Veda

Čo je to oceľ? »Jeho definícia a význam

Obsah:

Anonim

Oceľ je kov, ktorý sa získava zo zliatiny železa a uhlíka. Vyznačuje sa svojou odolnosťou a tým, že sa s ním dá pracovať za tepla, to znamená iba v tekutom stave. No akonáhle stuhne, je jeho manipulácia takmer nemožná. Pokiaľ ide o dva prvky, ktoré tvoria oceľ (železo a uhlík), nachádzajú sa v prírode, takže je pozitívne, keď sa ich vyrába vo veľkom.

Čo je to oceľ

Obsah

Oceľ je v podstate zliatina alebo kombinácia železa a uhlíka, je to v podstate vysoko rafinované železo (viac ako 98%), jej výroba začína redukciou železa (výroba surového železa), ktoré sa potom stane pomenovaným kovom. Vzťahuje sa na prvok, z ktorého boli v staroveku vyrobené obruby, ktorý vo svojej etymológii obsahuje toto slovo z latinského „aciarĭum“, z „acĭes“ alebo filo a zase z gréckeho „akē“, čo znamená hrot.

História ocele

Dátum, kedy bola objavená technika tavenia železnej rudy, nebol presne známy, avšak Gréci, prostredníctvom tepelného spracovania, kalených železných zbraní, to boli v roku 1 000 pred n.

Prví remeselníci, ktorí vyrábali železo, vyrábali zliatiny, ktoré by sa dnes klasifikovali ako tepané železo, a to technikou, ktorá spočívala v ohrievaní minerálnej masy železa a uhlia, ktorá bola zmiešaná vo veľkej peci s núteným ťahom. Spôsob bol taký, že sa ruda znížila na hmotu kovového železa naplneného troskou, teda kovovými nečistotami, spolu s uhoľným popolom.

Táto hmota železa bola spracovaná, kým zostala rozpálená do červena a silno do nej narazila ťažkými kladivami, aby sa troska vyhnala. Táto výrobná technika príležitostne namiesto tepaného železa náhodne vyrobila skutočnú oceľ.

Potom od 14. storočia sa veľkosť pecí na tavenie železa značne zvýšila. V týchto väčších peciach sa železná ruda z vrchu pece redukovala na kovové železo a potom absorbovala viac uhlíka ako záver plynov, produkt z týchto pecí sa nazýval surové železo, toto je prvý postup na získanie prvku.

Neskôr, Carl Wilhelm Siemens v roku 1857, vytvoril metódu, pri ktorej bolo možné kov spracovať na základe oduhličenia použitého železa alebo oxidu železa ako produktu na vykurovanie.

V roku 1865 sa už ocele s 25% a 35% niklu vyrábali vo veľmi obmedzenom množstve, čo oveľa lepšie odolávalo pôsobeniu vlhkosti vo vzduchu, hoci boli veľmi malými výrobcami. Odvtedy a do roku 1900 sa študovali zliatiny s chrómom, ktoré zlepšovali odolnosť ocele proti korózii.

Neskôr bolo vykonaných veľa štúdií o zliatinách s chrómom a niklom, vtedy možno povedať, že sa objavuje nehrdzavejúca oceľ, ktorú dnes poznáme.

Nerez teda nie je jednoduchý kov, ale zliatina, ktorej hlavným materiálom je železo, do ktorého sa pridáva malá časť uhlíka. Takto je získaný pevný materiál odolný voči vonkajším vplyvom, ktoré ho môžu zhoršovať.

V súčasnosti má nehrdzavejúca oceľ veľké množstvo aplikácií a obklopuje nás prakticky vo všetkých oblastiach nášho života. Má však tiež veľké zastúpenie v priemyselnej oblasti, ktorá je veľmi dôležitou súčasťou vybavenia farmaceutických, petrochemických a rastlinných spoločností. úprava kvapalín, nádrže. kontajnerov.

Vlastnosti ocele

Oceľ má dôležité a základné vlastnosti, ktoré umožňujú jej použitie v automobilovom priemysle, pri stavbe domov a v nekonečnom množstve prvkov. Medzi jeho základné vlastnosti patrí:

Komponenty

Pokiaľ ide o zloženie ocele, základné je železo a ďalšie prvky ako uhlík, mangán, fosfor, nikel, síra, chróm a ďalšie. Zmeny v zložení zodpovedajú za širokú škálu stupňov a vlastností.

Hustota

Jeho priemerná hustota je 7850 kg / m³. V závislosti na teplote sa môže zmršťovať, rozširovať alebo topiť. Teplota topenia závisí od typu zliatiny a od percenta legujúcich prvkov.

Korózia

Dochádza ku korózii a opotrebovaniu v dôsledku nepretržitého vystavenia klimatickým alebo vonkajším faktorom, ktoré spôsobujú zmeny v elektrickom zložení materiálu a tým spôsobujú zhoršenie molekúl a častíc.

Vodivosť

Má vysokú elektrickú vodivosť. Aj keď to závisí od jeho zloženia, je to približne 3,106 S / m.

Typy ocele

To má veľa aplikácií v každodennom živote ľudí, pretože je bežné v nádobách, nástrojoch a zariadeniach, ako aj v štruktúrach moderných domov a budov, všetko závisí od jeho typu:

Pozinkovaná oceľ

Je výsledkom spojenia vlastností mechanickej odolnosti kovu a antikoróznych vlastností zinku. Tento typ sa používa na stavbu, výrobu veľkých stavieb, v komunikácii, elektrine a doprave.

Nehrdzavejúca oceľ

Je to druh lisovaného materiálu, ktorý sa skladá z chrómu a niklu, vďaka čomu sú lesklé a odolné voči korózii, aj keď je vystavené vlhkosti.

Konštrukčná oceľ

Najskôr sa surová železná ruda rozdrví a klasifikuje. Výsledná reakcia nabitá vo vysokej peci začne odstraňovať nečistoty. Extrahuje sa a zahrieva ešte viac, aby sa umožnilo zahrnutie ďalších látok, napríklad mangánu, ktoré dodajú hotovému výrobku odlišné vlastnosti.

Pokojná oceľ

Tento typ je pred odliatím úplne deoxidovaný pridaním kovov.

Kovaná oceľ

Toto je tvar a vnútorná štruktúra, ktorá bola upravená použitím kovacích techník vykonávaných pri teplote vyššej ako je teplota rekryštalizácie. Má menšiu povrchovú pórovitosť, jemnejšiu štruktúru zrna, väčšiu pevnosť v ťahu a únavu a väčšiu tvárnosť ako akékoľvek iné spracovanie.

Valcovaná oceľ

Je to ten, ktorý prešiel valcami pri veľmi vysokých teplotách, nad 1 700 ° F, čo prekračuje teplotu rekryštalizácie väčšiny kovov. To uľahčuje formovanie a výsledkom sú výrobky, s ktorými sa ľahšie pracuje.

Oceľové aplikácie

Je zaistené, že tento materiál má mimoriadny význam pre ľudské funkcie, pretože žiadny iný nespája jeho vlastnosti, ako je odolnosť, plastickosť a univerzálnosť.

Avšak, je použitie ocele prevažujú v konštrukcii strojov, náradia, náčinia, mechanické zariadenia, elektrické spotrebiče a v konštrukciách domov, budov a verejných prác. Zahrnuté sú aj železničné stavebné spoločnosti a železničné koľajové vozidlá. Na použitie v stavebníctve sa distribuuje v kovových profiloch, ktoré majú rôzne vlastnosti v závislosti od ich tvaru a veľkosti, konkrétne sa používajú v oceľových nosníkoch alebo stĺpoch.

Vlnitý je tiež valcovaný typ, ktorý sa používa pre železobetónové konštrukcie. Sú to tyče rôznych priemerov, ktoré majú výstupky. Používa sa na konštrukcie, izolácie, obklady, medziposchodia, strechy a povrchové úpravy. Jeho použitie je nevyhnutné kvôli jeho väčšej odolnosti, nezmršťuje sa a nedeformuje sa. Odolnejšie ako iné materiály pri zemetrasení, vetre a ohni, vďaka čomu je tento typ konštrukcie oveľa bezpečnejší.

Je potrebné poznamenať, že existuje symbolická oceľ spojená so špecifickými vlastnosťami výroby rôznych výrobkov. Preto sú pre kovovú konštrukciu označené písmenom S (oceľ), za ktorým nasleduje číslo, ktoré označuje minimálnu špecifikovanú hodnotu medze pružnosti v MPa (1 MPa = 1N / mm2), pre interval hrúbky plus málo. Ďalšie symboly sú rozdelené do skupiny 1 a skupiny 2. Ak symboly v skupine 1 nestačia na úplné opísanie, je možné pridať ďalšie symboly do skupiny 2. Symboly v skupine 2 by sa mali používať iba v spojení so symbolmi v skupina 1 a mala by byť za nimi. Príklad: S355xyz (dodatočný symbol).

Často kladené otázky o oceli

Čo je to oceľ?

Je to zmes kovu, ako je železo, a metaloidu, ako je uhlík, ktorý sa môže vyskytovať v rôznych pomeroch, nikdy však nie viac ako dvoma percentami z celkovej hmotnosti konečného produktu.

Aké kovy obsahuje oceľ?

Kovy obsiahnuté v prvku sú:
  • Hliník
  • Bór
  • Kobalt
  • Chrome
  • Cín
  • Mangán
  • Molybdén
  • Nikel
  • Kremík
  • Titán
  • Volfrám alebo volfrám
  • Vanád
  • Zinok

Na čo je oceľ?

Výroba ocele sa používa pre domy, oceľové plechy na vystuženie budov, fasád atď. Rovnako tak v priemysle ťažkých zbraní a obrnených vozidiel. Pri výrobe náradia, riadu, mechanických zariadení, priemyselných strojov a poľnohospodárskych strojov. Automobilový priemysel, kľukový hriadeľ, hnacie hriadele prevodovky a ďalšie odvetvia.

Aké sú druhy ocele?

Existuje celý rad typov, ktoré sú:
  • Vystrihnúť
  • Vystrašený
  • Zvlnené
  • Pozink
  • Nerez
  • Laminát
  • Uhlík
  • Zliatina
  • Sladké
  • Šumivé
  • Ťahané za studena
  • Štrukturálne
  • Zvetralé
  • Mäkký
  • čierna

Ako sa získava oceľ?

Železo sa taví v peci, nalieva sa, aby sa znížili nečistoty. Potom sa vstrekne 99% čistý kyslík. Vápno sa zmieša, aby sa vytvoril zvyšok, ktorý absorbuje zvyšné nečistoty. Nakoniec sa rafinuje v peci pridávaním zliatinových výrobkov, aby sa dosiahli požadované vlastnosti.