Что тяжелее чугун или металл?

Различия между легкоплавким чугуном и не столь податливыми металлами могут быть несущественными и во многих случаях заметить их может только насмотренный глаз.
Содержание

Что тяжелее чугун или металл?

Как отличить чугун от стали и других металлов

Чугун – это тяжелый сплав железа со значительными углеродными добавками (их доля может доходить до 6.67 процента). Из него производят станки, различное оборудование, металлоконструкции. При сдаче в металлолом, оцениваются недорого, так как это черный металл. Поэтому нужно понимать, как быстро отличить чугун от алюминия, стали, железа.

Какие металлы часто путают

Чугунные изделия путают с аналогами других металлов, которые визуально могут выглядеть схоже. Например, когда человек сдает остатки станкового оборудования, старые радиаторные системы, арматуру, фитинги, сантехнические компоненты.

Чаще всего путаница происходит в сравнении со сталью, железом или алюминием. К счастью, найти различия можно даже в домашних условиях. Достаточно понимать, чем они отличаются. Это может быть цвет, звук при контакте, характеристики прочности, наличие или отсутствие магнитных свойств. В нашей статье мы разберем наиболее доступные методы проверки подробно.

Основные характеристики

Изначально ознакомимся с характеристиками этого сплава:

  • В его составе могут присутствовать самые разнообразные смеси. Производитель может добавить, серу, фосфор, марганец, кремний, другие элементы периодической таблицы Менделеева.
  • Любой такой сплав характеризуется высоким уровнем прочности. В среднем значения этого параметра будут достигать 7200 кг/куб. м.
  • Из-за наличия в составе кремния высокоуглеродистый сплав железа плохо поддается сварке.
  • Температура плавления – от 1150 до 1200 градусов по Цельсию.

В зависимости от состава меняются некоторые характеристики. Часто про особенности изделия можно узнать при визуальном осмотре – по цвету его излома:

  • Светло-серый оттенок. Такой металл будет плохо поддаваться обработке, так как характеризуется повышенной твердостью.
  • Серый оттенок. Цвет получается из-за высокого содержания графита. Обрабатывается достаточно просто, поддается литью. Этот тип применяется для создания станков и сопутствующих компонентов.

Некоторые составы имеют специальные названия:

  • Ковкий. Получается за счет термообработки сплава со светло-серым оттенком излома. Применяется в автомобильной, сельскохозяйственной промышленности.
  • Половинчатый. Используется для изготовления фрикционных деталей с повышенной износостойкостью.
  • Высокопрочный. В составе присутствует шаровидный графит. Применяется в машинной промышленности и в производстве труб.

Как отличить чугун от железа

Железо в чистом виде практически невозможно встретить в природе. Его можно получить только в лабораторных условиях.

Понять, что перед нами, можно по следующим признакам:

  • Железо легко подвергается коррозии, в отличие от высокоуглеродистого железного сплава.
  • У железных предметов будет характерный светло-серебристый свет. Материал более пластичный и мягкий.

Отличия стали и чугуна

Чтобы отличить сталь от чугуна, нужно знать несколько важных нюансов:

  • Стальные изделия весят меньше в сравнении с чугунными аналогами.
  • Стальной прокат светлый, чугунный – практически черный.
  • Чугун можно разбить сильным ударом молота, тогда как сталь – нет.
  • Сталь подходит для штамповки, а высокоуглеродистый сплав железа обычно используют только для литья.

Также можно провести сравнение нагревом, чтобы отличить чугун от стали: первый материал будет дольше нагреваться, но остывать медленнее.

Как отличить чугун от стали

Из стали производят множество вещей. Часто они могут дублировать, копировать чугунные альтернативы.

Считается, что можно отличить чугун магнитом. Но это утверждение не всегда верно. В зависимости от состава, у чугунного изделия могут быть выражены или отсутствовать магнитные свойства. Поэтому лучше подходить к проверке комплексно – применяя также методики, описанные выше.

Как отличить алюминий от чугуна

Применив магнит, можно найти отличия и от алюминия. Этот металл магнитится настолько слабо, что на бытовом уровне это не заметно. Поэтому, если материал показывает хотя бы минимальное наличие магнитных свойств, то это явно не алюминий.

Есть и другие варианты, как понять разницу:

  • Внешний вид. Изделия из алюминия гладкие, светлые, с блестящей поверхностью. Напротив, чугун черный, шершавый, характеризуется наличием пористости.
  • Одинаковые по размеру предметы будут весить по-разному. Вес кубометра алюминия – 2700 килограмм. Аналогичный объем чугунного лома – 7000 килограмм. Разница более чем 2.5 раза.
  • Физическое воздействие. Алюминиевый лист легко согнуть. На поверхности такого материала остаются вмятины после удара. Чугун же согнуть не получится, а при сильном ударе он не деформируется, а расколется.
  • Если оставить изделие из алюминия на открытом воздухе, оно быстро покроется тонкой оксидной пленкой, которая не пропускает через себя газы.

Разница между железом и чугуном

Железо является важным металлическим элементом. Это используется в производстве многих различных полезных металлических сплавов, таких как сталь. Основной проблемой с железом является ржавчина поверх

Содержание:

  • Главное отличие — железо против чугуна
  • Что такое железо
  • Что такое чугун
  • Разница между железом и чугуном

Главное отличие — железо против чугуна

Железо является важным металлическим элементом. Это используется в производстве многих различных полезных металлических сплавов, таких как сталь. Основной проблемой с железом является ржавчина поверхности. Для предотвращения ржавления используются различные методы предотвращения, такие как цинкование, покраска и т. Д. Металлические сплавы, такие как нержавеющая сталь, также производятся для предотвращения образования ржавчины. Чугун — это форма железа, в которой содержится больше углерода, чем в других сплавах. Основное отличие чугуна от чугуна заключается в том, что железо — это чистый металл, а чугун — это металлический сплав.

Ключевые области покрыты

1. Что такое железо
— определение, химические свойства, экстракция
2. Что такое чугун
— определение, свойства, разные типы
3. В чем разница между железом и чугуном
— Сравнение основных различий

Ключевые термины: чугун, ковкий чугун, серый чугун, железо, металл, ковкий чугун, металлический сплав, ржавчина, сталь, белый чугун, кованое железо

Что такое железо

Железо — это металлический элемент с символом «Fe». Атомный номер равен 26, а молярная масса составляет около 56 г / моль. Этот химический элемент принадлежит блоку d периодической таблицы. Он считается переходным элементом, поскольку он имеет частично заполненные d-орбитали в соответствии с его электронной конфигурацией ([Ar] 3d 6 4s 2 ).

Рисунок 1: Атомная структура железа

Железо является твердым при комнатной температуре. Температура плавления составляет 1538 ° С, а температура кипения составляет около 2862 ° С. Это очень важно, как металл, а также используется в производстве различных металлических сплавов. При воздействии воздуха и влаги железо может подвергаться порче. Это называется образованием ржавчины. Это химическая реакция, которая включает окисление поверхности железа. Железные сплавы изготавливаются с пониженной или нулевой коррозией путем добавления достаточного количества хрома с железом; нержавеющая сталь — лучший пример для этого.

Читайте также  Можно ли алмазным диском резать металл?

Существуют различные типы железных сплавов, в том числе сталь, кованое железо, чугун, антрацит и т. Д. Сталь является одним из наиболее используемых металлических сплавов в мире из-за его различных желательных свойств, таких как прочность, пластичность и т. д. Кованое железо является металлическим сплавом с низким содержанием углерода. Это жестко и податливо. Чугун состоит из большого количества углерода. Это имеет тенденцию к ломкости.

Железо можно извлечь из железных руд с помощью доменной печи. Как правило, железная руда состоит из железа в двух формах в виде оксидов железа и железа. Эти формы могут быть восстановлены до железа в доменной печи путем нагрева сырья с помощью кокса. Расплавленный чугун может быть получен из нижней части печи. Этот расплавленный чугун может быть использован для изготовления чугуна, стали и других форм сплавов.

Что такое чугун

Чугун — это твердый, относительно хрупкий сплав железа и углерода, который можно легко отливать в форму. Это содержит более высокую долю углерода, чем сталь. Чугун — это металлический сплав. Содержание углерода в этом сплаве составляет 2-4%. Чугун имеет относительно низкую температуру плавления, чем другие железные сплавы.

Помимо углерода и железа, чугун также содержит кремний, марганец и следовые количества серы и фосфора. Поскольку содержание углерода высокое, чугун затвердевает как гетерогенный сплав. Чугун имеет около 1-3% кремния. Следовательно, это на самом деле металлический сплав железо-углерод-кремний. Расплавленный чугун менее реагирует с формовочным материалом. Однако чугун не очень пластичный и не пригоден для прокатки.

Чугун является хорошим инженерным материалом благодаря своей низкой температуре плавления, хорошей текучести, хорошей обрабатываемости и т. Д. Ниже приведено несколько типов чугуна. Эта классификация основана на микроструктуре сплава.

  • Серый чугун
  • Ковкий чугун
  • Ковкий чугун
  • Белый чугун

Рисунок 2: Кастрюля из чугуна

Эти чугунные формы отличаются друг от друга в зависимости от формы и формы углерода, присутствующего в железе. В производстве серый чугунИнокулянты используются для контроля типа и размера графита в сплаве. В производстве ковкое железоследовые количества висмута используются для улучшения податливости. Ковкий чугун производится путем добавления следового количества магния, который вызывает образование сфероидального графита в сплаве. Белый чугун при поломке имеет белые трещины Это связано с наличием примесей карбида железа. Аналогично, присутствие некоторых других соединений может обеспечить желаемые свойства чугуна.

Разница между железом и чугуном

Определение

Железо: Железо — это металлический элемент с символом «Fe».

Чугун: Чугун — это твердый, относительно хрупкий сплав железа и углерода, который можно легко отливать в форму.

Природа

Железо: Железо — это чистый металл.

Чугун: Чугун — это металлический сплав.

Содержание углерода

Железо: Чистое железо не состоит из углерода, но железные сплавы могут иметь различное процентное содержание углерода.

Чугун: Чугун состоит из 2-4% углерода.

Температура плавления

Железо: Железо имеет более высокую температуру плавления 1538 ° C.

Чугун: Чугун имеет относительно низкую температуру плавления.

Образование ржавчины

Железо: Образование ржавчины происходит на поверхности железа и железных сплавов, кроме нержавеющей стали.

Чугун: Чугун подвергается образованию ржавчины.

тягучесть

Железо: Железо и большинство железных сплавов податливы.

Чугун: Чугун менее податлив и хрупок (кроме ковкого чугуна).

Заключение

Железо это металл. Это используется в производстве различных типов металлических сплавов, которые используются для различных целей в зависимости от их благоприятных свойств. Чугун является одной из таких форм железа. Основное различие между железом и чугуном заключается в том, что железо — это чистый металл, тогда как чугун — это металлический сплав.

Рекомендации:

1. «Понимание чугунов». Литейная компания Atlas,

Как отличить чугун от стали, железа и алюминия в домашних условиях

Чугун – это сплав железа с достаточным содержанием углерода (от 2,14 до 6,67 %). Концентрация добавленного вещества влияет на ковкость, пластичность и твердость металла, поэтому из сплава железа и менее 2,14 % углерода получают сталь. Чугунный сплав очень тверд и хрупок, плохо поддается отливке и обработке режущими инструментами. Поэтому отличить чугун от стали достаточно просто по свойствам, внешнему виду и характеристикам.

Высокое содержание углерода придает высокоуглеродистому железному сплаву темный, практически черный цвет. Визуально отличить чугун от стали можно по отсутствию блеска. Также на его поверхности образуется спель – крупные включения пластинчатого графита, которые на изломе видны невооруженным глазом. Появляются они в результате кристаллизации высокоуглеродистых сплавов.

Основные характеристики

Помимо углерода, в состав сплава добавляют марганец, серу, фосфор, кремний, молибден и др. Углерод в нем находится в виде графита или цементита (карбида железа), а их количество определяет разновидность металла. Для всех видов сплава характерна высокая плотность – около 7200 кг/куб. м.

Отличить чугун от другого металла можно по плохой свариваемости. В процессе нагрева происходит окисление кремния в составе железного сплава. Из-за более высокой температуры плавления оксид кремния затрудняет процесс сварки, поэтому неразъемные соединения образуются с трудом. При этом у чугунных сплавов относительно низкая температура плавления (от 1150 до 1200 °C, что ниже по сравнению со сталью и чистым железом).

Виды сплавов

  • белый – металл с изломом светло-серого оттенка, который плохо поддается обработке, но обладает высокой твердостью;
  • серый – материал с высоким содержанием углерода в виде графита, который обладает хорошими литейными свойствами, легко обрабатываем и подходит для производства элементов станков, станин, крышек, шкивов и прессов;
  • ковкий – металла, полученный в результате термической обработки белого сплава с образованием хлопьевидного гранита (востребован в автомобильном производстве, при изготовлении сельскохозяйственной техники и запчастей для нее);
  • половинчатый – материал для производства износостойких фрикционных деталей;
  • высокопрочный – сплав с шаровидным графитом в составе для производства труб и элементов машин.

Чтобы понять, как отличить чугун, важно изучить характерные особенности и сферы применения его разновидностей.

Металлы, которые часто путают

Высокоуглеродистый сплав железа часто путают с другими металлами, используемыми для производства сантехники, фитингов, запорной арматуры, запчастей станков, радиаторов. Над тем, как определить чугун, задумываются при попытке сдать металлолом в пункт приема. Лом этого металла – один из самых дешевых, поскольку он плохо поддается переработке, хрупок, из него с трудом удаляются вредные примеси (фосфор и сера).

Поэтому перед поездкой в пункт приема важно определить, чугун или сталь перед вами. Также нередко путают его с чистым железом, алюминием и силумином – сплавом алюминия и кремния, применяемым для производства сковород, кастрюль, смесителей, кранов и др. Отличить чугун от железа и других металлов можно в домашних условиях: по цвету, магнитным свойствам, прочности и даже звуку!

Отличия от железа

Чистое железо – материал, который можно увидеть только в лаборатории. В природе оно практически не встречается, а также не применимо для серийного производства запчастей, сантехнических изделий и предметов быта. Определить, чугун или железо перед вами, можно по внешнему виду: железо имеет светло-серебристый цвет, очень мягко и пластично, а также сильно подвержено коррозии.

При этом важно не путать железо и его производную – сталь. Эти понятия не взаимозаменяемы. Сталь – сплав железа, незначительного количества углерода, марганца, кремния, серы и фосфора. Этот железоуглеродистый сплав является эластичным, деформируемым, ковким. Отличить сталь от чугуна на глаз также бывает непросто: похожий состав придает им схожие оттенки, но совершенно разные свойства и характеристики. Сталь проще в обработке, прочнее, не боится ударов и механических воздействий.

Как отличить чугун от стали?

Сталь – высокопрочный материал с температурой плавления примерно 1300–1500 °C. Из нее производят:

  • слесарные инструменты (молотки, зубила, отвертки, косы, пилы, ножницы и т.д.);
  • детали машин (толкатели, зубчатые колеса);
  • пружины и рессоры;
  • кузнечные инструменты;
  • изделия для обработки камня и древесины;
  • трубы и радиаторы;
  • хирургическое оборудование;
  • стройматериалы;
  • посуду, столовые приборы и предметы быта.
Читайте также  Как подобрать электрод по толщине металла?

Распространено мнение, что отличить чугун от стали можно магнитом. Утверждение верно отчасти, поскольку магнитные свойства металла зависят от состава. Не магнитят аусетнитные и аустенитно-ферритные сплавы с высоким содержанием хрома (до 20 %) и никеля (до 15 %). Включение в состав титана, молибдена, ниобия также снижает магнитные свойства металла.

Отличия стали и чугуна

Высокоуглеродистый сплав магнитится всегда, а сталь – в зависимости от состава. Также чугун определяют по цвету и состоянию поверхности: изделия из него имеют темный, почти черный матовый цвет, а на изломе металл – темно-серый. Также чугунные предметы более массивны и больше весят по сравнению со стальными аналогами, хотя плотность стали значительно выше – до 7900 кг/куб. м.

Сталь лучше поддается обработке, поэтому предметы из нее производят методом штамповки. Непрочный, непластичный чугун пригоден для изготовления литых изделий. Он не выдерживает сильные удары и может расколоться, поэтому отличить его поможет сильный удар молотком. При этом он пористый и дольше удерживает тепло, а потому еще один вариант проверки – сильный нагрев. Чугунные изделия прогреваются медленно, но равномерно, а остывают в течение минимум 10 минут.

Отличия от алюминия

Магнитом отличить чугун можно не только от стали, но и от алюминия – серебристо-белого легкого металла. Это вещество является парамагнетиком, поэтому обладает внешней магнитной восприимчивостью (при отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов отличны от нуля). Относительная магнитная проницаемость металла незначительно больше единицы, а магнитное поле в нем возрастает несущественно. Соответственно, алюминий магнитится, но очень слабо. Визуально это не различимо, поэтому принято считать, что он не магнитит. Помимо магнитных свойств, у металлов есть и другие различия: цвет, масса, плотность, твердость и гибкость. Поэтому отличить их друг от друга можно и другими способами.

Как отличить алюминий от чугуна?

1 кубический метр алюминия весит 2 700 кг, а чугуна – более 7 000 кг. Первый менее плотный, а потому изделия из него должны быть значительно легче по сравнению с чугунными. Но следует учесть, что алюминий менее прочен, поэтому предметы из него делают толстостенными, что сказывается на весе.

Алюминиевые изделия светлее, имеют слегка блестящую поверхность. В атмосферных условиях металл сразу покрывается прозрачной газопроницаемой оксидной пленкой. Алюминий – гладкий и ровный, а чугун – темный, пористый и шершавый. Существенное отличие металлов – твердость: алюминий легко согнуть, а от ударов на его поверхности образуются вмятины. Чугун невозможно согнуть: под действием больших нагрузок он расколется, но не деформируется.

Особенности сдачи чугунного лома

Этот вид черного металлолома наиболее востребован, а относят его к металлическому мусору. Его утилизируют, переплавляют на металлургических предприятиях и даже перерабатывают, превращая в сталь путем снижения концентрации углерода. Большая часть чугунного лома – промышленного происхождения.

На металлолом сдают устаревшие станки, оборудование, демонтированные металлоконструкции. Стоимость такого лома относительно невысока, но ввиду большой массы за эти предметы можно выручить хорошие деньги.

Отличить чугун от алюминия, стали, железа можно по цвету, массе и даже звучанию (чугунные изделия – самые звонкие, поэтому при ударах издают громкие, резкие звуки). Но наиболее надежный способ – отдать образец металла в нашу лабораторию, оборудованную спектрометром. Мы точно определим состав сплава и предложим лучшую стоимость металлолома!

Удельный вес металла. Таблица плотности металлов и сплавов

Таблицы плотности металлов и сплавов

Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката. Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе — удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.

Удельным весом металла называется отношение веса однородного тела из этого вещества к объему металла, т.е. это плотность, в справочниках измеряется в кг/м3 или г/см3. Отсюда можно вычислить формулу как узнать вес металла. Чтобы это найти нужно умножить справочное значение плотности на объем.

В таблице даны плотности металлов цветных и черного железа. Таблица разделена на группы металлов и сплавов, где под каждым наименованием обозначена марка по ГОСТ и соответствующая ей плотность в г/см3 в зависимости от температуры плавления. Для определения физического значения удельной плотности в кг/м3 нужно табличную величину в г/см3 умножить на 1000. Например, так можно узнать какова плотность железа — 7850 кг/м3.

Наиболее типичным черным металлом является железо. Значение плотности — 7,85 г/см3 можно считать удельным весом черного металла на основе железа. К черным металлам в таблице относятся железо, марганец, титан, никель, хром, ваннадий, вольфрам, молибден, и черные сплавы на их основе, например, нержавеющие стали (плотность 7,7-8,0 г/см3), черные стали (плотность 7,85 г/см3) в основном используют производители металлоконструкций в Украине , чугун (плотность 7,0-7,3 г/см3). Остальные металлы считаются цветными, а также сплавы на их основе. К цветным металлам в таблице относятся следующие виды:

− легкие — магний, алюминий;

− благородные металлы (драгоценные) — платина, золото, серебро и полублагородная медь;

− легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.

Удельный вес цветных металлов

Таблица. Удельный вес металлов, свойства, обозначения металлов, температура плавления

При прокате заготовок из цветных металлов необходимо еще точно знать их химический состав, поскольку от него зависят их физические свойства.
Например, если в алюминии присутствуют примеси (хотя бы и в пределах 1%) кремния или железа, то пластические характеристики у такого металла будут гораздо хуже.
Другое требование к горячему прокату цветных металлов – это предельно точная выдержка температуры металла. К примеру, цинк требует при прокатке температуры строго 180 градусов — если она будет чуть выше или чуть ниже, капризный металл резко утратит пластичность.
Медь более «лояльна» к температуре (ее можно прокатывать при 850 – 900 градусах), но зато требует, чтобы в плавильной печи непременно была окислительная (с повышенным содержанием кислорода) атмосфера — иначе она становится хрупкой.

Таблица удельного веса сплавов металлов

Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.

Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.

В основе тяжелых сплавов лежит медь, олово, цинк, свинец. Среди тяжелых сплавов во многих сферах промышленности применяют бронзу (сплав меди с алюминием, сплав меди с оловом, марганцем или железом) и латунь (сплав цинка и меди). Из этих марок сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.

Читайте также  Как затемнить металл в домашних условиях?

Ниже в справочной таблице приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных сплавов металлов. В перечне представлены данные по плотности основных сплавов металлов при температуре среды 20°C.

Список сплавов металлов

Плотность сплавов (кг/м 3 )

Адмиралтейская латунь — Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова)

Алюминиевая бронза — Aluminum Bronze (3-10% алюминия)

Баббит — Antifriction metal

Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) — Beryllium Copper

Разница между сталью и чугуном

Часто применяемыми в быту продуктами металлургической промышленности являются чугун и сталь. Оба материала представляют собой уникальный сплав железа и углерода. Но использование одинаковых компонентов при производстве не наделяет материалы схожими свойствами. Чугун и сталь – два различных материала. В чем же их отличия?

  • Сталь
  • Чугун
  • Отличия
  • Выводы TheDifference.ru

Сталь

Чтобы получить сталь, необходимо сплавить железо, углерод и примеси. При этом содержание углерода в смеси не должно превышать 2%, а железа быть не менее 45%. Остальной процент в смеси могут составлять легирующие элементы (связывающие смесь вещества, например, молибден, никель, хром и другие). Благодаря углероду железо приобретает прочность и предельную твердость. Без его участия получалось бы вязкое и пластичное вещество.

Чугун

При производстве чугуна также сплавляют железо и углерод. Только содержание последнего в смеси составляет более 2%. Помимо перечисленных компонентов в смеси содержатся постоянные примеси: кремний, марганец, фосфор, сера и легирующие добавки.

Отличия

В металлургии различают довольно большое количество разновидностей стали. Их классификация зависит от количества того или иного компонента в смеси. Например, большое содержание связывающих элементов дает высоколегированную (более 11%) сталь. Кроме этого существуют:

  • низколегированные – до 4% связывающих компонентов;
  • среднелегированные – до 11% связывающих элементов.

Содержание углерода в сплаве также дает свою классификацию металлу:

  • низкоуглеродистый металл – до 0,25%С;
  • среднеуглеродистый металл – до 0,55%С;
  • высокоуглеродистый – до 2%С.

И, наконец, в зависимости от содержания неметаллических включений, которые образуются в результате реакций (например, оксиды, фосфиды, сульфиды), осуществляется классификация по физическим свойствам:

  • особо высококачественная;
  • высококачественная;
  • качественная;
  • обычная сталь.

Это далеко не полная классификация стали. Еще различают виды по структуре материала, методу производства и так далее. Но каким бы способом ни сплавляли основные компоненты, в итоге получают твердый, прочный, износостойкий и устойчивый к деформациям материал с удельным весом 7,75 (до 7,9) Г/см 3 . Температура плавления стали – от 1450 до 1520°C.

В отличие от стали чугун более хрупок, его отличает способность разрушаться без заметных остаточных деформаций. При этом сам углерод в сплаве представлен в виде графита и/или цементита, их форма и соответственно количество определяют разновидности чугуна:

  • белый – весь необходимый углерод содержится в виде цементита. Материал белый на изломе. Очень тверд, но хрупок. Он поддается обработке и в основном используется для получения ковкой разновидности;
  • серый – углерод в виде графита (пластичная форма). Мягок, отлично поддается обработке (можно резать) и имеет низкую температуру плавления;
  • ковкий – получается после продолжительного отжига белого вида, в результате чего образуется графит. Нагрев (свыше 900°C) и скорость охлаждения графита негативно влияют на свойства материала. Это затрудняет сварку и обработку;
  • высокопрочный – содержит шаровидный графит, образующийся в результате кристаллизации.

Содержание углерода в составе определяет его температуру плавления (чем его больше, тем ниже температура) и выше текучесть при нагреве. Поэтому чугун – это жидкотекучий, непластичный, хрупкий и трудно поддающийся обработке материал с удельным весом 6,9 (7,3) Г/см 3 . Температура плавления – от 1150 до 1250°C.

Чем отличается чугун от стали

Содержание

Оба материала относятся к группе черных металлов. Внешне их сложно различить, а некоторые свойства перекликаются между собой. Это объясняется тем, что и сталь, и чугун представляют собой углеродистые сплавы железа. Именно содержание Fe и C определяет их главное различие.

Характеристики стали

Сталь ‒ это сплав железа и углерода, соотношение которых составляет от 45% и до 2% соответственно. В зависимости от марки в состав могут входить никель, хром, кремний, марганец и прочие добавки. Вариативность легирующих компонентов обеспечивает материалу обилие свойств.

Углерод отвечает за твердость и прочностные характеристики сплава. Благодаря ему металл обладает высокой прочностью, пластичностью, легко поддается обработке.

  • по наличию легирующих компонентов:
  • низколегированную;
  • среднелегированную;
  • высоколегированную;
  • по содержанию углерода:
  • низкоуглеродистую;
  • среднеуглеродистую;
  • высокоуглеродистую.

Температура плавления всех марок находится в диапазоне от 1450 до 1520 °С. Плотность составляет 7700-7900 кг/м3.

Применяют сталь повсеместно: в промышленности при производстве различных металлоконструкций, деталей машин, трубопроводов и прочих изделий, в быту мы пользуемся стальными столовыми приборами, кухонной утварью, предметами интерьера, мебелью и т.д.

Характеристики чугуна

Железо и углерод также являются основой чугуна. Количество последнего составляет от 2%. Сырье также легируют различными добавками: фосфором, марганцем, кремнием и другими.

В зависимости от сформированной кристаллической решетки (цементит / графит) выделяют следующие типы чугуна:

  • белый ‒ наличие цементита определяет цвет излома, благодаря которому материал получил название «белый», одновременно с твердостью обладает хрупкостью, путем отжига из него изготавливают ковкие чугуны;
  • серый ‒ содержание графита в большом количестве определяет цвет сырья и его пластичность, легок в обработке, в состав входят кремний, магний, фосфор, сера;
  • ковкий ‒ длительный отжиг белого чугуна образует графит, который придает металлу высокую пластичность, вязкость, твердость, ударную сопротивляемость;
  • высокопрочный ‒ образование шаровидного графита в процессе кристаллизации обеспечивает материалу повышенную прочность;
  • предельный ‒ подвергается дальнейшей обработке, не применяется, как самостоятельная единица.

Температура плавления чугуна составляет от 1160 до 1250 °С, зависит от содержания в нем углерода. Чем больше элемента в составе, тем меньше его температура и выше текучесть при нагревании. Такая зависимость определяет хрупкость материала.

Производство чугуна и стали

Чугун изготавливают в доменных печах из железной руды (агломерата), кокса, известняка и горячего воздуха. Сначала закладывают кокс, а затем послойно агломерат и кокс. В нижнюю часть печи через специальные отверстия подается горячий воздух, обогащенный кислородом.

Кокс, сгорая в домне, образует углекислый газ, который проходя через слои сырья, высвобождает оксид углерода. Таким образом руда постепенно претерпевает превращения. К ней добавляют известняк. Появляется силикат кальция, который отделяется в виде шлака. Окись углерода является главным восстановителем железа. Образование чугуна происходит за счет опускания Fe в более горячую часть домны и растворения в нем C.

Сталь производят из чугуна путем снижения количества углерода, серы, фосфора, марганца. Сплав получают в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах.

Как отличить чугун от стали

Определить, какое изделие перед вами находится, стальное или чугунное, можно тремя способами:

  1. По излому (визуально) ‒ этот метод применим для деталей, которые идут в лом или в качестве заготовок. На чугунном сломе виден матовый темно-серый оттенок, образовавшиеся трещины имеют выраженную структуру. Стальное изделие ‒ более светлое, поверхность глянцевая.
  2. Сверлением ‒ стальная стружка имеет витую форму, по длине она больше сверла, хорошо гнется. Чугунная стружка крошится при малейшем воздействии.
  3. Шлифовкой ‒ при прохождении шлифовальной машиной стальной поверхности образуется множество продолговатых искр желтого и белого цвета. У чугуна искр меньше, они короче, красноватого оттенка.
Оцените статью
Добавить комментарий