|
|
|
Железо |
|
. Физические свойства. Атомный вес железа 55,8 , Порядковый номер 26 , Удельный вес 7,87 , цвет серебристо-белый, Температура плавления 1538 градусов, Температура кипения 2450 , Коэффициент линейного расширения при нагреве до 100 равен 11,7 , Теплоемкость 0,1 , Теплопроводность 0, 19 , Электро сопротивление 0, 1 .Твердость 800, Железо кристаллизуется в кубическую систему. Чистое железо чистое получают путем электролиза. Содержание примеси в чистом железе составляет примерно 0,013 процента состоящие из 4 металлов. Это железо очень ковко и мягко , имеет белый цвет. Предел прочности такого железа составляет 25. Электролитическое железо обладает высокой магнитной проницаемостью. В промышленности железо применяется в виде сплавов с углеродом и другими металлами, содержание углерода в таких сплавах доходит до 5 процентов. Технические качества сплава меняются с изменениями количества содержания в нем углерода. Углеродистые стали - это сплавы , состоящие из железа , углерода и в небольших количествах кремний , марганец , серы и фосфора. Сталь подразделяется по содержанию углерода на низкоуглеродистую содержание до 0,2 % , среднеуглеродистую содержание до 0,65 % , высокоуглеродистую до 2%. Углеродистые стали бывают конструкционные и инструментальные .Про инструментальные стали мы писать не будем , это пока не наша тема а про конструкционные расскажем. Конструкционные стали характеризуются высокой прочностью , вязкостью и пластичностью в сочетании с хорошими технологическими свойствами .В основном из сталей обыкновенного качества изготавливают балки, прутки, швеллера, уголки, листы, трубы. Сталь маркируется буквами Ст. и цифрами показывающей номер стали , чем больше цифра тем больше содержание углерода в стали. Также выпускают стали с гарантированными механическими и химическими свойствами обозначаются они буквами расшифровка букв на другой странице. Легированные стали - это стали как углеродистые только с содержанием определенного количества добавок , придающих стали особые свойства и называющимися элементами легирования. К легирующим элементам относятся никель , ванадий, молибден, хром, вольфрам, кремний,медь, алюминий, бор, цирконий, марганец, кобальт, титан. Применение изделий из легированной стали прежде всего обусловлено ее ценой, зачем платить дороже там где можно применить углеродистую сталь , не в ущерб качеству и техническим требованиям .Если по технологии легированную сталь заменить нельзя , то готовьтесь раскошелиться , многие легирующие добавки стоят не мало , соответственно и цена легированной стали возрастает. Рассмотрим легированную сталь с добавлением никеля , никель в последнее время подорожал и его килограмм стоит сейчас 50 долларов. Механические свойства стали . Прочность - способность металлов воспринимать, не разрушаясь, различные виды нагрузок, вызывающих внутренние напряжение и деформацию. Определение прочности подразделяется на шесть разновидностей; на растяжение, на изгиб, на сжатие, на кручение, на ползучесть и на усталость. Пластичность - способность металлов под воздействием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные деформации после устранения этих сил. Твердость - способность металлов сопротивляться пластической деформации или хрупкому разрушению в поверхностном слое при местных контактных силовых воздействиях. Ударная вязкость - характеристика металла , по которой оценивают его сопротивление хрупкому разрушению. Усталость - изменение механических и физических свойств металла под воздействием периодически изменяющихся во времени напряжений и деформаций. Ползучесть - способность металлов к медленной и непрерывной пластической деформации при воздействии постоянной нагрузки или напряжения. Цементация Поверхностной цементацией является процесс обогащения верхних слоев изделия углеродом. Изделия цементируют для придания их поверхности большей по сравнению с внутренними слоями твердости. Цементируют обычно изделия , предназначенные для работы при переменных ударных ударных нагрузках подвергающихся истиранию. Изделия которые имеют твердую поверхность при сравнительно мягком и вязком материале внутренних слоев , мало истираются и в тоже время не ломки. Толщина цементованного слоя обычно находится в пределах от 0,1 до 2 мм. Изделия для цементации должны быть изготовлены из малоуглеродистого материала не больше 0,23 %.Если содержание углерода больше нельзя будет после закалки цементованного изделия получить мягкой сердцевины. Содержание углерода в цементованном слое не превышает 0,84 % , при большем содержании углерода появляется свободный цементит , который добавляет хрупкости в твердый слой. Содержание углерода больше указанного допускается для изделий работающих без толчков. Цементуемая поверхность приводится в соприкосновение с веществом, богатым углеродом и подвергается нагреву до температуры, при которой возможно быстрое проникновение углерода в сталь .Нижний предел нагрева около 730 градусов, если температура ниже , то железо находится в модификации практически не способно к образованию твердого раствора с углеродом. При температуре 800 градусов науглероживание железа возможно, но проникновению углерода препятствуют зерна феррита, сохраняющегося при этой температуре. Лучшая температура для цементации 900 - 950 градусов .Более высокая температура не подходит из за порчи структуры металла , вызывает повышенный расход энергии и быстрый износ оборудования применяемого при цементации. |