Углеродистая сталь это чугун

Обновлено: 19.05.2024

В мире масса строительных материалов и сырья для производства изделий, и с каждым годом сортамент растет. Однако есть и продукты, которые человечество знает уже довольно давно, однако мало кто знает, например, чем отличается чугун от стали

Чтобы не затягивать повествование, ответим на вопрос так: «Чугун отличается от стали процентным содержанием углерода. Если в сплаве этого элемента 2.5%, то это чугун». Напомним, в стали предельное содержание примесей должно быть не более 2%.

Однако на этом разница между двумя сплавами не заканчивается. Так что сегодня разберем оба материала подробнее, выясним особенности создания и параметры.

Различия физико-химических характеристик

Главная разница между двумя сплавами – это примесь углерода в каждом из материалов. Другие параметры ниже:

Прочность стали выше, чем у аналога.
Вес изделий из стали меньше, и они лучше плавятся.
Отдельные типы обработки (ковка, сварка) доступны только для стали, а вот чугун создается только литьем.
Теплопроводимость чугуна ниже, чем у аналога.
Чугунные изделия не нужно обязательно закалять.

Приведем также таблицу с характерными отличиями двух сплавов.

Видно, что оба материала имеют сильные и слабые стороны, и их использование целесообразно в разных ситуациях. Рассмотрим подробнее характеристики каждого сплава.

Характеристики чугуна

Чугун – это сплав железа и углерода. При этом его содержание к общей массе изделия выше 2%. Впервые материал получили в X веке на территории Древнего Китая. Далее изделия из него равномерно распространились по всему миру. Сейчас КНР, Япония и Россия входят в ТОП-3 государств по выплавке.

При создании чугуна большую роль играют примеси. Их сейчас более 100, но популярнее всего 4:

Сера – понижает тугоплавкость сплава, а также текучесть при расплаве.
Фосфор – за счет снижения прочности улучшается пластичность. Это позволяет создавать изделия более сложной геометрии.
Кремний – снижает литейную температуру.
Марганец – повышает прочностный параметр сплава в ущерб литейным свойствам.

Также в сплав добавляют титан, медь, алюминий и титан. Температура плавления – 1160-1250 градусов по Цельсию.

На рынке есть несколько типов чугуна, которые отличаются по характеру сформированности кристаллической решетки:

Белый – в состав добавляется цементит, который определяет цвет излома. Сырье хрупкое и является основой для создания ковкого типа чугуна.
Серый – в сплав добавляется больше графита, придающего цвет изделиям. В составе также магний, фосфор и сера.
Ковкий – белый чугун долгое время термически обрабатывается до образования графита, который дает изделию высокое механическое сопротивление.
Высокопрочный – в результате кристаллизации создается шаровидный графит.
Предельный – финальное состояние чугуна, из которого после производят другие изделия. Как самостоятельное элемент не используется.

Чугун активно используется в средах с повышенными климатическими условиями благодаря высокой устойчивости к температурным перепадам. Также изделия из чугуна применяются в быту: раковины, радиаторы, мойки, ванны.

есть марки равные стали по прочности;
тепло равномерно распределяется по поверхности;
экологически чистый материал;
повышенная устойчивость к кислотно-щелочным средам;
повышенная гигиеничность;
продолжительная эксплуатация.

стоимость выше, чем у стали;
белый чугун более хрупкий, чем сталь, а серый менее пластичный.

Характеристики стали

Сталь – это сплав, который состоит из железной руды и углеродной примеси. Классический рецепт – это менее 2% углерода. Однако есть и высоколегированные марки, где углерода 20-40%.

Россия входит в Топ-5 стран по выплавке стали в мире. Популярность материала объясняется. Существует масса видов и типов стали, которые отличаются по прочности, стойкости к коррозии и температурным перепадам.

Обязательное наличие в сплаве в унифицированных пропорциях углерода и железной руды. Первый дает вязкость, а второй повышенную прочность.
Сплав всегда содержит мелкие вкрапления: 1.2% кремния и 0.5% марганца.
Чтобы изменить свойства материала, в него добавляют в унифицированных пропорциях другие металлы.

Существует масса вариантов классификации стали. Рассмотрим несколько параметров.

Химия

Углеродистые – классификатор намекает на ввод в состав сплава углерода. В одних марках не более 0.3% примеси, а максимальные значения не превышают 0.7%.

Легированные – в продукт добавляют примеси металлов и веществ, чтобы получить новые свойства. В «низких» марках процент примесей не более 2.5%, а предельные значения – до 10%.

Структурный состав

Перлитная сталь – это чистый продукт с малыми вкраплениями примесей. Мартенситная отличается обилием добавочных веществ в составе, как и аустенитная. Разница между последними двумя в пропорциях и количестве примесей.

Раскислитель

Спокойная – это полностью чистый материал без закиси железа. Ее применяют из-за повышенной себестоимости и добавочной цены исключительно в стратегически важных узлах сооружений.

Полуспокойная – материал твердеет без кипения, однако на поверхности материала все же остаются небольшие вкрапления пузырьков газа. Кипящая – это продукт низкого качества с большим количество газовых вкраплений, которые при дальнейшем использовании вызывают дефекты, например, при сварке.

Сталь производится мартеновским методом, а также конвертерно-кислородной. Еще есть прямой способ и электроплавильный.

Как отличить чугун от стали

Отличить чугун от стали можно за счет пары-тройки экспериментов:

По излому – метод подойдет, если изделие больше не будет использоваться. На изломе чугун темно-серый, а вот сталь светлая с глянцевым блеском. На изломе у чугунных изделий трещины больше видны из-за повышенной хрупкости материала.
Сверление – стальная стружка при сверлении отверстия вьется по мере движения сверла. Стружка чугуна тут же крошится и легко превращается в пыль.
Шлифование – здесь используется шлифовальная машинка. Критерий оценки – это искры. Если их мало и с красноватым оттенком, это чугун. Стальные искры более желтые или белые, и их много.

Единственная схожесть у чугуна и стали – это наличие в составе углерода. В остальном перед нами разные материалы, использующиеся под разные нужды в народном хозяйстве и промышленности.

Углеродистая сталь это чугун

Видео: 14. Чугун и сталь. Окружающий мир - 2 класс

Содержание

Основное отличие - чугун против углеродистой стали

Железо является важным металлическим элементом. Это используется в производстве многих различных полезных металлических сплавов, таких как сталь. Существуют различные типы железных сплавов, включая сталь, кованое железо, чугун, антрацит и т. Д. Чугун состоит из большого количества углерода и имеет тенденцию быть хрупким. Углеродистая сталь - это форма стали, которая состоит из железа и углерода, а также следовых количеств некоторых элементов. Основное отличие чугуна от углеродистой стали состоит в том, что Чугун содержит 2-4% углерода, тогда как углеродистая сталь содержит до 1% углерода.

Ключевые области покрыты

1. Что такое чугун
- Определение, свойства и различные формы
2. Что такое углеродистая сталь
- Определение, свойства и различные формы
3. В чем разница между чугуном и углеродистой сталью
- Сравнение основных различий

Ключевые термины: сплав, углеродистая сталь, чугун, высокоуглеродистая сталь, железо, низкоуглеродистая сталь, мягкая сталь, сталь

Что такое чугун

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

Наряду с углеродом и железом, чугун состоит из кремния, марганца и следовых количеств серы и фосфора. Содержание углерода в нем высокое. Чугун затвердевает как гетерогенный сплав. Чугун также содержит около 1-3% кремния. Поэтому чугун на самом деле представляет собой металлический сплав железо-углерод-кремний. Расплавленный чугун менее реагирует с формовочным материалом. Однако чугун не такой пластичный. Поэтому он не подходит для прокатки.

Рисунок 1: Чугунные сковородки

Существует несколько видов чугуна на основе микроструктуры сплава. Они есть,

Серый чугун
Ковкий чугун
Ковкий чугун
Белый чугун

Чугун более хрупкий из-за высокого содержания углерода. Углерод имеет тенденцию скапливаться в карбидах или образовывать графитовые листы, делая чугун более неровным и ломким. Поэтому чугун менее пластичен. У него более низкая сила. Чугун также имеет большой вес благодаря высокому соотношению железа и углерода.

Что такое углеродистая сталь

Углеродистая сталь состоит из железа и углерода. Легирующие элементы присутствуют в следовых количествах. Некоторыми из этих элементов являются кремний, марганец, сера и фосфор. Углеродистая сталь также делится на три группы, как показано ниже.

Мягкая углеродистая сталь - содержание углерода до 0,3%
Высокоуглеродистая сталь - содержание углерода до 0,3-0,6%
Низкоуглеродистая сталь - содержание углерода до 1%

Рисунок 2: Углеродистая сталь используется в качестве строительного материала

Мягкая сталь имеет больше железа, чем углерода. Следовательно, он очень агрессивен во влажной среде. Высокая углеродистая сталь очень прочен и используется в качестве строительных материалов. Благодаря высокому количеству углерода, присутствующего в углеродистой стали, он проявляет такие свойства, как твердость, меньшая пластичность, пониженная свариваемость и низкая температура плавления. Низкоуглеродистая сталь содержат около 0,04-0,30% содержания углерода. В зависимости от желаемых свойств, другие элементы добавляются для улучшения качества стали. Эта форма прочнее мягкой углеродистой стали и менее прочна, чем высокоуглеродистая сталь.

В целом, углеродистая сталь очень пластична. Из-за присутствия меньшего количества углерода по сравнению с количеством железа, присутствующего в сплаве, углеродистая сталь менее хрупкая и имеет высокую прочность.

Разница между чугуном и углеродистой сталью

Определение

Чугун: Чугун - это твердый, относительно хрупкий сплав железа и углерода, который может быть легко отлит в форме и содержит больше углерода, чем сталь.

Углеродистая сталь: Углеродистая сталь - это тип стали с высоким содержанием углерода и низким количеством других элементов.

Содержание углерода

Чугун: Чугун содержит до 2-4% углерода.

Углеродистая сталь: Углеродистая сталь содержит до 1% углерода.

Прочность

Чугун: Чугун более хрупкий из-за присутствия большого количества углерода.

Углеродистая сталь: Углеродистая сталь прочнее чугуна.

тягучесть

Чугун: Чугун менее пластичный.

Углеродистая сталь: Углеродистая сталь более пластична.

Температура плавления

Чугун: Чугун имеет относительно низкую температуру плавления.

Углеродистая сталь: Углеродистая сталь имеет относительно высокую температуру плавления.

Другие элементы

Чугун: Чугун состоит из железа вместе с углеродом, кремнием, марганцем и следами серы и фосфора.

Углеродистая сталь: Углеродистая сталь содержит в основном железо и углерод. Другие элементы могут присутствовать в следовых количествах.

Заключение

Чугун и углеродистая сталь - это железные сплавы, состоящие из железа и углерода. Они отличаются друг от друга в зависимости от количества присутствующего углерода и других элементов, добавляемых в сплав. Основным отличием чугуна от углеродистой стали является их содержание углерода.

Основное отличие - чугун против стали

Чугун и Сталь - формы сплава, содержащие Железо и Углерод. Сплав - это чистая смесь металлов или смесь металлов и других элементов. Чугун и сталь имеют доказанную промышленную ценность и, следовательно, используются в качестве обычных строительных материалов. Однако они различаются по своему составу. Основное отличие чугуна от стали в том, чтоколичество углерода, присутствующего в чугуне, очень велико, тогда как количество углерода, присутствующего в составе стали, контролируется. Из-за этого различия в составе они имеют очень отличные свойства друг от друга.

Чугун - это сплав железа; он содержит железо в качестве основного металла вместе с процентным содержанием углерода, превышающим 2%. Как правило, количество присутствующего углерода варьируется от 2-4%. Также обнаружено, что кремний является другим легирующим элементом в чугуне с грубым процентным содержанием около 1-3% по весу. Наличие этих различных элементов влияет на цвет и качество производимого чугуна. Некоторые другие примеси, такие как карбид и графит, также могут влиять на возникновение трещин в металле.

Чугун имеет более низкую температуру плавления, чем железный элемент. Это потому, что железо содержит другие вещества в качестве примесей. Поэтому его легко отливать в формы. Литье - это технология производства, при которой жидкий материал наливается в формы и оставляется для затвердевания. Затвердевший материал называется «отливкой», и, как только затвердевание завершено, материал можно удалить из формы. Чугун - это хрупкий материал, который часто дешев. Он также имеет более высокий уровень теплостойкости с высокой теплоемкостью. Тем не менее, электрическая и теплопроводность относительно низкая.

Что такое сталь

Сталь состоит из железа в качестве основного легирующего металла с углеродом в качестве основного второго компонента с весовым процентом около 2,1%. Включение таких элементов, как хром, позволяет производить более качественные сорта стали, такие как нержавеющая сталь. Как следует из названия, нержавеющая сталь устойчива к коррозии. Это связано с тем, что хром обладает более высоким окислительным потенциалом, что, в свою очередь, защищает железо от окисления при воздействии воздуха и влаги.

Сталь обладает несколькими желательными свойствами, которые делают ее подходящим строительным материалом. Сталь имеет относительно высокую вязкость и ее трудно лить, поскольку ее температура плавления выше, чем у чугуна. Он также мягче чугуна. В отличие от чугуна, сталь не ломается легко. Вместо этого, при измельчении он образует чипсы и податлив. Сталь обладает большей прочностью на разрыв, чем чугун. Однако прочность каждого материала различается в зависимости от условий использования. Сталь в основном используется для строительства, для балок, а также для производства посуды.

Разница между чугуном и сталью

Чугун представляет собой сплав, изготовленный из железа и углерода с массовой долей около 2-4% вместе с примесями кремния и карбида.

Сталь в основном изготавливается из легирующего железа с контролируемым количеством углерода примерно в 2%.

Возможность кастовать

Чугун Легко разливается, так как имеет более низкую температуру плавления.

Сталь сложнее разыграть.

Стоимость

Чугун дешевле.

Сталь дороже и часто бывает разных марок.

ломкость

Чугун легко ломается и трескается в месте загрязнения.

Сталь не ломается так легко и податлив.

Чугун имеет более высокую прочность на сжатие.

Сталь имеет более высокую прочность на растяжение.

«Steel_wire_rope.png» Иоганна Хеммерля, производная работа: Ученый-материаловед - Steel_wire_rope.png

Углеродистая сталь против чугуна

Давайте взглянем на них обоих, разберем различия и то, для чего они хороши и не очень хороши.

Вы наверняка знакомы с чугунной посудой и, вероятно, владеете по крайней мере одним предметом. Она доступна по цене, универсальна, практически неразрушима и отлично подходит для всего — от стейков до выпечки хлеба.

Посуда из углеродистой стали, с другой стороны, менее популярна, несмотря на то, что предлагает большинство (если не все) преимуществ чугуна — не обязательно за меньшие деньги, но, возможно, с меньшими хлопотами.

Что такое чугун?

Можно подумать, что чугун сделан из чистого железа, но это не так. Чугун на самом деле представляет собой сплав железа и углерода, как и сталь, с главным отличием в том, что чугун содержит больше углерода. В то время как сталь требует содержания углерода не более 2%, чугун обычно содержит от 2 до 3,5% углерода.

Именно содержание углерода придает чугуну его шероховатый, слегка неровный вид. Его более высокое содержание углерода делает чугун более хрупким, чем сталь (именно поэтому он должен быть таким тяжелым и толстым — если бы он был тоньше, то сломался бы). И поскольку это плохой проводник, то он сохраняет тепло в течение длительного времени (в то же время требуется больше времени, чтобы нагреться и остыть).

Что такое углеродистая сталь?

Сталь также является сплавом железа и углерода, но чтобы считаться сталью, она должна иметь менее 2 процентов углерода. Нержавеющая сталь содержит 1,2 процента углерода (вместе с хромом, который предотвращает коррозию), тогда как углеродистая сталь содержит 2 процента.

Углеродистая сталь имеет матовую отделку по сравнению с блестящей нержавеющей сталью. Углеродистая сталь намного тверже нержавеющей стали (что делает ее идеальной для изготовления ножей, которые остаются острыми, но также более трудными для заточки), но она подвержена коррозии и может ржаветь, в то время как нержавеющая сталь этого не делает.

Приготовление пищи на чугунных сковородках

Чугунные сковородки прекрасно подходят для использования на кухне благодаря своей долговечности, универсальности, удержанию тепла и доступности. Поскольку они становятся настолько горячими, что могут обжарить стейк за считанные минуты, и они одинаково безопасны на плите и в духовке, можно обжаривать, запекать, тушить и жарить — даже можно использовать их на гриле.

И когда они должным образом выдержаны, они действительно развивают антипригарную поверхность. Тем не менее, они никогда не будут лучшим выбором для приготовления яиц, и они, как правило, слишком тяжелые для обжаривания. Кроме того, если вы попытаетесь кипятить кислую жидкость в чугуне, например, томатный соус, кислота разрушит антипригарный слой и придаст пище металлический привкус.

Уход за чугунной посудой

Антипригарный слой — это нежирный слой масла на поверхности сковороды, что защищает ее от ржавчины, а также придает антипригарные свойства. И хотя сама сковорода чрезвычайно прочна, этот слой можно соскрести, если поцарапать металлической лопаточкой.

Таким образом, уход за чугуном по существу сводится к сохранению антипригарного слоя, что означает сушку его сразу после мытья (чтобы предотвратить ржавчину) и нанесения слоя масла после каждого полоскания мылом и водой. Держите кастрюлю подальше от посудомоечной машины и мойте ее с мылом и водой вручную. Вопреки распространенному мнению, мыло не может удалить антипригарный слой (хотя чрезмерная чистка может).

Эмалированная чугунная посуда

Некоторая чугунная посуда имеет эмалевое покрытие, что облегчает уход, так как эмаль защищает поверхность от ржавчины и коррозии. Недостатком является то, что эмалевое покрытие может треснуть при температурах до 200 градусов, что несколько противоречит назначению чугуна. Оно также может сколоться, если ударить достаточно сильно, и хотя его легче чистить, чем обычный чугун, оно никогда не будет антипригарным, потому что эмаль не может накапливать какое-либо масло.

Приготовление пищи с помощью посуды из углеродистой стали

Одним из больших преимуществ углеродистой стали перед чугуном является то, что посуда из углеродистой стали нагревается гораздо быстрее. И поскольку она более проводящая, чем чугун, то нагревается более равномерно, с меньшим количеством горячих точек. Но даже при этом она все еще способна достигать температуры, достаточной для того, чтобы полностью обжарить стейк, и может также использоваться на плите и в духовке.

Углеродистая сталь, как и чугун, также требует антипригарного слоя. Разница в том, что, скорее всего, придется делать его самостоятельно. Это просто вопрос следования инструкциям производителя, и это не сложно, но это дополнительная работа.

Но, в отличие от чугуна, сковородки из углеродистой стали отлично подходят для приготовления яиц, омлетов и блинов, а также рыбы, которая печально известна своей прилипчивостью. Более гладкая поверхность плюс антипригарный слой — вот что делает углеродистую сталь такой скользкой. А поскольку она легче, можно легко использовать ее для обжаривания. На самом деле, если бы не тот факт, что кислые продукты будут лишать антипригарного слоя точно так же, как с чугуном (а также придавать неприятный вкус), могло бы возникнуть искушение заменить всю посуду из нержавеющей стали углеродистой сталью.

Уход за посудой из углеродистой стали

Однако уход за углеродистой сталью, которая подвержена коррозии, более сложен, чем уход за нержавеющей сталью, хотя и не намного сложнее, чем уход за чугуном.

Опять же, очистка — это вопрос мягкого мытья, тщательной сушки и нанесения тонкого слоя масла после этого.

Различия между чугуном и углеродистой сталью

Металлы набирают популярность из-за их прочности и ковкости. Из разных типов металлов вы можете сделать что-нибудь из них. От простой мебели до крупных зданий металлы важны для жизни людей. Мужчины ищут лучшие и большие материалы, чтобы создавать и бросать то, что им нужно. Хотя металлы почти выглядят одинаково, существует несколько типов металлов, которые включают чугун и углеродистую сталь. Чугун и углеродистая сталь представляют собой два типа металлов, изготовленных из различных компонентов.

Свинцовое железо производится, когда вы плавите древесный уголь, железо и известняк вместе с помощью интенсивного воздушного давления. После процесса плавления вы можете получить металлический материал, чугун. Свинцовый чугун - продукт с очень высоким содержанием углерода. Этот необработанный продукт нельзя использовать так, как он есть, поскольку конечный материал по-прежнему нестабилен и очень хрупкий. Чтобы использовать чугун, необходимо его доработать. Материал чугуна снова расплавляется и смешивается с дополнительными веществами для образования других видов железа, которые представляют собой: чугун, кованое железо и сталь.

Свинцовый железо, как полагали, уже существует в некоторых районах Китая в XI веке. Из чугуна китайский народ построил свои пушки и другое железное оружие. Некоторые использовали чугун в декоративных искусствах, таких как фигурные фигурки и статуи.

Углеродистая сталь является одним из продуктов рафинированного чугуна. Создание чугуна является промежуточным шагом, прежде чем вы сможете получить сталь. Углеродистая сталь образуется при соединении железа и углерода. Сталь по-прежнему называется углеродистой сталью, пока ее другие микроэлементы не выходят за пределы высокого процента углерода. Углеродистая сталь может содержать микроэлементы марганца, меди, кремния, никеля, хрома и ванадия.

Смешивание углерода с чугуном делает этот металл более прочным. Углеродистые стали имеют четыре класса, которые включают: низкоуглеродистую сталь, среднеуглеродистую сталь, высокоуглеродистую сталь и сверхвысокую углеродистую сталь. Низкоуглеродистая сталь является самым дешевым сортом углеродистой стали, но она очень пластичная. Его можно использовать только для изготовления плоских листов или полос. Среднеуглеродистая сталь содержит более высокий процент железа. Увеличение процента углерода означает только то, что углеродистая сталь прочнее, но ее пластичность уменьшена. Средне-углеродистая сталь может использоваться для изготовления осей, трубопроводов и т. Д.

С другой стороны, высокоуглеродистая сталь может использоваться для изготовления режущих инструментов и лезвий. Поскольку имеется больший процент углерода, его трудно обрабатывать. И, наконец, сверхвысокоуглеродистая сталь также предназначена для создания режущих инструментов и лезвий.

Удобство использования различных типов металлов зависит от элементов, которые они содержат. Но прежде чем вы сможете создать углеродистую сталь, вам нужно сначала очистить чугун. Таким образом, вы можете подделать металлы на более полезные предметы, такие как: трубопроводы, шестерни, лезвия, режущие инструменты и т. Д.

Свинцовое железо представляет собой металлический материал, изготовленный из расплавленного железа, древесного угля и известняка при интенсивном давлении воздуха.

Свиноводство - это высокоуглеродистый продукт. Это все еще сырой и нерафинированный металлический материал. Чтобы иметь возможность получать чугун, кованое железо и сталь из чугуна, он подвергнется еще одному процессу нагрева и плавления.

Углеродистая сталь получена из чугуна. Он разделен на четыре разных класса: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь, высокоуглеродистая сталь и сверхвысокоуглеродистая сталь.

Прочность углеродистой стали зависит от процента содержащегося в ней углерода. Чем больше углерода, тем крепче металл.

Читайте также: