Скорее всего, нет: его очень сложно получить и это недешево стоит, а главное, из него не сделаешь почти ничего полезного. С давних пор люди по привычке говорят: «железный гвоздь», «железная дорога», «железное ведро». На самом деле и гвозди, и ведра, и рельсы сделаны не из железа, а из сплавов железа с другими веществами.

Чистое железо - очень хрупкий и мягкий металл. Если же расплавить железо и к нему добавить немного углерода, то после застывания получится твердая и прочная сталь . Именно из нее сделаны многие окружающие нас вещи, которые мы неправильно называем железными. Сталь - это затвердевшая смесь железа и углерода (их сплав).

Разновидности стали

Сплавляя разные металлы и неметаллические минеральные вещества, можно получать материалы с новыми свойствами, которыми не обладает ни один из входящих в них элементов. Мягкие металлы становятся твердыми, непрочные превращаются в очень крепкие, легко расплавляемые приобретают возможность выдерживать высокую температуру. Даже небольшие добавки других веществ в расплавленный металл резко изменяют его свойства. Такие добавки называются легирующими элементами, а металл - легированным.

Например, нержавеющая сталь легирована никелем и хромом, а сталь легированная вольфрамом и хромом становится быстрорежущей (разновидность инструментальной). Резцы этой стали могут накаляться при работе до красного цвета, сохраняя свою твердость.

В зависимости от типа производства сталь бывает мартеновской, кислородно-конвертерной (важнейший способ производства на сегодняшний день), кислой, основной или электросталью.

По назначению изделий выделяются группы: конструкционные (строительные конструкции, машины, суда, вагоны, паровые котлы) и инструментальные (ударно-штамповые, режущие и мерительные инструменты).

По качеству (количеству вредных примесей) стали подразделяют на обыкновенные, качественные, высококачественные и особо высококачественные.

По характеру застывания различают спокойную, полуспокойную и кипящую сталь.

Применение стали

Этот сплав уже несколько веков верно служит человечеству в самых разных областях. На его долю приходится более 90 % всех изделий из металла. Более того, это основной элемент черной металлургической промышленности и главный материал для любого производства. Из сплавов изготавливаются инструменты, детали машин, бытовые вещи, мосты, скульптуры и т.д.

На сегодняшний день во всем мире производится около полутора миллиардов тонн стали. Около половины мирового производства приходится на долю Китая. Россия в этом списке находится на 15 месте.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя

Недавно разбирался на балконе, — а балкон у нас пока что, к сожалению, это просто большой «чулан», в котором стоит стул и сушилка для белья и куча всякого барахла, а не летняя терраса с плетеной мебелью, — дак вот, разбирался я на балконе и нашел пару испорченных свёрл по бетону. Сначала думал выкинуть, но потом решил использовать вторично... А буквально неделю до этого перед выходными рыскал в Интернете, что бы такого интересненького на выходных поделать — и натолкнулся на рекламу мастер-класса одного питерского кузнеца. Я, конечно, тогда заинтересовался, т.к. давно хотел попробовать себя в этой сфере, но как увидел цену за участие в мастер-классе, сразу же передумал. 🙂 ... Ну а потом, неделю спустя, во время упорядочивания нашего «чулана», пришла идея самому перековать хотя бы одно из свёрл и сделать маленький ножичек. Сверло я перековал. Как сделаю ручку для этого ножичка, выложу фотки «до» и «после».

И только после того, как я устроил себе этот практически бесплатный «мастер-класс», решил посмотреть, а что там за сталь-то вообще была:). Вот так и родилась эта статейка. Помимо "виновницы торжества", стали для сверла то бишь, решил еще и про другие материалы написать, из которых изготовлены привычные нам предметы быта. Итак, см. таблицу ниже.

	Скрепки канцелярские. Низкоугеродистые стали по ГОСТ 1050 (см. РСТ РСФСР 38-87 и ГОСТ 328), а поскольку низкоуглеродистыми принято называть стали с содержанием углерода менее 0,2%, следовательно это стали 05кп, 08кп, 08, 10кп, 10пс, 10, 11кп, 15кп, 18кп.
	Иглы швейные. Стали У7А, У8А, У9А, У10А по ГОСТ 1435 (см. ГОСТ 8030 и ГОСТ 5468).
	Гаечный ключ. 40Х, 40ХФА по ГОСТ 4543 и 45 по ГОСТ 1050 (см. ГОСТ 2839).
	Сверло. Сталь 9ХС по ГОСТ 5950 (см. ГОСТ 5756).
	Болт. Углеродистые стали с содержанием углерода до 0,55%. Соответственно это могут быть стали 05кп, 08кп, 08, 10кп, 10пс, 10, 11кп, 15кп, 18кп, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 по ГОСТ 1050. По легированным сталям конкретики мало, но есть пример в ГОСТ 7890 — сталь 40Х (см. ГОСТ Р 52627-2006, ГОСТ 7890).
	Гвоздь. Согласно ГОСТ 283 гвозди ложны быть изготовлены «из низкоуглеродистой стальной термически необработанной проволоки без покрытия по ГОСТ 3282». ГОСТ 3282 нас отправляет к ГОСТ 1050: проволоку получают «из низкоуглеродистых марок сталей по ГОСТ 1050». Значит, по аналогии со скрепками, это стали 05кп, 08кп, 08, 10кп, 10пс, 10, 11кп, 15кп, 18кп.
	Шуруп. Стали 08кп, 10кп по ГОСТ 10702, ГОСТ 1050, ГОСТ 5663, а также коррозионностойкие стали по ГОСТ 5632 (см. ГОСТ 1147).
	Ложки, вилки. Согласно ГОСТ 28973 для изготовления ложек и вилок рекомендована аустенитная нержавеющая сталь с таким вот содержанием: C0,07-S0,03-P-0,045-Cr17-Ni7-Mo3 (для C,S,P,Mo указаны максимально допустимые содержания, а для Cr,Ni — минимальные). Легирование Mo необязательно.
	Кухонные ножи (клинки ножей в случае если ручка из пластика, дерева или другого материала, или же цельный нож с лезвием, перетекающим в рукоятку). Мартенситная высокоуглеродистая нержавеющая сталь с таким хим. составом: C0,26-S0,03-P-0,04-Cr12-Mo1,3-V0,4 (для S, P, Mo, V указаны максимальные содержания, для C, Cr, Ni, — минимальные). Легирование Mo и V необязательно (см. ГОСТ 28973).
	Отвертка. Стали У7 по ГОСТ 1435 и 50ХФА по ГОСТ 14959 (см. ГОСТ 17199).

На этом на сегодня всё!

В жизни мы постоянно сталкиваемся со сплавами, самый распространенный из которых сталь. Поэтому нет ничего удивительно, что у кого-нибудь да возникнет вопрос о том, как делают сталь?

Сталь – это один из сплавов железа и углерода, получивший широчайшее распространение в повседневной жизни. Процесс производства стали многоступенчатый и состоит из нескольких этапов: добыча и обогащение руды, получение агломерата, производства чугуна и выплавка стали.

Руда и агломерат

Месторождения руд позволяют добывать как богатые, так и бедные породы. Богатую руду можно сразу использовать как производственное сырье. Чтобы можно было выплавлять и бедную руду, ее необходимо обогатить, то есть увеличить в ней содержание чистого металла. Для этого руду измельчают и, применяя различные технологии, отделяют частицы, богатые соединениями металла. Например, для железных руд применяют магнитную сепарацию – воздействие магнитным полем на исходное сырье с целью отделение частиц богатых железом.

Получается низкодисперсионный концентрат, который спекают в более крупные куски. Результат обжига железных руд и есть агломерат. Виды агломератов получили название по основному сырью, входящему в их состав. В нашем случае это железорудный агломерат. Теперь, чтобы понять, как делают сталь, необходимо проследить дальнейший технологический процесс.

Производство чугуна.

Чугун выплавляют в доменных печах, которые функционируют по принципу противотока. Загрузка агломерата, кокса и другого шихтового материала осуществляется сверху. Снизу вверх, навстречу этим материалам, поднимаются потоки раскаленного газа от сгорания кокса. Начинается череда химических процессов, в результате чего происходит восстановление железа и насыщение его углеродом. Температурный режим при этом сохраняется в районе 400-500 градусов Цельсия. В нижних частях печи, куда постепенно опускается восстановленное железо, температура увеличивается до 900-950 градусов. Образуется жидкий сплав железа с углеродом – чугун. К основным химическим характеристикам чугуна относятся: содержание углерода более 2,14 %, обязательное наличие в составе серы, кремния, фосфора и марганца. Чугун отличается повышенной хрупкостью.

Выплавка стали.

Теперь мы приблизились к последнему этапу, позволяющему узнать, как делают сталь. В химическом плане сталь отличается от чугуна пониженным содержанием углерода; соответственно, основная задача производственного процесса – уменьшить содержание углерода и других примесей в основном сплаве железа. Для производства стали используют мартеновские печи, кислородные конвертеры или электропечи.

По различным технологиям расплавленный чугун продувается кислородом при очень высоких температурах. Происходит обратный процесс – окисление железа на уровне примесей, входящих в сплав. Полученный шлак в дальнейшем убирается. В результате продувки кислородом понижается содержание углерода и происходит преобразование чугуна в сталь.

В сталь могут добавляться легирующие элементы, изменяющие свойства материала. Поэтому сталью считается сплав железо-углерод с содержанием железа не менее 45 %.

Вышеописанные процессы разъяснили, как делают сталь, из каких материалов и с применением каких технологий.

В истории человеческой цивилизации огромную роль сыграло железо. Человек начал использовать изделия из железа еще в начале I тысячелетия до н. э., и до сих пор оно является самым распространенным металлическим материалом.

В отличие от золота, серебра и меди, которые встречаются в самородном состоянии и поэтому первыми из металлов начали использоваться человеком, железо в чистом виде почти не встречается. Оно соединяется с кислородом воздуха, превращаясь в оксид, и содержится в составе железной руды. И только когда человек научился извлекать железо в большом количестве из руды, оно получило широкое распространение. (Руда - природное минеральное образование, содержащее какой-либо металл или несколько металлов.)

Чистое железо - светлый мягкий металл. Но используется оно не в чистом виде, а только в виде сплавов, т. е. в соединении с другими химическими элементами. Одни элементы присутствуют в железной руде и прямо при выплавке железа переходят в него. Другие - вводятся в железо специально, чтобы придать ему те или иные свойства (см. Легирование). Даже небольшие примеси некоторых химических элементов меняют свойства железа: делают его прочным, твердым, помогают успешно противостоять высоким температурам и воздействию кислот.

Непременный компонент железных сплавов - углерод. Если углерода мало - 0,02-0,04%, то сплав сохраняет природные физические свойства железа - он мягкий, пластичный, легко изменяет форму под давлением. Он называется технически чистым железом. Чем больше углерода, тем металл делается более твердым и менее пластичным. Однако пока количество углерода не превышает 2%, сплав можно ковать, штамповать. Это сталь. Из нее сделано большинство тех предметов, которые мы называем железными. А если углерода от 2 до 4%, сплав называют чугуном. Он твердый и хрупкий. Его нельзя ковать (он ломается под ударами), а можно только отливать в форму. Хотя один из видов чугуна и называется ковким, он практически ковке не подвергается. Зато обладает высокой, по сравнению с другими видами чугуна, пластичностью. Отливки из ковкого чугуна широко используют в различных отраслях промышленности.

Примеси, попадающие в железо из руды, по-разному изменяют его свойства. Одни из них - кремний, марганец - полезны, поскольку увеличивают прочность и пластичность сплава. Другие - сера, фосфор, мышьяк - вредны, так как делают сплав ломким.

Производство стали в мире постоянно растет. Несмотря на то что многие металлы продолжают находить широкое применение, и в первую очередь алюминий, титан, магний и другие и сплавы на их основе, доля железа в мировом производстве металлов по-прежнему очень высока - около 95%.

Стальной прокат является главным исходным материалом в машиностроении и других отраслях промышленности, поэтому в прокат перерабатывается 80-85% всей выплавленной стали.

В дореволюционной России на душу населения производилось меньше 30 кг стали в год. А в СССР в 1984 г. количество выплавленной стали на душу населения составляло 600 кг! И производство ее будет все увеличиваться. Это один из важнейших показателей высокого промышленного развития страны.

Прямое получение железа. К середине XIX в. в черной металлургии для получения железа окончательно утвердился так называемый двойной передел: из руды - чугун, из чугуна - сталь. Огромные доменные печи, конвертеры, мартеновские печи удовлетворяли потребности промышленности. Однако именно в это время ученые-металлурги Европы и Америки начали искать способы прямого получения железа из руды, минуя доменный процесс.

Двойной передел, т. е. получение чугуна из руды в доменных печах, а из чугуна стали в мартеновских пе*чах, - это двойной расход топлива и электроэнергии, двойное количество агрегатов, механизмов и инструментов, наконец двойное количество рабочих. Поэтому ученые и обратились к способу древних мастеров, которые прямо из руды получали железо, восстанавливая его древесным углем в маленьких горнах или в тиглях. Большое преимущество прямого получения железа помимо его высокой экономичности в том, что этот процесс позволяет избежать «засорения» железа серой и другими нежелательными элементами, содержащимися в коксе. Необходимо было возродить древний способ на новой, промышленной, высокопроизводительной основе.

Первая промышленная установка прямого получения железа заработала в 1911 г. в Швеции. Она полностью копировала древний способ: железо восстанавливалось из руды с помощью мелкоистолченного древесного угля в глиняных тиглях. Только в печь загружалось сразу 3500 тиглей. Позднее в разных странах появились и другие установки, причем все чаще восстановителем служил не уголь, а водород, обеспечивающий большую химическую чистоту металла.

В нашей стране в городе Старый Оскол (Белгородская область) вступил в эксплуатацию Оскольский электрометаллургический комбинат (ОЭМК), крупнейший в Европе. Он дает высококачественную сталь методом прямого получения.

Сырьем для нее служит руда Лебединского горно-обогатительного комбината. Сначала ее измельчают на шаровых мельницах и смешивают с водой. Эта смесь - пульпа - идет по трубам за 26 км и поступает в цех окомкования. Здесь ее превращают в окатыши с содержанием железа 67%. Окатыши поступают в цех металлизации, где работают установки прямого получения железа. Каждая установка - это шахтная вертикальная печь, высотой 64 м и с внутренним диаметром 5 м. В их приемные устройства и текут непрерывным потоком окатыши. А навстречу им снизу вверх идет горящий природный газ, содержащий 90% оксида углерода, и водород, предварительно нагретый до 850-900° С. Теплота этих газов и теплота собственного горения и дают необходимую температуру для металлизации окатышей. Как и в древних горнах, здесь руда (окатыши) не расплавляется, а восстанавливается в твердом виде. К концу пути вдоль печи окатыши более чем на 90% состоят из железа. Они поступают в другие электропечи, где проходят дополнительный цикл очистки от примесей. Полученная сталь не уступает по качеству той, которую производят в вакуумных электропечах (см. Электрометаллургия). К тому же эта сталь более дешевая и ее можно получать в большом количестве.