Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Место российских компаний в рейтинге Metal Bulletin

Сталь

[править | править код]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Сталь (значения).

Диаграмма состояния сплавов железо-углерод, область стали помечена синим

Сталь (от нем. Stahl)^[1] — сплав железа с углеродом (и другими элементами). Содержание углерода в стали обычно устанавливают в диапазоне от 0, 1 до 2, 14 %, причём содержанию 0, 6 % и выше соответствует высокоуглеродистая сталь. Существуют единичные марки сталей с ещё большим содержанием углерода, такие как: zdp-189 ~ 3, 0 %, cpm rex 121 ~ 3, 4 %. Углерод придаёт сплавам прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость.

Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь), содержащий не менее 45 % железа.

Стали с высокими упругими свойствами находят широкое применение в машино- и приборостроении. В машиностроении их используют для изготовления рессор, амортизаторов, силовых пружин различного назначения, в приборостроении — для многочисленных упругих элементов: мембран, пружин, пластин реле, сильфонов, растяжек, подвесок.

Пружины, рессоры машин и упругие элементы приборов характеризуются многообразием форм, размеров, различными условиями работы. Особенность их работы состоит в том, что при больших статических, циклических или ударных нагрузках в них не допускается остаточная деформация. В связи с этим все пружинные сплавы, кроме механических свойств, характерных для всех конструкционных материалов (прочности, пластичности, вязкости, выносливости), должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям. В условиях кратковременного статического нагружения сопротивление малым пластическим деформациям характеризуется пределом упругости, при длительном статическом или циклическом нагружении — релаксационной стойкостью^[2].

Содержание

[скрыть]

· 1История стали

· 2Классификация сталей

· 3Характеристики стали

· 4Производство стали

o 4. 1Технология производства стали

o 4. 2Кислородно-конверторный способ получения стали

§ 4. 2. 1Бессемеровский способ

§ 4. 2. 2Томасовский способ

o 4. 3Мартеновская печь

o 4. 4Электротермический способ

· 5Свойства стали

o 5. 1Физические свойства

o 5. 2Зависимость свойств от состава и структуры

· 6Обработка стали

o 6. 1Виды термообработки

o 6. 2Химико-термическая обработка сталей

· 7Разновидности некоторых сталей

· 8Производство стали

o 8. 1Производство стали в мире

o 8. 22008 год

o 8. 32009 год

o 8. 4Рейтинг ведущих мировых производителей стали

o 8. 5Основные производители стали в России

o 8. 6Сертификаты качества и соответствия на стальную продукцию

· 9См. также

· 10Примечания

· 11Ссылки

История стали[править | править код]

Самые ранние известные образцы стали были обнаружены при раскопках в Анатолии (Турция). Им почти 4000 лет, они датируются 1800 годом до нашей эры. ^[3][4]Высокой репутацией в древности пользовалась индийская сталь. От индийской стали происходит средневековый булат, широко известный в Средней Азии и Восточной Европе^[5]. Сталь научились производить в конце эпохи Античности и в Западной Европе. По определенным показателям (упругость) именно из стали изготавливался испанский копис. Сталь позволила сделать акцент с колющего момента на режущий и перейти к сабле (через палаш). В эпоху Средневековья сталь широко применялась для изготовления холодного оружия (Романский меч, Мечи Ульфберта). На Ближнем Востоке была известна дамасская сталь, из которой ковался шамшир. В средневековой Японии из стали-Тамахаганэ изготавливались знаменитые катана, вакидзаси и танто. Существует версия, что японские мечи XI—XIII веков создавались из легированной стали с примесью молибдена^[6]. В Европе сталь позволила удлинить мечи, которые впоследствии эволюционировали в шпагу (в XV веке).

Технологию литой стали изобретает английский инженер Гентсман, однако в континентальную Европу она проникает лишь в начале XIX века (благодаря Круппу). Нарезная артиллерия с 1854 года изготовлялась из стали (Пушка Армстронга). В XX веке из стали начали изготовлять танковую броню^[7]. В армии Кайзеровской Германии времен Первой мировой войны появились стальные шлемы (Штальхельм)

Классификация сталей[править | править код]

См. также: Маркировка сталей

Существует множество способов классификации сталей, таких как по назначению, по химическому составу, по качеству, по структуре.

По назначению стали делятся на множество категорий, таких как конструкционные стали, коррозионно стойкие (нержавеющие) стали, инструментальные стали, жаропрочные стали, криогенные стали.

По химическому составу стали делятся на углеродистые^[8] и легированные^[9]; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0, 25 % С), среднеуглеродистые (0, 3—0, 55 % С) и высокоуглеродистые (0, 6—2 % С); легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные — до 4 % легирующих элементов, среднелегированные — до 11 % легирующих элементов и высоколегированные — свыше 11 % легирующих элементов.

Стали, в зависимости от способа их получения, содержат разное количество неметаллических включений. Содержание примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.

По структуре сталь разделяется на аустенитную, ферритную, мартенситную, бейнитную и перлитную. Если в структуре преобладают две и более фаз, то сталь разделяют на двухфазную и многофазную.

Характеристики стали[править | править код]

· Плотность: 7700—7900 кг/м³ (7, 7 до 7, 9 г/см³ ).

· Удельный вес: 75500—77500 Н/м³ (7700—7900 кгс/м³ в системе МКГСС).

· Удельная теплоёмкость при 20 °C: 462 Дж/(кг·°C) (110 кал/(кг·°C)).

· Температура плавления: 1450—1520 °C.

· Удельная теплота плавления: 84 кДж/кг (20 ккал/кг, 23 Вт·ч/кг).

· Коэффициент теплопроводности при температуре 100 °C^[10]

· Коэффициент линейного теплового расширения при температуре около 20 °C:

сталь Ст3 (марка 20)	{\displaystyle 11{, }9\cdot 10^{-6}} 1/°C
сталь нержавеющая	{\displaystyle 11{, }0\cdot 10^{-6}} 1/°C

· Предел прочности стали при растяжении:

Производство стали[править | править код]

Суть процесса переработки чугуна на сталь состоит в уменьшении до нужной концентрации содержания углерода и вредных примесей — фосфора и серы, которые делают сталь хрупкой и ломкой. В зависимости от способа окисления углерода существуют различные способы переработки чугуна на сталь: конверторный, мартеновский и электротермический.

Технология производства стали[править | править код]

Передельный или литейный чугун в расплавленном или твёрдом виде и железосодержащие изделия, полученные прямым восстановлением (губчатое железо), составляют вместе с металлическими отходами и ломом исходные материалы для производства стали. К этим материалам добавляются некоторые шлакообразующие добавки, такие как известь, плавиковый шпат, раскислители (например, ферромарганец, ферросилиций, алюминий) и различные легирующие элементы.

Процессы производства стали делятся на два основных способа, а именно: конвертерный процесс, в котором расплавленный передельный чугун в конвертере рафинируют от примесей, продувая его кислородом, и подовый процесс, для осуществления которого используются мартеновские или электрические печи.

Конвертерные процессы не требуют внешнего источника тепла. Они применяются в том случае, когда загрузка состоит главным образом из расплавленного передельного чугуна. Окисление некоторых элементов, присутствующих в чугуне (например, углерода, фосфора, кремния и марганца), обеспечивает достаточно тепла, чтобы удерживать сталь в жидком состоянии и даже переплавить добавленный лом. Эти процессы включают в себя такие, при которых чистый кислород вдувается в расплавленный металл (процессы Линца — Донавица: ЛД или ЛДАС, ОБМ, ОЛП, Калдо и другие), и такие процессы, ныне уже устаревшие, при которых используется воздух, иногда обогащённый кислородом (томасовский и бессемеровский процессы).

Подовые процессы, однако, требуют внешнего источника тепла. Они применяются, когда исходным материалом служит твёрдая шихта (например, отходы или лом, губчатое железо и твёрдый передельный чугун). Двумя основными процессами в этой категории являются мартеновский процесс, при котором нагрев осуществляется при сжигании мазута или газа, и сталеплавильные процессы в дуговых или индукционных печах, где нагрев осуществляется электричеством.

Для производства некоторых видов стали могут быть последовательно использованы два различных процесса (дуплекс-процесс). Например, процесс плавки может начаться в мартеновской печи, а закончиться в электропечи; или же сталь, расплавленная в электропечи, может быть слита в специальный конвертер, где обезуглероживание завершается путём вдувания кислорода и аргона в жидкую ванну (процесс, используемый, например, для производства коррозионностойкой стали).

Возникло много новых процессов производства сталей специального состава или со специальными свойствами. Эти процессы включают дуговой переплав в вакууме, электронно-лучевую плавку и электрошлаковый переплав. Во всех этих процессах сталь получается из переплавляемого электрода, который при плавлении начинает капать в кристаллизатор. Кристаллизатор может быть изготовлен цельным, или его днище может быть отъёмным для того, чтобы затвердевшую отливку можно было вынуть снизу.

Жидкая сталь, полученная вышеописанными процессами, с дальнейшим рафинированием или без него, сливается в ковш. На этом этапе в неё могут быть добавлены легирующие элементы или раскислители. Процесс также можно провести в вакууме, что обеспечивает снижение содержания газообразных примесей в стали. Стали, полученные этими процессами, подразделяются в соответствии с содержанием в них легирующих элементов на «нелегированные стали» и «легированные стали» (коррозионностойкие стали или другие виды). Далее они подразделяются в соответствии с их индивидуальными свойствами, например, на автоматную сталь, кремнистую электротехническую сталь, быстрорежущую сталь или кремнемарганцовистую сталь. ^[11]

Кислородно-конверторный способ получения стали[править | править код]

По этому способу окисления избыток углерода и других примесей чугуна окисляют кислородом, который продувают сквозь расплавленный чугун под давлением в специальных печах — конверторах. Конвертер представляет собой грушевидную стальную печь, футерованную внутри огнеупорным кирпичом. Он может поворачиваться вокруг своей оси. Ёмкость конвертора 50—60 т. Материалом его футеровки служит либо динас (в состав которого входят главным образом SiO₂, имеющий кислотные свойства), или доломитная масса (смесь CaO и MgO), которые получают из доломита MgCO₃·CaCO₃. Эта масса имеет основные свойства. В зависимости от материала футеровки печи конверторный способ разделяют на два вида: бессемеровский и томасовский.

Бессемеровский способ[править | править код]

См. также: Бессемеровский процесс

Бессемеровским способом перерабатывают чугуны, содержащие мало фосфора и серы и богатые кремнием (не менее 2 %). При продувке кислорода сначала окисляется кремний с выделением значительного количества тепла. Вследствие этого начальная температура чугуна примерно с 1300 °C быстро поднимается до 1500—1600° С. Выгорания 1 % Si обусловливает повышение температуры на 200 °C. Около 1500 °C начинается интенсивное выгорание углерода. Вместе с ним интенсивно окисляется и железо, особенно к концу выгорания кремния и углерода:

· Si + O₂ = SiO₂

· 2  C + O₂ = 2  CO ↑

· 2  Fe + O₂ = 2  FeO

Образующийся монооксид железа FeO хорошо растворяется в расплавленном чугуне и частично переходит в сталь, а частично реагирует с SiO₂ и в виде силиката железа FeSiO₃ переходит в шлак:

· FeO + SiO₂ = FeSiO₃

Фосфор полностью переходит из чугуна в сталь, так P₂O₅ при избытке SiO₂ не может реагировать с основными оксидами, поскольку SiO₂ с последними реагирует более энергично. Поэтому фосфористые чугуны перерабатывать в сталь этим способом нельзя.

Все процессы в конверторе идут быстро — в течение 10—20 минут, так как кислород воздуха, продуваемый через чугун, реагирует с соответствующими веществами сразу по всему объёму металла. При продувке воздухом, обогащённым кислородом, процессы ускоряются. Монооксид углерода CO, образующийся при выгорании углерода, пробулькивает вверх, сгорает там, образуя над горловиной конвертора факел светлого пламени, который по мере выгорания углерода уменьшается, а затем совсем исчезает, что и служит признаком окончания процесса. Получаемая при этом сталь содержит значительные количества растворенного монооксида железа FeO, который сильно снижает качество стали. Поэтому перед разливкой сталь надо обязательно раскислить с помощью различных раскислителей — ферросилиция, ферромарганца или алюминия:

· 2  FeO + Si = 2  Fe + SiO₂

· FeO + Mn = Fe + MnO

· 3  FeO + 2Al = 3  Fe + Al₂O₃

Монооксид марганца MnO как основной оксид реагирует с SiO₂ и образует силикат марганца MnSiO₃, который переходит в шлак. Оксид алюминия как нерастворимое при этих условиях вещество тоже всплывает наверх и переходит в шлак. Несмотря на простоту и высокую продуктивность, бессемеровский способ теперь не слишком распространён, поскольку он имеет ряд существенных недостатков. Так, чугун для бессемеровского способа должен быть с наименьшим содержанием фосфора и серы, что далеко не всегда возможно. При этом способе происходит очень большое выгорание металла, и выход стали составляет лишь 90 % от массы чугуна, а также расходуется много раскислителей. Серьёзным недостатком является невозможность регулирования химического состава стали.

Бессемеровская сталь содержит обычно менее 0, 2 % углерода и используется как техническое железо для производства проволоки, болтов, кровельного железа и т. п.

В настоящее время этот процесс является устаревшим.

Томасовский способ[править | править код]

См. также: Томасовский процесс

Томасовским способом перерабатывают чугун с большим содержанием фосфора (до 2 % и более). Основное отличие этого способа от бессемеровского заключается в том, что футеровку конвертера делают из оксидов магния и кальция. Кроме того, к чугуну добавляют ещё до 15 % CaO. Вследствие этого шлакообразующие вещества содержат значительный избыток оксидов с основными свойствами.

В этих условиях фосфатный ангидрид P₂O₅, который возникает при сгорании фосфора, взаимодействует с избытком CaO с образованием фосфата кальция, переходит в шлак:

· 4  P + 5  O₂ = 2  P₂O₅

· P₂O₅ + 3  CaO = Ca₃(PO₄)₂

Реакция горения фосфора является одним из главных источников тепла при этом способе. При сгорании 1 % фосфора температура конвертора поднимается на 150 °C. Сера выделяется в шлак в виде нерастворимого в расплавленной стали сульфида кальция CaS, который образуется в результате взаимодействия растворимого FeS с CaO по реакции

· FeS + CaO = FeO + CaS

Все последние процессы происходят так же, как и при бессемеровском способе. Недостатки Томасовского способа такие же, как и бессемеровского. Томасовская сталь также малоуглеродная и используется как техническое железо для производства проволоки, кровельного железа и т. п.

В СССР Томасовский способ применяли для переработки фосфористого чугуна с керченского бурого железняка. Получаемый при этом шлак содержит до 20 % P₂O₅. Его размалывают и применяют как фосфорное удобрение на кислых почвах.

Метод является устаревшим и в настоящее время практически вытеснен из производства.

Мартеновская печь[править | править код]

Основная статья: Мартеновская печь

Мартеновский способ отличается от конверторного тем, что выжигание избытка углерода в чугуне происходит не только за счёт кислорода воздуха, но и кислорода оксидов железа, которые добавляются в виде железной руды и ржавого железного лома.

Мартеновская печь состоит из плавильной ванны, перекрытой сводом из огнеупорного кирпича, и особых камер регенераторов для предварительного подогрева воздуха и горючего газа. Регенераторы заполнены насадкой из огнеупорного кирпича. Когда первые два регенератора нагреваются печными газами, горючий газ и воздух вдуваются в печь через раскаленные третий и четвёртый регенераторы. Через некоторое время, когда первые два регенератора нагреваются, поток газов направляют в противоположном направлении и т. д.

Плавильные ванны мощных мартеновских печей имеют длину до 16 м, ширину до 6 м и высоту более 1 м. Вместимость таких ванн достигает 500 т стали. В плавильную ванну загружают железный лом и железную руду. К шихте добавляют также известняк как флюс. Температура печи поддерживается при 1600—1700 °C и выше. Выгорания углерода и примесей чугуна в первый период плавки происходит главным образом за счёт избытка кислорода в горючей смеси с теми же реакциями, что и в конверторе, а когда над расплавленным чугуном образуется слой шлака — за счёт оксидов железа:

· 4  Fe₂O₃ + 6  Si = 8  Fe + 6  SiO₂

· 2  Fe₂O₃ + 6  Mn = 4  Fe + 6  MnO

· Fe₂O₃ + 3  C = 2  Fe + 3  CO  ↑

· 5  Fe₂O₃ + 2  P = 10  FeO + P₂O₅

· FeO + С = Fe + CO  ↑

Вследствие взаимодействия основных и кислотных оксидов образуются силикаты и фосфаты, которые переходят в шлак. Сера тоже переходит в шлак в виде сульфида кальция:

· MnO + SiO₂ = MnSiO₃

· 3  CaO + P₂O₅ = Ca₃(PO₄)₂

· FeS + CaO = FeO + CaS

Мартеновские печи, как и конверторы, работают периодически. После разливки стали печь снова загружают шихтой и т. д. Процесс переработки чугуна в сталь в мартенах происходит относительно медленно в течение 6–7 часов. В отличие от конвертора, в мартенах можно легко регулировать химический состав стали, добавляя к чугуну железный лом и руду в той или иной пропорции. Перед окончанием плавки нагрев печи прекращают, сливают шлак, а затем добавляют раскислители. В мартенах можно получать и легированную сталь. Для этого в конце плавки добавляют к стали соответствующие металлы или сплавы.

В настоящее время работающие мартеновские печи сохранились только в России, Украине и Индии.

Электротермический способ[править | править код]

Электротермический способ имеет перед мартеновским и особенно конверторным целый ряд преимуществ. Этот способ позволяет получать сталь очень высокого качества и точно регулировать её химический состав. Доступ воздуха в электропечь незначительный, поэтому значительно меньше образуется монооксида железа FeO, загрязняющего сталь и снижающего её свойства. Температура в электропечи — не ниже 1650 °C. Это позволяет проводить плавку стали на сильно основных шлаках (которые трудно плавятся), при которой полнее удаляется фосфор и сера. Кроме того, благодаря очень высокой температуре в электропечах можно легировать сталь тугоплавкими металлами — молибденом и вольфрамом. Но в электропечах расходуется очень много электроэнергии — до 800 кВт·ч на 1 т стали. Поэтому этот способ применяют только для получения высококачественной спецстали.

Электропечи бывают разной ёмкости — от 0, 5 до 180 т. Футеровку печи выполняют обычно из периклазо-углеродистого огнеупора, а свод печи из магнезито-хромитового огнеупора. Состав шихты может быть разный. Иногда она состоит на 90 % из железного лома и на 10 % из чугуна, иногда в ней преобладает чугун с добавками в определенной пропорции железной руды и железного лома. К шихте добавляют также известняк или известь как флюс. Химические процессы при выплавке стали в электропечах те же, что и в мартенах.

Свойства стали[править | править код]

Физические свойства[править | править код]

· плотность ρ ≈ 7, 86 г/см³; коэффициент линейного теплового расширения α = (11…13)·10^{− 6} K^{− 1};

· коэффициент теплопроводности k = 58 Вт/(м·K);

· модуль Юнга E = 210 ГПа;

· модуль сдвига G = 80 ГПа;

· коэффициент Пуассона ν = 0, 28…0, 30;

· удельное электросопротивление (20 °C, 0, 37—0, 42 % углерода) = 1, 71·10^{− 7} Ом·м.

Зависимость свойств от состава и структуры[править | править код]

Свойства сталей зависят от их состава и структуры, которые формируются присутствием и процентным содержанием следующих составляющих.

Углерод — элемент, с увеличением содержания которого в стали увеличивается её твёрдость и прочность, при этом уменьшается пластичность.

Кремний и марганец (в пределах 0, 5 … 0, 7 %) существенного влияния на свойства стали не оказывают. Эти элементы вводятся в большинство углеродистых и низколегированных марок сталей во время операции раскисления (сначала - ферромарганец, затем - ферросилиций, как дешевые раскисляющие ферросплавы).

Сера является вредной примесью, образует с железом химическое соединение FeS (сернистое железо). Сернистое железо в сталях образует с железом эвтектику с температурой плавления 1258 К, которая обусловливает ломкость материала при обработке давлением с подогревом. Указанная эвтектика при термической обработке расплавляется, в результате чего между зернами теряется связь с образованием трещин. Кроме этого, сера уменьшает пластичность и прочность стали, износостойкость и коррозионную стойкость.

Фосфор также является вредной примесью, т. к. придает стали хладноломкость (хрупкость при пониженных температурах)^[12]. Это объясняется тем, что фосфор вызывает сильную внутрикристаллическую ликвацию. Однако существует группа сталей с повышенным содержанием фосфора, так называемые - " автоматные стали", металлоизделия из которых легко поддаются обработке резанием (например, болты, гайки и пр. на револьверных токарных станках-полуавтоматах).

Феррит — железо с объемноцентрированной кристаллической решеткой. Сплавы на его основе обладают мягкой и пластичной микроструктурой.

Цементит — карбид железа, химическое соединение с формулой Fe₃C, наоборот, придаёт стали твёрдость. При появлении в структуре заэвтектоидной стали свободного цементита (при С более 0, 8 %) пропадает четкая связь между содержанием углерода и комплексом механических свойств: твердостью, ударной вязкостью и прочностью.

Перлит — эвтектоидная (мелкодисперсная механическая смесь) смесь двух фаз — феррита и цементита, содержит 1/8 цементита (точнее - согласно правилу " рычага", если пренебречь растворимостью углерода в феррите при комнатной температуре - 0, 8/6, 67) и поэтому имеет повышенную прочность и твёрдость по сравнению с ферритом. Поэтому доэвтектоидные стали гораздо более пластичны, чем заэвтектоидные.

Стали содержат до 2, 14 % углерода. Фундаментом науки о стали как сплава железа с углеродом является диаграмма состояния сплавов железо-углерод — графическое отображение фазового состояния сплавов железа с углеродом в зависимости от их химического состава и температуры. Для улучшения механических и других характеристик сталей применяют легирование. Главная цель легирования подавляющего большинства сталей — повышение прочности за счет растворения легирующих элементов в феррите и аустените, образования карбидов и увеличения прокаливаемости. Кроме того, легирующие элементы могут повышать устойчивость против коррозии, термостойкость, жаропрочность и др. Такие элементы, как хром, марганец, молибден, вольфрам, ванадий, титан образуют карбиды, а никель, кремний, медь, алюминий карбидов не образуют. Кроме того, легирующие элементы уменьшают критическую скорость охлаждения при закалке, что необходимо учитывать при назначении режимов закалки (температуры нагрева и среды для охлаждения). При значительном количестве легирующих элементов может существенно измениться структура, что приводит к образованию новых структурных классов по сравнению с углеродистыми сталями.

Обработка стали[править | править код]

Виды термообработки[править | править код]

Сталь в исходном состоянии достаточно пластична, её можно обрабатывать путём деформирования: ковать, вальцевать, штамповать. Характерной особенностью стали является её способность существенно изменять свои механические свойства после термической обработки, сущность которой заключается в изменении структуры стали при нагреве, выдержке и охлаждении, согласно специальному режиму. Различают следующие виды термической обработки:

· отжиг;

· нормализация;

· закалки;

· отпуск.

Чем богаче сталь на углерод, тем она твёрже после закалки. Сталь с содержанием углерода до 0, 3 % (техническое железо) практически закаливанию не поддается.

Химико-термическая обработка сталей[править | править код]

Химико-термическая обработка сталей в дополнение к изменениям в структуре стали также приводит к изменению химического состава поверхностного слоя путём добавления различных химических веществ до определенной глубины поверхностного слоя. Эти процедуры требуют использования контролируемых систем нагрева и охлаждения в специальных средах. Среди наиболее распространённых целей, относящихся при использовании этих технологий, является повышение твёрдости поверхности при высокой вязкости сердцевины, уменьшение сил трения, повышения износостойкости, повышения устойчивости к усталости и улучшения коррозионной стойкости. К этим методам относятся:

· Цементация (C) увеличивает твёрдость поверхности мягкой стали из-за увеличения концентрации углерода в поверхностных слоях.

· Азотирование (N), как и цементация, увеличивает поверхностную твёрдость и износостойкость стали.

· Цианирование и нитроцементация (N + C) — это процесс одновременного насыщения поверхности сталей углеродом и азотом. При цианировании используют расплавы солей, имеющих в своем составе группу NaCN, а при нитроцементации — смесь аммиака с газами, которые имеют в составе углерод (СО, СН₄ и др. ). После цианирования и нитроцементации проводят закаливание и низкий отпуск.

· Сульфатирование (S) — насыщение поверхности серой улучшает приработки трущихся поверхностей деталей, уменьшается коэффициент трения.

Разновидности некоторых сталей[править | править код]

Производство стали[править | править код]

Производство стали в мире[править | править код]

Мировым лидером в производстве стали является Китай, доля которого по итогам I полугодия 2009 года составила 48 %.

В 2015 было выплавлено 1620 млн тонн стали.

По данным Международной ассоциации стали (англ. World Steel Association) производство стали в мире в 2011 году составило (в тыс. тонн)^[13]:

2008 год[править | править код]

В 2008 году в мире было произведено 1 млрд 329, 7 млн т. стали, что на 1, 2 % меньше, чем в 2007 г. Это стало первым сокращением годового объёма производства за последние 11 лет.

2009 год[править | править код]

По итогам первых шести месяцев 2009 г. производство стали в 66 странах мира, доля которых в мировой сталелитейной отрасли составляет не менее 98 %, сократилось по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года на 21, 3 % — с 698, 2 млн т до 549, 3 млн т (статистика World Steel Association).

Китай увеличил производство стали относительно аналогичного периода 2008 года на 1, 2 % — до 266, 6 млн т. в Индии производство стали возросло на 1, 3 % — до 27, 6 млн т.

В США производство стали упало на 51, 5 %, в Японии — на 40, 7 %, в Южной Корее — на 17, 3 %, в Германии — на 43, 5 %, в Италии — на 42, 8 %, во Франции — на 41, 5 %, в Великобритании — на 41, 8 %, в Бразилии — на 39, 5 %, в России — на 30, 2 %, на Украине — на 38, 8 %.

В июне 2009 г. производство стали в мире составило 99, 8 млн т., что на 4, 1 % больше, чем в мае 2009 г.

Рейтинг ведущих мировых производителей стали[править | править код]

По данным Metal Bulletin’s Top Steelmakers of 2007^[14] производство стали по компаниям производителям составило (в млн тонн):

Основные производители стали в России[править | править код]

См. также: Металлургия России

Производство стали в России в 1992—2015 годах, в млн тонн

Сертификаты качества и соответствия на стальную продукцию[править | править код]

Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону, возможно, нарушая при этом правило о взвешенности изложения. Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов.

Подавляющая часть стальной продукции подлежит обязательной сертификации. Для простоты в дальнейшем в этом разделе будет упоминаться «прокат», но такие же требования относятся и к поковкам, отливкам, метизам (например, проволока, лента) и проч.

Сертификат качества оформляется предприятием-изготовителем и удостоверяет соответствие продукции действующим нормативам (ГОСТам, ТУ и иным).

Основные нормируемые характеристики:

— сортамент, то есть геометрия проката (размеры, длина, допустимая кривизна и т. п. );

— химический состав стали;

— технические условия (механические свойства, отделка поверхности, для отдельных видов — структура стали и некоторые другие параметры).

Для каких-то видов проката каждая характеристика нормируется отдельным ГОСТом; какие-то ГОСТы объединяют две и даже все три характеристики.

Примеры:

1. Уголок горячекатаный 50х50х5 мм длиной 12, 0 м из марки ст3сп-5 нормируется тремя ГОСТами:

— ГОСТ 8509-93 — на размер (50х50х5мм), длину прутков 12, 0 м, допустимую кривизну и т. п.

— ГОСТ 380—2005 на химсостав (ст3сп)

— ГОСТ 535—2005 на механические свойства

2. круг горячекатаный 25 мм из марки ст20 нормируется только двумя ГОСТами:

— ГОСТ 2590—2006 — на диаметр 25 мм и допустимую кривизну

— ГОСТ 1050-88 (новая редакция 1050—2013) и на химсостав, и на механические свойства, качество поверхности и т. д.

3. Арматура АIII 28 мм из марки 25Г2С — все параметры регламентируются по ГОСТ 5781-82.

Сертификаты соответствия (в основном) удостоверяют, что тот или иной вид проката, выпускаемого предприятием, отвечает требованиям, не имеющим прямого отношения к прокату как таковому: санитарно-гигиеническим, строительным, особым требованиям, предъявляемым к прокату для нужд атомной, авиационной, судостроительной и некоторых других специальных отраслей промышленности. Выдаются такие Сертификаты специально уполномоченными организациями — в зависимости от назначения проката.

См. также[править | править код]

Сталь на Викискладе

В Викисловаре есть статья «сталь»

· Конвертерное производство

· Нержавеющая сталь

· Сталеплавильное производство

· Сталеплавильный процесс

· Стальная пена

· Чугун

· Высокоуглеродистая сталь

· Легированная сталь

· Сталь кортеновская

· Список стран по выплавке стали

· Сварка стали

· Крупнейшие производители стали в мире

Примечания[править | править код]

↑ Показывать компактно

1. ↑ Сталь в викисловаре.

2. ↑ «Материаловедение» Арзамасов Б. Н.

3. ↑ Akanuma, H. (2005). «The significance of the composition of excavated iron fragments taken from Stratum III at the site of Kaman-Kalehö yü k, Turkey». Anatolian Archaeological Studies 14: 147–158.

4. ↑ Ironware piece unearthed from Turkey found to be oldest steel, The Hindu (26 марта 2009). Архивировано 29 марта 2009 года. Проверено 27 марта 2009.

5. ↑ Загадка булатного узора.

6. ↑ Булат и дамасская сталь — загадки и история.

7. ↑ Танковая броня.

8. ↑ ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75

9. ↑ ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79

10. ↑ Раздел 3. 7. Теплопроводность // Новый справочник химика и технолога. — Спб.: MMVI, НПО «Профессионал», 2006. — Т. 12.

11. ↑ ПОЯСНЕНИЯ К ЕДИНОЙ ТОВАРНОЙ НОМЕНКЛАТУРЕ ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЕВРАЗИЙСКОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО СОЮЗА (ТН ВД ЕАЭС).

12. ↑ Васильев А. В., Ермаков С. Б Причины разрушения высокопрочных сталей при пониженных температурах // Науч. журн. НИУ ИТМО; серия «Холодильная техника и кондиционирование». — 2008. — № 2.

13. ↑ Steel production 2011 (World Steel Association) Архивировано 7 декабря 2015 года.

14. ↑ Wold top steelmakers of 2007 // Metal Bulletin Weekly. — 17 March 2008. — № 9038. — С. 7.

Ссылки[править | править код]

· Major steel-producing countries, 2005 and 2006

· Top steel-producing companies, 2005 and 2006

· steeluniversity. org бесплатный интернет-проект, разработанный International Iron and Steel Institute

· Обрабатываемые материалы. Классификация и маркировка сталей, чугунов и цветных сплавов

· Марочник металлов и сплавов более 1600 марок металлов и сплавов

· Соответствие марок сплавов по ANSI, ASME, DIN, JIS, ГОСТ и т. д.

· Таблицы применимости материалов

· Плотность стали - справочная таблица

[показать] Строительные материалы

[показать] Монетные металлы

Категории:

· Сталь

· Строительные материалы

· Производство стали

· Сплавы железа