mediu aliat - până la 11%.
Proprietăți mecanice ale oțelului

Proprietăți mecanice ale oțelului.

Prin cantitatea de carbon, oțelul este clasificat în:

  • metal cu conținut redus de carbon - până la 0,25% C;
  • mediu metalic de carbon - până la 0,55% C;
  • metale mari de carbon - până la 2% C.

Compoziția elementelor nemetalice (fosfide, sulfuri) clasifică un metal în:

  • normale;
  • de calitate;
  • de înaltă calitate;
  • în special oțel de înaltă calitate.

Ca rezultat, toate tipurile de oțel sunt un aliaj rezistent, rezistent la uzură și deformare, cu un punct de topire de la 1450 la 1520 ° C.

Înapoi la cuprins

Fontă

În producția de fier, fier și carbon sunt de asemenea aliate. Diferența principală a fierului din oțel este conținutul acestuia din urmă în amestec. Ar trebui să fie mai mult de 2%. În plus, amestecul conține impurități: siliciu, mangan, fosfor, sulf și metale de aliere. Fonta este mai fragilă decât oțelul și se prăbușește fără deformare vizibilă. Carbonul din metal este reprezentat de grafit sau cementită, în timp ce volumul și forma elementului dau definiția aliajului:

Producția de fier

Producția de fontă.

  1. Fontă albă, în care întregul volum de carbon este reprezentat de cementite. La pauză, acest material este alb, foarte dur, dar fragil. Este ușor de procesat și este utilizat pentru producerea de soiuri de forjare.
  2. Gray - carbonul este reprezentat de grafit, care dă plasticitatea materialului. Moale, predispus la tăiere, cu un punct de topire scăzut.
  3. Ductil, obținut din fontă albă prin recoacere specială (lustruită) în cuptoare speciale de încălzire la o temperatură de 950-1000 ° C. În același timp, fragilitatea excesivă și duritatea caracteristică fontei albe sunt mult reduse. Fonta ductilă nu este falsificată, iar numele indică numai plasticitatea acesteia.
  4. Încălțăminte de înaltă rezistență care conțin grafit nodular format în timpul procesului de cristalizare.

Cantitatea de carbon dintr-un aliaj determină punctul de topire al acestuia (cu cât este mai mare conținutul elementului, cu atât temperatura este mai mică și fluiditatea este mai mare în timpul încălzirii). Prin urmare, fonta este un material fluid, ne-ductil, fragil și dificil de procesat, cu un punct de topire cuprins între 1150 și 1250 ° C.

Înapoi la cuprins

Rezistența la coroziune

Ambele aliaje sunt corozive, iar funcționarea necorespunzătoare accelerează acest proces.

Fier de la minereu

Fier de la minereu.

Fonta în proces de utilizare este acoperită deasupra cu rugina uscată. Aceasta este așa-numita coroziune chimică. Coroziunea umedă (electrochimică) afectează fonta mai lentă decât oțelul. Inițial, concluzia sugerează că caracteristicile anti-coroziune ale fontei sunt mult mai mari. De fapt, ambele aceste aliaje sunt la fel de susceptibile la coroziune, doar pentru produsele din fontă datorită pereților groși, procesul durează mai mult. Aceasta, de exemplu, poate explica diferența în durata de viață a cazanelor: oțel - de la 5 la 15 ani, fontă - de la 30 de ani.

În 1913, Harry Brearly a făcut o descoperire în domeniul metalurgiei. El a descoperit că oțelul cu conținut ridicat de crom are o bună rezistență la coroziunea acidă. Așa a apărut oțelul inoxidabil. Ea are și gradul ei propriu:

  1. Oțelul rezistent la coroziune are rezistență la coroziune în condițiile elementare industriale și interne (petrol și gaze, industria ușoară, industria mecanică, instrumente chirurgicale, ustensile de uz casnic din oțel inoxidabil).
  2. Oțelul rezistent la căldură este rezistent la temperaturi ridicate și medii corozive (industria chimică).
  3. Oțelul rezistent la căldură diferă în ceea ce privește rezistența mecanică mărită în condițiile temperaturilor ridicate.
Înapoi la cuprins

Șocul termic și rezistența la impact

Performanța comparativă a fierului și a oțelului

Indicatori comparativi ai fierului și oțelului.

Fonta și oțelul sunt adesea folosite la fabricarea cazanelor de încălzire. În acest caz, problema rezistenței la șocul termic devine deosebit de importantă. Dacă apa rece intră în boilerul din fontă neîncălzită, se poate sparge. Oțelul termic al produselor din oțel nu este teribil. Otelul este mai elastic si tolereaza diferentele de temperatura. Dar căderile de temperatură mari și frecvente în oțel contribuie la apariția zonelor "obosite" și, ca urmare, crăpăturile în locuri care sunt slăbite prin sudare.

Ductilitatea bună face ca produsele din oțel să fie rezistente la deteriorări mecanice. Fragilitatea fontei duce în mod inevitabil la formarea fisurilor la impact sau la urzeală.

Fonta cenușie are o structură mai uniformă, plasticitate sporită și proprietăți anti-coroziune și este capabilă să reziste supratensiunilor mari.

concluzii:

  1. Fonta este mai puțin durabilă și mai dificilă decât oțelul.
  2. Oțelul este mai greu și are un punct de topire mai mare.
  3. Conținutul redus de carbon din oțel, spre deosebire de fontă, permite o prelucrare mai ușoară (fierbere, tăiere, forjare).
  4. Din motive similare, produsele din fontă sunt produse numai prin metoda turnării, în timp ce oțelul poate fi forjat și sudat.
  5. Produsele din oțel sunt mai puțin poroase decât fonta și, prin urmare, conductivitatea lor termică este mult mai mare.
  6. Produsele din fontă, de regulă, au o culoare neagră și o suprafață mată, în timp ce cele din oțel sunt ușoare, cu o suprafață strălucitoare.

Înapoi la cuprins

Cum să distingem fonta din oțel?

Modalități de distingere:

  1. În funcție de densitatea produsului. Este necesar să se cântărească obiectul și să se determine cantitatea de apă pe care o va înlocui. Densitatea oțelului se situează în intervalul 7,7-7,9 g / cm3, fonta cenușie - nu depășește 7,2 g / cm3. Această metodă nu este deosebit de fiabilă, deoarece fonta albă are o densitate cuprinsă între 7,6 și 7,8 g / cm3.
  2. Cu ajutorul unui magnet. Fonta este magnetic mai rău decât oțelul. Dezavantajul acestei metode este acela că oțelul cu un conținut înalt de nichel practic nu atrage un magnet.
  3. Metoda cea mai precisă este de a determina fonta folosind o mașină de șlefuit și tipul de chipsuri care se formează. Ar trebui să ia un fișier cu o mică crestătură și să țineți de mai multe ori suprafața obiectului. Rumegușul format trebuie colectat pe hârtie, pliat de două ori și frecat viguros. Fierul scade considerabil hârtia, oțelul va lăsa aproape fără urme.

Puteți trage concluzii cu privire la dimensiunea materialului, forma și culoarea scânteilor care apar în timpul măcinării. Cu cât există mai mult carbon, cu atât mai luminos și mai puternic va fi scânteia galbenă. După cum știm deja, fonta conține carbon mai mult decât oțel. De asemenea, atunci când găuriți un produs cu un burghiu subțire, puteți determina materialul după tipul de jetoane. Straturile din fier se vor transforma literalmente în praf în ochi, oțel - va lua forma unui izvor răsucite.

Adăugați un comentariu