Сталь - це сплав заліза з невеликою кількістю інших елементів, тобто заліза, поєднаного приблизно з 1% вуглецю, і яке, роблячись жарким та зануреним у холодну воду, набуває великої твердості та еластичності завдяки відпуску. Існують спеціальні сталі, які також містять у дуже незначній частці хром, нікель, титан, вольфрам або ванадій. Він характеризується великою стійкістю, всупереч тому, що відбувається із залізом. Це дуже мало протистоїть пластичним деформаціям, оскільки воно складається лише з кристалів фериту; Коли він легується вуглецем, утворюються різні кристалічні структури, що дозволяють значно збільшити його опір. Ця якість сталі та велика кількість заліза ставлять її на чільне місце, складаючи основний матеріал 20 століття. 92% усієї сталі - це звичайна вуглецева сталь; решта - легована сталь: сплави заліза з вуглецем та іншими елементами, такими як магній, нікель, хром, молібден та ванадій.

інформацію

II. ВИДИ СТАЛІ.

ll.до. Легована або спеціальна сталь.

Сталь, до якої додані елементи, що не містяться у вуглецевих сталях, або в якій вміст магнію або кремнію збільшено понад ту частку, в якій він міститься у вуглецевих сталях.

ll.b. Самостійка сталь

Сталь, що загартовується простим охолодженням на повітрі, без необхідності занурювати її в олію або воду. Цей ефект, який призводить до утворення дуже твердої мартенситної структури, виробляється додаванням складових сплаву, які уповільнюють перетворення аустеніту в перліт.

ll.c. Спокійна або відпочила сталь

Сталь, яка була повністю розкислена до лиття, додаванням марганцю, кремнію або алюмінію. За допомогою цієї процедури виходять ідеальні злитки, оскільки при затвердінні практично не відбувається газоутворення, що запобігає утворенню продувних отворів.

ll.d. Будівельна сталь

Низьковуглецева сталь з добавками хрому, нікелю, молі та ванадію.

II.e. Підшипникова сталь

Сталь великої твердості та високої стійкості до зносу; Його отримують із 1% вуглецю та 2% хромових сплавів, які піддаються процесу загартування та відпустки. Застосовується при будівництві кулькових підшипників і взагалі для виготовлення механізмів, що піддаються тертю при зносі.

II.f. М'яка сталь

Загальне позначення для всіх нелегованих сталей, отриманих у розплавленому стані.

II.g. Тверда сталь

Це та, що колись загартована, містить 90% мартенситу. Його міцність на розрив становить 70 кг/мм2, а подовження - 15%. Застосовується при виготовленні ріжучих інструментів, зброї та інструментів, рейок тощо. У ударних програмах краща градація твердості від поверхні до центру, тобто міцна і тверда зовнішня секція і більш м'яка і жорстка серцевина.

II.h. Шипуча сталь

Сталь, яка до розливання у форми не була повністю розкислена. Містить багато продувних отворів, але без тріщин.

II.i. Фритюрна сталь

Той, який отримують обсмажуванням суміші порошкового заліза та графіту, або також шляхом повного вуглецювання маси фритюру.

II.j. Лита або інструментальна сталь

Спеціальний тип сталі, який отримують плавленням у тиглі. Його основними властивостями є:

1) стійкість до стирання

2) термостійкість

3) ударостійкість

4) стійкість до зміни форми або спотворення при загартуванні

5) здатність різати

Вони містять від 0,6 до 1,6% вуглецю і велику частку легуючих металів: вольфраму, хрому, молібдену тощо.

II.k. Недеформована сталь

Той, який практично не зазнає геометричних деформацій як у гарячому (матеріали для гарячої роботи), так і в процесі термообробки (деталі, які неможливо обробити після загартування затверджувача)

II.l. Нержавіюча сталь

Корозійно-стійка сталь, найрізноманітнішого складу, але завжди містить високий відсоток хрому (8-25%). Застосовується, коли вкрай важливо уникнути корозії деталей. Він в основному призначений для хірургічних інструментів та пристроїв, що піддаються дії хімічних речовин або морської води (стопори, клапани, лопатки турбін, кулькові підшипники тощо)

ІІ м. Магнітна сталь

Той, за допомогою якого виготовляються постійні магніти. Він повинен мати великий залишковий магнетизм і велику примусову силу. Сталі цього класу, у випадку звичайного застосування, містять високий відсоток вольфраму (до 10%) або кобальту (до 35%). Для якісних пристроїв використовуються хромо-кобальтові або алюмінієво-нікелеві сталі (карстит, коерцит ).

II.n. Немагнітна сталь

Тип сталі, що містить приблизно 12% марганцю і не має магнітних властивостей.

II.ñ. Лита сталь

Сталь будь-якого виду, яка формується шляхом заповнення форми, коли метал ще рідкий. При затвердінні механічно не працював.

II.o. Пружинна сталь

Сталь з високим ступенем еластичності та високою стійкістю до руйнування. Незважаючи на те, що тверда сталь може бути використана для загальних застосувань, коли йдеться про пружини, які повинні витримувати великі навантаження та часті зусилля з втоми, кремнієві сталі використовуються з гартуванням та відпуском води або масла.

II.p. Калюжаста сталь

Нелегована сталь, отримана в пастоподібному стані.

II.q. Швидка сталь

Спеціальна сталь, що має велику стійкість до ударів і стирання. Найбільш використовуваними є вольфрамові, молібденові та кобальтові сталі, які використовуються у виробництві ріжучих інструментів.

II.р. Вогнетривка сталь

Спеціальний тип сталі, здатний протистояти високотемпературним корозійним агентам.

II.s. М'яка сталь

Ковкий і міцний, низьковуглецева сталь. Цей тип сталі також отримують, легко працювати в холоді, збільшуючи відсоток фосфору (збільшуючись на 0,15%) та сірки (до 0,2%). Він має розривне навантаження при розтягуванні близько 40 кг/мм2, з подовженням 25%.

II.т. Звичайні сталі

Ті, що отримані в конвертері або основній печі Siemens.

II.u. Тонкі сталі

Ті, що отримують у кислотній, електричній, індукційній або тигельній печі Сіменса.

II.v. Ковані сталі

Сталі, які зазнали змін у своїй формі та внутрішній структурі під дією механічних робіт, що виконуються при температурі вищій, ніж температура перекристалізації.

III.a. Історія.

Тигельна сталь була найвищої якості, але вартість виробництва була набагато вищою, ніж виготовлена ​​пудингом. Від введення обох методів були введені сучасні широкомасштабні виробничі процедури Бессемера та Томаса.

Процеси Бессемера, Томаса, Мартіна-Сіменса, а згодом і електротехнічної промисловості відкрили епоху сталі, швидко витіснивши дерево як конструкційний матеріал у цивільних будівництвах, а пізніше чавун як сировину для залізничного будівництва, кораблів, гармат, тощо.

III.b. Виробництво.

Сталь отримують із доменного продукту, рідкого чавуну, у конвертерах або в інших печах, що працюють з рідким шихтою в одній і тій же промисловій установці. Чавун, доменний злиток або залізний злиток, як його часто називають у цих способах, крихкий і не дуже стійкий. Його склад, який відрізняється залежно від походження залізної руди, складається з великого відсотка вуглецю (4-5%) та інших домішок, таких як сірка, фосфор, кремній, марганець тощо. Він перетворюється на сталь за допомогою процесу зневуглецювання та регулювання інших домішок. Крім того, існують інші процедури, які дозволяють отримувати сталь безпосередньо з мінералу, не проходячи через чавун. Незважаючи на те, що їх розвиток був і є дуже обмеженим, їх можна назвати найважливішими методами: Хоганес, Норск-Стаал, Крупп-Рен, тверда доробка та ін. Каталонська процедура кування відреагувала на цей останній вид виробництва: залізо відновлювали деревним вугіллям, утворюючи чавун, який у найгарячішій частині печі перетворювався на сталь.

III.c. Класифікація сучасних процесів закупівель

1) Видуванням, при якому все тепло надходить від початкового тепла наповнювачів, переважно в розплавленому стані.

2) з мартенівською піччю, в якій більша частина тепла надходить від згоряння газу або мазуту, що використовується як паливо; успіх цього процесу залежить від пристроїв рекуперації тепла для нагрівання повітря і, таким чином, досягнення високих ефективних температур для плавлення шихти.

3) Електрична, при якій найважливіше джерело тепла походить від електричної енергії (дуги, опору або обох); Це тепло можна отримати за наявності або відсутності кисню; З цієї причини електричні печі можуть працювати в неокислювальній або нейтральній атмосфері, а також у вакуумі, що є кращим умовою при використанні сплавів, що містять значну частку окислюваних елементів.

1) Процес продувки, кислотний Бессемер та основний Томас.

Кремній, що міститься в рідкому залізі, є найважливішим термохімічним фактором для регулювання та отримання необхідної температури. Полум'я, викинуте з гирла перетворювача, змінює колір і світність, що дає можливість судити про розвиток вдосконалення і перервати продування у відповідний кінцевий момент; Потім перетворювач нахиляють і рідку сталь заливають у транспортний ківш. Кисле покриття цього типу конверторів забезпечує надлишок кремнезему, необхідного для утворення шлаку, крім кремнію, що міститься в рідкому залізі.

У випадку основного перетворювача, який називається «процес Томаса», покриттям є магнезит або прожарений доломіт і смола. Завдяки сильноокислювальній дії продувки спочатку видаляється вуглець, а потім окислюється фосфор, який діє як важливий термогенний елемент. З вантажем додається необхідне вапно; він плавиться під час продування і з’єднується з окисленим фосфором, утворюючи шлаки Томаса, що використовуються як добриво. Цей процес був дуже важливим фактором промислового розвитку, досягнутим у Європі наприкінці минулого століття. Він управляється, як Бессемер, аспектом полум'я. Необхідний час продувки становить лише 15 хв, тому успіх процесу залежить від майстерності оператора. Такий короткий час не дозволяє контролювати аналіз зразків.

2) Процес на вогнищі, основний та кислотний.

З початку століття цей процес домінував у всіх країнах завдяки постійно зростаючому виробленому тоннажу; Однак в даний час, навіть якщо його вдосконалити, він може втратити позиції завдяки вдосконаленням перетворювача та електричної печі.

3) Процес електричної печі.

IV.до. Економіка.

IV.b. Архітектурні програми.

Сталь, оскільки вона має мінімальні дисперсії в своїх стійких характеристиках, з легкодосяжним контролем якості, викликала потребу в перегляді методів розрахунку, які зазвичай використовуються, і призначена для матеріалів, конструкція та виконання яких не дозволили наблизити кількісне визначення її стійкості характеристики. Можливість більш глибокого знання матеріалу дозволила сформулювати гіпотези розрахунків, набагато більш пристосованих до реальності, і застосування яких було повністю виправдано економічними причинами. Працездатність методів, заснованих на цих гіпотезах (менш спрощені пружні методи, пластичні методи, методи, засновані на безперервності стійких матеріалів тощо) досягається появою та широким використанням електронних обчислювальних машин.

Сталь, можливо, стала каталізатором систематичних спроб наблизитись до реальності в галузі структурних розрахунків в рамках загального процесу архітектурного проектування. Можливо, робота, яка найбільш чітко відображає всі вищезазначені моменти, - це робота Людвіга Міса ван дер Рое. Регулярні серії сталевих колон без покриття підтримують стельові плити, вивільняючи стіни, які є простими, обмеженими розділами внутрішнього простору. Зараз розроблені будівельні техніки на основі сталі; Сюди відносяться підвісні стелі, які підтримуються натягнутими сталевими тросами, зварені сталеві оболонки, величезні дахи, посилені ребрами на залізобетонних колонах тощо.