Чем отличается вольфрамовая сталь от нержавеющей

Обновлено: 25.04.2024

Нержавеющую сталь несложно спутать с другими металлами – с платиной, титаном, нихромом, мельхиором, хромированными сплавами и не только. Как нержавейку отличить от чёрного металла и с помощью каких способов её можно определить – подробно расскажем в этой статье.

Как проверить магнитом?

Прибегнуть к помощи магнита – это наиболее простой способ, который поможет определить нержавеющую сталь.

Если речь идёт о лабораторных условиях, то в данном случае, как правило, применяется особый оптический прибор, который предназначается для спектроскопических исследований – спектрометр. Это приспособление имеет интерферометр, который используется для того, чтобы оценить интенсивность спектральных линий и измерить длину волн. Получившиеся данные заносят в компьютер, который в итоге и выдаёт заключение о качестве составляющих рассматриваемого сплава.

Если же речь идёт о домашних условиях, то в этом случае прибегают к использованию обыкновенного магнита. Однако при этом стоит учесть, что не все марки нержавеющей стали магнитят. Кроме того, магнитными свойствами обладают и иные сплавы, в частности, мартенситные и ферритные.

В домашних условиях с использованием магнита точно получится различить аустенитные и аустенитно-ферритные сплавы, в составе которых содержится большое количество хрома и никеля. Как правило, подобные сплавы активно используются при производстве сантехники, посуды и не только.

В целом при помощи магнита вы сможете примерно определить разновидность нержавейки, а вот на точные результаты рассчитывать не стоит. Обычно магнитом в домашних условиях можно определить пищевую нержавеющую сталь. Как правило, в подобных сплавах содержится повышенное количество никеля и небольшое количество углерода, из-за чего они не реагируют на магниты.

Если же в сплаве содержится больше 0,9% углерода, то он начинает магнититься, но такая нержавеющая сталь в пищевой промышленности не используется, так как это запрещено.

Использование обычной бумаги

Простой листок бумаги также поможет определить нержавеющую сталь. Чтобы это сделать, для начала необходимо очистить поверхность стального изделия от грязи. После этого по поверхности предмета проводят листком бумаги, при этом с силой надавливая на сам предмет. Если изделие было сделано из стали, то на белом листке не будет никаких посторонних следов.

Этот способ особенно полезен в тех случаях, если вам необходимо отличить нержавеющую сталь от других металлов – в частности, от алюминия, после которого на листке остаются чёрные или серые полоски.

Механические нагрузки

Провести проверку можно и с помощью другого способа, например, с использованием механической нагрузки. В этом случае определение металла будет происходить по образуемой искре. Обычно с помощью этого способа определяют марку нержавеющей стали.

Чтобы провести проверку, необходимо прибегнуть к помощи болгарки. Ею шлифуют поверхность изделия, внимательно при этом смотря на цвет, длину и форму летящих искр. Как правило, количество получаемых искр и вспышек является прямо пропорциональным количеству углерода в сплаве. Цвет искр укажет вам на состав металла: чем светлее оттенок искры, тем меньше в составе углерода. Если искры имеют белый цвет и блестят, то это говорит о том, что в составе сплава содержится большое количество титана. Тёмно-красные же искры говорят о том, что в сплаве содержится большое количество вольфрама, кобальта, никеля и карбида. А вот искры жёлтого цвета, напоминающие по оттенку солому, говорят о том, что вы имеете дело с нержавеющей сталью.

Другие способы

Теплопроводность и плавление

Определить нержавеющую сталь можно и по теплопроводности или плавлению. Так, если вы хотите обратиться к показателям теплопроводности, что поможет вам отличить сталь от алюминия, достаточно налить в сосуд воду и поставить её закипать.

Если перед вами алюминиевая посуда, то жидкость закипит довольно быстро, так как этот металл обладает более высоким показателем теплопроводности, нежели нержавеющая сталь.

Плавление тоже поможет отличить нержавейку от алюминия. Нержавеющая сталь начинает плавиться при температуре в 1800 градусов, а алюминий – при температуре в 660. Чтобы проверить, какой перед вами металл, достаточно прибегнуть к помощи обыкновенной газовой горелки, которую легко можно разогреть до 700 градусов. При такой температуре вы легко расплавите небольшое алюминиевое изделие, а вот нержавеющую сталь в обыкновенных условиях, не используя при этом наддув и подачу кислорода, расплавить у вас не выйдет.

Щелочь и кислота

Для проверки нержавеющей стали в домашних условиях можно также прибегнуть к помощи щелочи или различных кислот – отлично подойдёт лимонная, винная, уксусная и другие. При этом отметим, чем агрессивнее будет кислота, тем более видимым получится результат.

Сплавы, которые применяются в пищевой промышленности, обычно имеют в своём составе большое количество легирующих добавок и очень низкое содержание железа, что обеспечивает крепкую поверхностную плёнку. Кроме того, чтобы защитить изделие от коррозии, обычно применяется пассивация – так называется метод обработки металла, который позволяет снизить его активность, из-за чего он перестаёт вступать в окислительные реакции.

Так, прибегнув к помощи одной из упомянутых кислот, вы сможете понять, какая перед вами сталь – пищевая или нет. Если под воздействием кислоты сплав покрывается патиной, то это говорит о его непищевом предназначении. Если же вы решили воспользоваться щёлочью и на поверхности изделия выступили бурые пятнышки, то это говорит о том, что перед вами алюминий. При обработке же нержавеющей стали вы не заметите каких-либо значимых изменений.

А чтобы отличить углеродистую сталь от нержавеющей, достаточно прибегнуть к использованию азотной кислоты. Если при нанесении этого средства на поверхность стали вы будете наблюдать реакцию выделения едкого пара, то это будет свидетельствовать о том, что перед вами углеродистая сталь. Нержавейка же останется неизменной, так как она не вступает в реакцию с кислотами.

Медный купорос

Медный купорос, который активно используется дачниками для обработки культурных растений, также является доступным средством, способным помочь отличить нержавейку от других металлов. Приобрести это средство можно в сельскохозяйственных магазинах, причём за небольшую стоимость.

Чтобы проверить, какой перед вами металл, достаточно обработать этим средством поверхность изделия. Так, если это алюминий, то на нём образуются мутноватые пятнышки и разводы. На нержавеющей стали вы не заметите никаких видимых изменений.

Плотность

Этот способ в списке является наиболее долгим и сложным, так как он требует определения удельной плотности металлов. Применяется он исключительно для маленьких предметов, которые отличаются правильной геометрической формой.

Используя этот способ, действуют следующим образом: для начала вычисляют объём и массу изделия, после чего с использованием формулы из курса физики (p=m/V, где m – масса, а V – объём) рассчитывают удельный вес.

Далее получившиеся цифры нужно сравнить с фиксированными показателями плотности. Если речь идёт об алюминии, то этот показатель достигает примерно 2,6 г/см3. Нержавеющая же сталь отличается более высокой плотностью, которая варьируется от 7,6 до 8,1 г/см3.

А вот отличить серебро от нержавейки можно при помощи обыкновенного аптечного йода. Однако действовать при этом нужно аккуратно – переборщив с йодом, вы можете испортить изделие.

Чтобы проверить изделие, действуют следующим образом: ватную палочку макают в йод и проводят ею по поверхности изделия. Если перед вами серебро, то на поверхности образуется мутноватое серое пятнышко, и чем оно темнее, тем выше проба серебра. Учтите, что после эксперимента необходимо быстро смыть йод с изделия, чтобы пятно исчезло. Если же это нержавейка, то на ней образуется белёсый известковый налёт.

Отличить нержавеющую сталь от железа или алюминия можно также по цвету. Поверхность нержавеющей стали обычно блестящая и бесцветная. Отметим, что даже по истечении времени это состояние изделия остаётся неизменным.

Железо обычно серое или серебристо-белое в зависимости от примесей в составе, а алюминий же отличается матовой поверхностью, даже с помощью полировки добиться от него глянцевого блеска крайне трудно. Цвет этого сплава обычно близок к серому или белёсому.

Обычно даже после обработки алюминия наждачкой та область, которая подвергалась обработке, будет покрыта оксидной плёнкой и станет матовой.

Разница между быстрорежущей сталью и вольфрамовой сталью

Быстрорежущая сталь (HSS) - это инструментальная сталь с высокой твердостью, высокой износостойкостью и высокой термостойкостью, также известная как ветровая сталь или передняя сталь, что означает, что она может закаливаться, даже если она охлаждается на воздухе во время закалки. и он очень острый. Ее еще называют белой сталью.

Быстрорежущая сталь - это сложная легированная сталь, содержащая карбидообразующие элементы, такие как вольфрам, молибден, хром, ванадий и кобальт. Общее количество легирующих элементов составляет около 10-25%. Он может сохранять высокую твердость даже при сильном нагреве при высокоскоростной резке (около 500 ℃), а HRC может быть выше 60. Это основная характеристика твердости быстрорежущей стали в красном цвете. После закалки и отпуска при низкой температуре углеродистая инструментальная сталь имеет высокую твердость при комнатной температуре, но когда температура превышает 200 ℃, твердость резко падает, а твердость при 500 ℃ упала до уровня, аналогичного отожженному состоянию. . , Полностью утрачена способность резать металл, что ограничивает использование углеродистой инструментальной стали для изготовления режущего инструмента. Быстрорежущая сталь, благодаря своей хорошей твердости в красном цвете, компенсирует фатальные недостатки углеродистой инструментальной стали.

Из быстрорежущей стали в основном изготавливают сложные тонкостенные и ударопрочные металлорежущие инструменты. Он также может производить высокотемпературные подшипникомштампы для холодной экструзии, такие как токарные инструменты, сверла, червячные фрезы, полотна для станков и сложные формы.

Вольфрамовая сталь (твердый сплав) имеет ряд превосходных свойств, таких как высокая твердость, износостойкость, хорошая прочность и ударная вязкость, жаростойкость и коррозионная стойкость, особенно ее высокая твердость и износостойкость даже при температуре 500 ℃. В основном остаются неизменными, по-прежнему очень высокая твердость при 1000 ℃.

Вольфрамовая сталь, основными компонентами которой являются карбид вольфрама и кобальт, составляет 99% всех компонентов, а 1% - другие металлы, поэтому она называется вольфрамовой сталью, также известной как твердый сплав, и считается зубцами современной промышленности. .
Вольфрамовая сталь - это спеченный композитный материал, состоящий по крайней мере из одного карбида металла. Карбид вольфрама, карбид кобальта, карбид ниобия, карбид титана и карбид тантала являются общими компонентами вольфрамовой стали. Размер зерна карбидного компонента (или фазы) обычно составляет от 0.2 до 10 микрон, и зерна карбида соединяются вместе с помощью металлической связки. Связующим металлом обычно является металл группы железа, обычно используются кобальт и никель. Итак, есть вольфрам-кобальтовые сплавы, вольфрам-никелевые сплавы и вольфрам-титан-кобальтовые сплавы.

Формовка для спекания вольфрамовой стали заключается в прессовании порошка в заготовку, затем его нагревании в печи для спекания до определенной температуры (температуры спекания), выдерживании в течение определенного времени (времени выдержки), а затем его охлаждении для получения вольфрамовой стали. материал с требуемой производительностью.

①Коментированный карбид вольфрам-кобальт

Основными компонентами являются карбид вольфрама (WC) и связующий кобальт (Co). Оценка состоит из «YG» (инициалы китайского пиньинь «твердый и кобальт») и процентного содержания среднего содержания кобальта. Например, YG8 означает, что среднее значение WCo = 8%, а остальное - это вольфрам-кобальтовый твердый сплав или карбид вольфрама.

② Твердый сплав вольфрам-титан-кобальт

Основными компонентами являются карбид вольфрама, карбид титана (TiC) и кобальт. Сорт состоит из «YT» (инициалы китайского пиньинь «твердый и титановый») и среднего содержания карбида титана. Например, YT15 означает, что в среднем TiC = 15%, а остальное - это карбид вольфрама и цементированный карбид кобальта вольфрам-титан-кобальт.

③ Твердый сплав вольфрам-титан-тантал (ниобий)

Основными компонентами являются карбид вольфрама, карбид титана, карбид тантала (или карбид ниобия) и кобальт. Этот вид цементированного карбида также называют обычным цементированным карбидом или универсальным цементированным карбидом. Оценка состоит из «YW» (инициалы китайского пиньинь «жесткий» и «万») плюс порядковый номер, например YW1.

Вольфрамовая сталь обладает рядом превосходных свойств, таких как высокая твердость, износостойкость, хорошая прочность и ударная вязкость, термостойкость и коррозионная стойкость, особенно ее высокая твердость и износостойкость, которые в основном остаются неизменными даже при температуре 500 ° C. Он по-прежнему имеет высокую твердость при 1000 ° C. Цементированный карбид широко используется в качестве материала, такого как токарные инструменты, фрезы, сверла, расточные фрезы и т. Д. Скорость резания нового твердого сплава в сотни раз выше, чем у углеродистой стали.

Вольфрамовая сталь (Свойства Применение)

Это сталь, где основным легирующим элементом является вольфрам. Применяется с начала 20 в. Различают вольфрамовую сталь, легированную только вольфрамом, и сложнолегированную вольфрамовая сталь, в которую, помимо вольфрама, добавляют хром, никель, марганец и др. элементы.

В стали вольфрам находится частично в твердом растворе и образует стойкие труднорастворимые карбиды, вследствие чего уменьшается ее склонность к росту зерна при нагреве до высоких т-р и необратимой отпускной хрупкости, повышаются прокаливаемость и, следовательно, прочность и вязкость.

Во многих вольфрамовая сталь, легированных хромом, образуются метастабильные карбиды типа (W, Сr, Fe)23 С6, легко растворяющиеся при нагреве, что значительно понижает критическую скорость закалки, улучшает прокаливаемость. Вольфрамовая сталь выплавляют в электрических (индукционных) печах, в которых хорошее электродинамическое перемешивание стали обеспечивает полное растворение вольфрама.

Сложнолегированные вольфрамовые стали используют в качестве конструкционных сталей, инструментальных сталей, а также сталей с особыми физ. и хим. св-вами, напр. жаропрочных сталей. Конструкционные В. с. характеризуются малой склонностью к перегреву , мелкозернистостью, повышенной прочностью и пластичностью, они не склонны к отпускной хрупкости. Мех. св-ва этих сталей улучшают закалкой и высокотемпературным отпуском.

Из конструкционных вольфрамовая сталь марок 18Х2Н4ВА и 15ХНГ2ВА (используют также в цементованном состоянии) изготовляют коленчатые валы, зубчатые колеса и др. детали машин, эксплуатируемые при больших скоростях, ударных нагрузках и вибрации, из стали марки 38ХНЗВА диски роторов, детали компрессоров и редукторов, эксплуатируемые при т-ре до 400° С. Сталь, из к-рой изготовляют тяжелонагруженные детали, напр. коленчатые валы, наряду с вольфрамом легируют молибденом. Инструментальные стали перлитного класса отличаются износостойкостью.

Вольфрамовая сталь

ВОЛЬФРАМОВАЯ СТАЛЬ

, железо-вольфрамовый сплав, содержащий некоторое количество С, Si и Мn; иногда в состав вольфрамовой стали входит и Сr. Признаком, по которому вольфрамовая сталь отличается от ферровольфрама, является способность ее обрабатываться в горячем состоянии. Максимальное содержание W в принятых на практике сортах вольфрамовой стали — 20%. Диаграмма равновесия системы железо-вольфрам была изучена японцами Хонда и Мураками и позднее американцем Сайксом (W. Р. Sykes). Согласно этим исследованиям, диаграмма равновесия Fe-W имеет вид, показанный на фиг. 1.

Как видно из этой диаграммы, температура плавления сплавов железо-вольфрам (линия АВС) в интервале химического состава от 0% W до 49% W остается почти постоянной и мало чем отличается от температуры плавления (линия АСЕ) чистого железа. При дальнейшем увеличении содержания W в стали температура плавления сплава резко возрастает. Сплавы железо-вольфрам, содержащие 33% W, при закалке обнаруживают под микроскопом только крупные полиэдры твердого раствора вольфрама в железе (рис. 1).

При медленном же охлаждении сплавов, содержащих ≤33% W, наблюдается вторая фаза (рис. 2). Эта вторая фаза отвечает составу Fe3W2; содержание W в ней равно 68,7%. Кривая равновесия Fe-W, приведенная на фиг. 1, показывает, что если сплав с содержанием 20% W закалить при температуре в 1400°, т. е. выше линии BG — кривой, определяющей предел насыщения α-Fe вольфрамом (твердый раствор W в кубической решетке α-Fe), то микроструктура такого сплава будет (аналогично рис. 1) состоять лишь из одних полиэдрических зерен твердого раствора; если же такой сплав (20% W; 80% Fe) выдержать достаточно долго при 1300—1350° и затем закалить при этой температуре, т. е. ниже линии BG, то на фоне крупных полиэдров твердого раствора должны быть видны частички выделившегося из раствора химических соединения Fe3W2. Сплав с 10% W, в случае закалки при температуре выше 950°, имеет полиэдрическую структуру твердого раствора вольфрама в железе; при закалке того же сплава при температуре 900° и ниже на фоне полиэдров твердого раствора д. б. видны частички выделившегося из раствора Fe3W2. Если сплав, содержащий 15% W, закалить при 1300° или сплав с содержанием 20% W закалить при температуре свыше 1400°, то структура таких сплавов будет состоять из одних крупных полиэдров; если же нагреть эти закаленные сплавы до температуры 700—800°, т. е. ниже линии BG, и при этих температурах выдержать закаленные сплавы достаточно долгое время, то из пересыщенного твердого раствора выделятся частицы Fe3W2 в виде небольших включений на фоне полиэдров; твердость сплавов при этом заметно возрастет. На помещаемых ниже кривых изменения твердости видно, как значительно увеличивается твердость вольфрамовых сплавов при последующем нагреве их после закалки при 1500°.

Явление старения (aging) вольфрамовых сплавов аналогично старению дюралюминия с той только разницей, что в дюралюминии повышение твердости наблюдается при вылеживании закаленного образца при температуре от 15 до 100°, повышение же твердости вольфрамовых сплавов требует выдержки их при более высокой температуре.

Табл. 1., показывающая изменения твердости железо-вольфрамовых сплавов, закаленных в воде при 1500° и выдержанных затем в течение длительного времени при 700° и 800°, отчетливо подтверждает это явление.

Изменение твердости сплавов находится в полном соответствии с микроструктурой. Микроструктура сплава (20% W и 80% Fe) после закалки в воде при 1500° представляет однородный твердый раствор — единую фазу без каких-либо следов второй фазы — химического соединения Fe3W2.

Микроструктура такого сплава состоит из светлых полиэдров твердого раствора W в железе. При выдержке такого сплава в течение двух часов при 700° (рис. 3), из сплава начинают выделяться частички Fe3W2 в чрезвычайно дисперсном состоянии; дисперсность столь велика, что даже при увеличении в 1000 раз эти частички почти незаметны для глаза. Как и для дюралюминия, такой структуре отвечает максимальная твердость.

При дальнейшей выдержке при той же температуре до 20 час. (рис. 4) размер выделившихся частичек Fe3W2 возрастает, в соответствии с чем твердость сплава несколько падает (с 330 до 312). При более высокой температуре процесс выделения частичек Fe3W2 из раствора идет с большей быстротой; выделившиеся частицы Fe3W2 имеют больший размер, в соответствии с чем твердость сплава понижается. Так, на микроструктуре сплава с 20% W, закаленного при 1500°, после выдержки при 800° в течение 20 час. (рис. 5), ясно видны отдельные частицы Fe3W2. В соответствии с этим сплав имеет твердость всего лишь 260.

При длительной выдержке после закалки при более высокой температуре (фиг. 1) твердость сплава д. б. ниже по двум причинам: 1) размер выделившихся частичек Fe3W2 возрастает, 2) абсолютное количество выделяющихся из раствора частиц Fe3W2 при более высоких температурах будет меньше, так как при более высоких температурах в твердом растворе удержится большее количество вольфрама (см. линию BG, фиг. 1). Рис. 6 представляет микроструктуру того же сплава, выдержанного после закалки в течение 1 ч. при 1000°, и ясно иллюстрирует вышеприведенные соображения.

Естественно, что такой сплав, где и количество выделившихся частиц Fe3W2 заметно меньше и размер отдельных частиц достаточно велик, должен обладать незначительной твердостью. Найденное при испытании этого сплава число твердости 180 хорошо согласуется с приведенной здесь микроструктурой.

На фиг. 2 представлено изменение твердости при нагреве сплавов с 15, 20 и 25% W в течение 1 ч. при разных температурах.

На фиг. 3 приведена диаграмма изменения твердости вольфрамовых сплавов при отпуске при 700° в течение разного времени.

Эти диаграммы, резко иллюстрирующие явление вторичной твердости, находятся в полном соответствии с основной диаграммой равновесия системы железо-вольфрам, разъясняющей природу этого явления. В присутствии углерода W вступает с ним в соединение WC. При нормальных условиях карбид вольфрама с цементитом образует двойной карбид, диссоциирующий при температуре выше AС1 (индексы: AC1, Ar1, Аr2, Аr3, Ar4 — см. Железо) на простые карбиды, которые вновь соединяются в двойные карбиды при нагреве, не слишком высоком. При высоких температурах карбид вольфрама, реагируя с железом, может дать Fe3W2 и цементит. Это образование и растворение Fe3W2 в аустените вызывает при охлаждении понижение критических точек вольфрамовой стали, на которое впервые обратил внимание Свинден (Th. Swinden). Он наблюдал, что для вольфрамовой стали, с разным содержанием углерода существует такая определенная температура Тk, что предварительный нагрев до температур ниже Tk не отражается на положении критической точки Аr1, тогда как нагрев вольфрамовой стали выше этой температуры вызывает заметное понижение точки Аr1, причем оно будет тем значительнее, чем больше содержание W в стали. Эта определенная температура Тk называется понижающей температурой. На приводимой диаграмме (фиг. 4) представлена кривая понижающей температуры (LT), полученная Свинденом для стали, содержащей 3% W.

Марс (Mars) дает следующее объяснение явлению, изученному Свинденом. Он предполагает, что понижающая температура есть температура кристаллизации аустенита, при которой исчезают последние зародыши отдельных фаз, растворяющихся в аустените. Перекристаллизация аустенита, содержащего посторонние примеси, происходит значительно медленнее, и потому при охлаждении вольфрамовой стали, нагретой выше понижающей температуры, критическая точка Ar1 понижается. Чем больше будет содержание W в стали, тем выше надо будет нагреть сталь, чтобы перевести весь W в растворенное состояние, т. е. тем выше будет понижающая температура и тем значительнее понизится критическая точка Аr1.

Микроструктуру вольфрамовой стали изучали японцы Хонда и Мураками, а также Гилле (Guillet). Согласно этим исследованиям, вольфрамовую сталь можно разбить по структуре на две группы (фиг. 5): сталь перлитную и сталь с двойными карбидами.

К первой группе будет относиться сталь с невысоким содержанием W и С; при повышении содержания того или другого того вольфрамовая сталь принимает структуру второго типа. Излом вольфрамовой стали заметно мельче, чем излом углеродистой стали. Структура вольфрамовой стали становится тем мельче, чем больше содержание W и С в стали.

Значительный удельный вec W (19,3) должен отразиться на удельном весе вольфрамовой стали, как это видно из табл. 2.

Теплопроводность вольфрамовой стали крайне незначительна; поэтому нагревать ее перед ковкой следует осторожно: быстрый нагрев вольфрамовой стали может вызвать образование трещин. Теоретически температура ковки вольфрамовой стали не должна отличаться от температуры ковки углеродистой стали, однако, благодаря значительной твердости вольфрамовой стали в горячем состоянии, практически ковку вольфрамовой стали производят при температуре, которая значительно выше температуры ковки углеродистой стали.

Производство вольфрамовой стали. Вольфрамовая сталь производится главным обр. в электрических печах или в тиглях — в аппаратах, обеспечивающих, с одной стороны, придание стали лучших физических свойств, а с другой — меньший процент угара вольфрама при плавке. На некоторых заводах плавят вольфрамовую сталь и в кислых мартеновских печах небольшого тоннажа. Ферро-вольфрам представляет собой сплав, сравнительно мало угорающий; небольшой процент угара при плавке вольфрамовой стали обусловливается: а) незначительной склонностью вольфрама к окислению; б) большим удельным весом Fe-W, благодаря чему вольфрам не задерживается в шлаке. Техника приготовления вольфрамовой стали не представляет тех затруднений, с какими связано приготовление хромистых сталей. Fe-W вводят в печь небольшими порциями каждый раз после расплавления предыдущей порции: при поспешной даче Fe-W легко наварить на поде печи «козел» вольфрама, расплавление которого значительно затягивает продолжительность плавки. Чтобы по возможности излишне не удлинять плавку при приготовлении стали с высоким содержанием вольфрама, начинают присадку Fe-W (с 80% W) в не вполне раскисленную ванну, ведя параллельно с присадкой его и раскисление стали; незначительное увеличение угара вольфрама при таком методе плавки компенсируется экономией, связанной с сокращением продолжительности плавки. Если количество вводимого в печь Fe-W невелико, то в целях понижения процента угара вольфрама желательно вводить Fe-W после раскисления стали. С целью еще большего сокращения продолжительности плавки некоторые заводы пытались вводить Fe-W с самого начала плавки непосредственно в шихту. Такой метод работы применим лишь в случае загрузки в печь очень чистых шихтовых материалов с незначительным содержанием фосфора. Как правило, вводить Fe-W в печь вместе с шихтой не следует: уменьшение стоимости выплавки не компенсирует понижения качества ответственных вольфрамовых сталей. Вольфрам удобнее вводить в стали в виде ферро-вольфрама (в кусках): температура плавления его ниже температуры плавления металлического вольфрама, имеющего вид порошка; в случае употребления последнего W вводится следующим способом (применявшимся автором на ): металлический порошок вольфрама отвешивают в бракованные железные котелки и в упакованном виде бросают в печь; благодаря большому удельному весу вольфрама котелок успевает потонуть в стали раньше, чем железо котелка расплавится, и вольфрамовый порошок благодаря этому не теряется в шлаке.

Применение вольфрамовой стали.

I. Сталь с содержанием W от 1 до 2,5% применяется: а) в качестве специальной инструментальной стали для резцов и других инструментов, в которых важно сохранить режущую способность острия, б) для клапанов газомоторов, в) для волочильных досок. Сталь этого типа, содержащую около 1% С и от 1,25 до 2% W, рекомендуется подвергать следующей термической обработке: 1) медленный нагрев до 800°, 2) закалка в воде, 3) отпуск при 200—260°.

Эти стали перед закалкой д. б. нагреты до 930°; нагрев д. б. постепенный, а затем при указанной температуре сталь должна быть выдержана, чтобы мог закончиться процесс растворения карбидов вольфрама; температура, рекомендуемая для закалки специальной стали, колеблется в пределах 840—900°. Если обработку вести в две стадии (растворение карбидов и закалка в собственном смысле слова), то для первой стадии нагрев может быть доведен до 930°, а для второй — до 840—875°.

III. Вольфрам увеличивает не только временное сопротивление, но и сопротивление выгоранию стали от действия пороховых газов; поэтому вольфрамовые стали находят применение как для ружейных стволов (0,5—0,55% С; 1,6—1,9% W), так и для труб гаубичных пушек (0,6—0,7% С; 1—3% W).

IV. Гадфильд отмечает, что сталь с низким содержанием вольфрама (0,75%) применяется для пружин (хотя для этого целесообразнее применять кремнистую сталь).

V. Большое распространение получила вольфрамовая сталь для изготовления постоянных магнитов. Нормальный состав магнитной стали: 0,6—0,75% С; 5—6% W. Марс, изучавший влияние W на магнитные свойства стали, получил следующий результат (табл. 4):

Булленс рекомендует вольфрамовую сталь с 0,7% Сu 5—6% W закаливать без отпуска в воде при 845—860°. Иногда к магнитной вольфрамовой стали прибавляют некоторое количество хрома; такую сталь приходится закаливать не в воде, а в масле. В настоящее время наряду с магнитной вольфрамовой стали применяют хромовую сталь для постоянных магнитов; лучшей же магнитной сталью является кобальтовая сталь.

VI. Высокоуглеродистая вольфрамовая сталь применяется для изготовления волочильных досок. Для волочения мягкой проволоки применяют доски с содержанием С 1,9—2,2% и W в пределах 1,5—3%. Термическая обработка досок сводится к закалке очков (дыр) в воде при 760—790°; отжигается эта сталь путем медленного охлаждения, начиная с 760—790°. Доски средней твердости для протяжки прутков диаметром более 3 мм обычно готовятся из хромовольфрамовой стали следующего состава: 1,9% С; 4% W; 2% Сr; 0,4% Мn. Для протяжки же проволоки очень тонкого сечения применяется хромовольфрамовая сталь с высоким содержанием W; обычный состав ее: 1,9% С; 11,5—12% W; 1,9% Сr; 1,9%—2,0% Мn. Такая сталь закаливается при 820° в масле с последующим отпуском при 160—220°. Обрабатывается она крайне трудно; для отжига ее охлаждают крайне медленно после выдержки при 580—600°.

VII. Значительное распространение получила вольфрамовая сталь для изготовления быстрорежущей стали.

VIII. Сталь для матриц — следующего состава: 0,6—0,65% С; 8,0—9,0% W.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 4 — 1928 г.

Закалка вольфрамовых сталей

Деформация инструмента из этой стали при закалке уменьшается. Инструментальные стали карбидного класса характеризуются повышенной теплостойкостью вследствие образования вторичного высоколегированного мартенсита с высокой твердостью и стабильностью, а также выпадения высокопрочных дисперсных карбидов. Заготовки инструментальных В. с. перед мех. обработкой отжигают на зернистый перлит при т-ре 780— 800° С для смягчения и лучшей обрабатываемости. Инструментальные вольфрамовая сталь марок ХВСГ и ХВ4 подвергают закалке от т-ры 820—840° С в подогретом до т-ры 60—80° С масле и отпуску при т-ре 160—180° С. Твердость стали после такой термообработки 66—67 НRС.

Особенности производства вольфрамовой проволоки

В качестве заготовки для производства вольфрамовой проволоки используются штабики полученные методом порошковой металлургии, которые поддаются раскатке на специальных ротационных ковочных машинах. Изначально они подогреваются до требуемой температуры, а затем следует их волочение. Таким способом вытягивается вольфрамовая проволока диаметром от 1 до 10 мм. Данный металлопрокат может легироваться кобальтом, хромом, углеродом, что способствует увеличению его прочности, примерно, в 1,3 раза. Вольфрамовую проволоку, диаметр которой меньше 1 мм, принято называть нитью.

Для чего применяют сталь

Из инструментальных вольфрамовых сталей изготовляют режущий инструмент, штампы и валки для холодной и горячей прокатки. Жаропрочные стали мартенситного и аустенитного классов, легированные вольфрамом , применяют для изготовления труб паропроводов, дисков и лопаток турбин. Термообработка этих сталей состоит из закалки в воде от т-ры 1000— 1150° С и последующего отпуска или старения при т-ре 600—800° С в течение 2—3 ч. Марки, хим. состав и мех. св-ва конструкционной В.

Лит.: Геллер O. А. Инструментальные стали.; Химия и технология молибдена и вольфрама

Статья на тему вольфрамовая сталь

Область применения вольфрамовой проволоки

Вольфрамовая проволока используется для производства катодов и подогревателей электронных устройств радио- и рентгеновской техники, предназначенных для работы в тяжелых условиях, при вибрациях и значительном нагреве до 2100°C. Металлопрокат марки ВРН применяется для изготовления пружин крючков, катодов электронных и газоразрядных приборов, вводов, траверс и других деталей. Сетки и фильтры из вольфрамовой проволоки используются в установках химической промышленности. Применяют её и для производства хирургических инструментов. Незаменимой вольфрамовая проволока считается в таких отраслях как ракетостроение, самолетостроение, машиностроение и текстильная промышленность.

Как определить, отличить и проверить нержавейку?

Нержавейка – востребованный материал в пищевой промышленности, машиностроении, строительстве и в других отраслях. Такая сталь устойчива к коррозии, долговечная, детали из нее не нуждаются в дополнительной обработке. Перед ее покупкой важно проверить, относится ли этот металл к нержавеющим сталям – сделать это можно несколькими способам, не привлекая специалистов.

Нержавейку отличают по свойствам, виду, маркировке и по другим параметрам. Для оценки потребуется образец стали, который можно протестировать. Перед проверкой нужно изучить основные особенности таких металлов. Поговорим об этом подробнее.

Отличие нержавейки от других металлов

заявка на вывоз металлолома
Лом нержавейки (габаритный)

Вывоз нашим транспортом от 300кг

доставка 2500 руб

Кусковой лом нержавейки с содержанием никеля от 9,3 % до 11% (нс 10%)

Кусковой лом нержавейки с содержанием никеля от 9.00 % до 9.2 % (нс 9%

Кусковой лом нержавейки с содержанием никеля от 8 %до 9% (нс 8%)

Кусковой лом нержавейки с содержанием никеля от 7 %до 8% (нс 7%)

Лом нержавейки (жаропрочная более 12%)

Сталь такого типа относится к группе легированных сталей, содержащих в составе различные примеси. Легированные присадки улучшают технические характеристики черного металла, повышая твердость, стойкость к коррозии, агрессивным средам.

Сдавая металлолом, важно знать, как отличить нержавейку от других металлов, в том числе цветных. Помимо этого, необходимо учитывать качество и химический состав стали, так как другой лом с высоким содержанием никеля или хрома принимают дороже.

Различия между чёрными и цветными металлами

К чёрным металлам относится железо и сплавы на его основе, сталь, например, или чугун. Все они имеют высокую прочность на разрыв и получили широчайшее применение, как в изготовлении ЖБ конструкций, так в автомобилестроении, строительстве и т. д.

К цветным металлам, относится медь, алюминий, никель, цинк, олово и другие. Отличительной особенностью цветных металлов, является меньшая прочность и большая стоимость, чем чёрных металлов. Кроме того, главное отличие цветного металла от чёрного, это отсутствие в его составе железа.

Существует и так называемый класс драгоценных металлов, к которым, как вы уже могли догадаться, относится золото, серебро, кобальт, хром и прочие металлы. Поэтому главное различие между черным и цветным металлом, это присутствие или же отсутствие в их составе железа.

Чтобы проверить, какой перед вами металл, черный или цветной, можно использовать самый обычный магнит. Просто поднесите его к металлу, и если не будет абсолютно никакого притяжения, то это значит, что перед вами цветной металл.

Нержавейка: технические особенности

В настоящее время выпускают нержавеющую сталь различных марок, различающихся по ряду параметров:

процентное содержание никеля, хрома;
магнитные свойства.

Существуют стали с отличными магнитными свойствами:

Первые используются для изготовления оборудования для пищевой отрасли, вторые – для выпуска режущих инструментов, столовых приборов.

Другой вид сталей объединят аустенитные (аналоги AISI), аустенитно-ферритные сплавы, не магнитящие, но также относящиеся к нержавейке. В зависимости от марки, в состав сплавов вводят медь, титан, хром, молибден, никель, ниобий. Немагнитная нержавейка отличается высокой коррозионной стойкостью, технологичностью.

СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Как же определить нержавеющую сталь? Свою актуальность нержавеющая сталь получила благодаря ряду положительных свойств:

Устойчивость к агрессивным воздействиям окружающей среды;
Высокая износостойкость, благодаря которой, срок службы изделий составляет более десяти лет;
Термоустойчивость к резким перепадам температур;
Высокий уровень устойчивости к коррозии и прочим вариантам разрушения;
Экологическая безопасность;
Эстетически привлекательный внешний вид;
Простота в использовании и уходе.

Говоря о том, что представляет собой нержавеющая сталь и как определить нержавейку, можно сказать, что это результат удачного смешения стали и примесей, усиливающих свойства. Такие примеси являются основным компонентом, не допускающим образования ржавчины и преждевременного состаривания изделий. Чем больше примесей, тем длительнее срок службы стали в целом.

Основными добавочными компонентами являются:

Тесты для определения марки нержавеющих сталей

Как отличить одну марку стали от другой, если, например, листы AISI 304 и AISI 303 хранились вместе? Решить подобную проблему может помочь ряд простых, недорогих и не повреждающих поверхности тестов. Сразу следует отметить, что у подобных тестов существует ряд серьезных ограничений. Например, такие тесты не помогут определить, какой из двух листов стали одной и той же марки подвергался термической обработке, а какой нет. Кроме того, нет простого способа, чтобы отличить некоторые марки стали друг от друга. К примеру, невозможно отличить сталь AISI 304 (08Х18Н10) от AISI 316L (03Х17Н14М3), или 304 (08Х18Н10) от 304L (03Х18Н11). Тест на содержание молибдена поможет определить, присутствует ли в стали молибден, но без дополнительных сведений марку стали правильно определить не получится. Например, сталь AISI 316 (10Х17Н13М2), исходя исключительно из результатов этого теста, можно определить как 316L (03Х17Н14М3), 2205 или 904L. Зачастую только с помощью более сложных тестов, при которых на металл воздействуют химическими реагентами, проверяют прочность или жаростойкость можно достоверно определить марку стали. Если простые тесты не помогли, то проведения полного спектрального или химического анализа в лаборатории не избежать.

Где используется пищевая сталь?

В пищевой промышленности возникает необходимость выбора материала, который будет вступать в контакт с продуктами питания. К этому выбору нужно подходить с особой ответственностью. При хранении и транспортировке продуктов питания возможно отрицательное взаимодействие. Даже высококачественная нержавеющая сталь не во всех случаях имеет возможность противостоять воздействию материалов. В таких случаях возможно использование специальных пищевых сплавов, которым предъявлены специальные требования.

Сплавы используются в пищевой промышленности и способны не реагировать на агрессивные воздействия. На каждой кухне есть нержавеющая посуда, которая радует своих хозяев надежностью и практичностью. Поверхность электротехники сделана из нержавейки. Все это удобно в использовании, имеет большой срок службы и отличное качество.

Реакция на азотную кислоту

Помогает отличить углеродистую сталь от нержавеющей. В начале необходимо поместить образчик стали в раствор азотной кислоты (от 20-50%) при комнатной температуре, или капнуть раствором на чистую стальную поверхность. На поверхности углеродистой стали начнется реакция с выделением едкого пара коричневого цвета. С нержавеющей сталью такой реакции не происходит. При работе с азотной кислотой необходимо быть предельно осторожным, также не следует вдыхать пары, выделяющиеся при реакции.

Оцениваем качество нержавеющей стали

Качество материала оценивается проведением специальных тестов, по результатам которых удается определить количество и объем присадок, особенности их соединения. Иногда между клиентами и производителями возникают споры, когда материал начинает портится в области сварных швов – нержавеющая сталь после сваривания в местах стыков теряет свои свойства, поэтому должна тщательно обрабатываться для защиты от коррозии. Оценку качества всегда проводят у заготовок, которые не использовались в работе.

Для определения качества нержавеющей стали выбирают один из способов – обычно используют солевой раствор, в который помещают заготовку на 24 часа. Если изделие покрылось ржавчиной, оно считается некачественным и бракуется. Чтобы исключить такие ситуации, лучше покупать материал в проверенных компаниях, к которым относится PROFIT STEEL.

Тест на содержание молибдена

Помогает определить, содержится ли в стали молибден. Стали, содержащие достаточно молибдена, для тестирования следующие: 316 (10Х17Н13М2), 316L (03Х17Н14М3), 444, 904L, 2205, все «супердуплексные» сплавы (S32760, Zeron 100,S32750, 2507, S32550, S32520, UR52N+). С помощью теста можно определить молибден и в других сталях, содержащих примерно 2% Mo. При проведении теста неизвестную сталь лучше всего сравнивать с контрольным образцом, например, из сталей AISI 304 (08Х18Н10) и AISI 316 (10Х17Н13М2). Для теста понадобится реагент на кислотной основе (можно использовать как американский «Decapoli 304/316» или «Moly Drop 960», так и отечественные аналоги, хотя найти их достаточно сложно). В начале необходимо подготовить поверхность исследуемого образца, очистив ее при помощи наждачной бумаги. Затем капнуть реагент на поверхность определяемой стали и на контрольный образец. Темные желтые пятна, появляющиеся через 2-4 минуты указывают на присутствие молибдена. При проведении теста не стоит забывать, что на его достоверности может отразиться температура образцов. Например, некоторые стали, содержащие около 0,5% молибдена в примесях, при низкой температуре могут прореагировать на тест положительно. Во время теста стоит быть осторожным при работе с реагентом и соблюдать требования по безопасной работе с кислотами.

Как маркируется нержавейка?

При выборе стали руководствуются маркировкой, которая отображается в технической документации. Она подразумевает буквенно-цифирные обозначения, по которым материал относят к определенной категории. Обычно в документах на предприятии указывают вид сырья, который требуется для производства.

Существует пять маркировок нержавейки:

08Х17 – одна из популярных сталей, из нее изготавливают посуду. Она обладает отличной теплопроводностью и устойчива даже к продолжительному нагреву, ее часто используют для отлива сковородок.
08Х13 – тоже популярный материал, который обладает хорошей температурной устойчивостью. Посуду из такой стали можно использовать на кухне и хранить в ней пищу в морозильной камере, не опасаясь за порчу материала.
08Х18Н10 – эта маркировка подходит для изготовления некоторых емкостей для щадящей эксплуатации. Такая сталь постепенно разрушается при воздействии каустической соды.
12Х13 – популярный материал для виноделия и спиртовой промышленности. Подходит для изготовления бочек, кранов, магистралей и других комплектующих для оборудования.
20Х13-40Х13 – сталь с такой маркировкой выбирают для изготовления кухонных моек и различной посуды. Она пластичная, устойчива к механическим повреждениям, воздействию высоких и низких температур.

Тест на содержание серы

Сера является вредной примесью, вызывающей хрупкость стали при горячей обработке давлением. Этот тест помогает определить уровень содержания серы в стали. Для этого теста понадобятся контрольные образцы сталей AISI CS1020, S1214, 304 или 303, сравнение с которыми поможет в определении степени содержания серы. Для проведения теста необходимо очистить поверхность тестируемого образца при помощи наждачной бумаги, контрольные образцы следует подготовить таким же образом. Далее следует замочить фотобумагу в 3% растворе серной кислоты на 3 минуты, приложить фотобумагу лицевой стороной к поверхности исследуемого образца, подержать 5 секунд и сверить результаты тестируемой стали и контрольных образцов. Темное коричневое пятно обозначает высокое содержание серы. При тестировании следует учитывать, что на достоверность результата серьезное влияние оказывает плотность и длительность контакта бумаги с поверхностью. При проведении этого теста также не стоит забывать об осторожности при работе с кислотой.

Выбор популярных марок нержавеющей стали

Для использования в быту и на производстве выбирают нержавейку, которая будет в тесном контакте с продуктами питания, а значит должна иметь высокое качество. Из особых сплавов делают оборудование, которому не страшны никакие внешние воздействия. Наиболее востребованная и дешевая марка нержавеющей стали 08Х18Н10 (по кодировке AISI – 304). Данный сплав отлично подходит для использования в пищевой промышленности, на комбинатах общественного питания.

08Х18Н10

Читайте также: