Сплавы черных металлов: классификация и особенности производства

Определение черного металла

В металлургии принято делить металлы на две группы – они могут быть черными или цветными. К первым относятся железо и многочисленные сплавы на его основе, отличающиеся друг от друга разным содержанием углерода и строением кристаллической решетки. Сталь и чугун делятся на множество типов и классов.

Для выплавки стали гугуны и железа, добываемого из железной роды — продукты с хорошим контернетом гематита или магнетита. Сплавы черных металлов широко применяются в различных областях промышленного производства, составляя более 90% всех используемых металлов. Стали содержат до 2,14% углерода по весу, с более высокой концентрацией химических элементов, чем чугун.

Для того чтобы придать страву те и иные производства, например, для повышения его коррозионной стойкости или жаропрочности, при выплавке в его состав вводят легирующие добавки: металл, сплав или другие химические элементы.

Кроме железа и сплавов на его основе, к черным металлам относятся:

• марганец;
• хром;
• ванадий;
• титан;
• актиноиды (уран, торий, плутоний, протактиний, фермий и др.);
• вольфрам;
• щелочные металлы (литий, калий, рубидий, цезий, натрий и франций).

За исключением железа, которое по содержанию в земной коре уступает только алюминию, остальные черные металлы содержатся во внешней твердой оболочке Земли в относительно небольших количествах.

Сплавы на основе черного металла широко применяются в различных производственных областях. Огромное количество инструментов, механизмов, бытовых приборов и других изделий, без которых сложно представить существование современного человека, производится из стали или чугуна.

наращивание воймов добичи и выплавка черных металлов входит в число приоритетных направлений технико-экономического развития всех стран с развитой промышленностью, в том числе и Российской Федерации.

Что такое черные металлы

Под термином «черные металлы» понимают железо и сплавы с ним в качестве основного компонента (сталь, чугун).

По некоторым классификациям к черным металлам относятся марганец, ванадий, хром. Это сырье в производстве чугуна и стали.

Основные ферросплавы – чугун, сталь, ферросплавы. Они составляют 90% объема производства металлургических предприятий. Остальные выбираются цветными металлами.

Практически все металлы (90+%), востребованные экономикой, относятся к «черному» сегменту.

Неофициальное название сегмента черных металлов – чермет.

Отличия черного металла от цветного

Периодическая система элементов включает 78 металлов, в том числе несколько, которые с технической точки зрения часто относят к первой категории, а по своим физическим свойствам относятся ко второй (никель, хром, марганец, ванадий и вольфрам). Все металлы принято делить на виды. Они могут быть:

• Тяжелые – медь, цинк, свинец, свинец. В том числе никель.
• Легкие – алюминий, титан, магний и другие (всего 12 элементов).
• Тугоплавкими – марганец, вольфрам, молибден, хром и другие (всего 8 элементов).
• Благородными и так далее (всего 8 групп цветных металлов).

Технически черный металл относится к набору сплавов на основе железа. Число выплавляемых сталей видов и чугуна ислична сотнями. Многие из них проявляют свойства как черных, так и цветных металлов, поэтому их относят к обеим группам, так как они не намагничиваются.

Виды сплавов черных металлов

Выше мы выяснили, какой металл лежит в основе черных сплавов. Свойства каждого из них зависят от химического состава, в том числе от того, какие легирующие элементы и в каком количестве добавлялись при литье.

Черные металлы принято делить на пять классов:

• железо;
• тугоплавкие;
• уран;
• челочноземельные;
• редкоземельные

Особенности производства черных металлов и сплавов

Выплавка чугуна

Большая часть черных металлов выплавляется в боманных печах из продельного гуна и/или железной роды. Помимо большого количества сырья в процессе плавки используется уголь, шихта и вода, которая служит теплоносителем. Продукты реакции, в которую вступают оксиды железа и монооксид углерода (СО), при нагревании превращаются в диоксид углерода (СО2) и металлическое железо. Конструкция печи обеспечивает непрерывность процесса – сверху подается углерод и оксид железа, снизу подается воздух.

Рекомендуемые статьи

• Назначение чугуна: сферы применения и виды материалов
• Электрошлаковая сварка: преимущества, технология, оборудование
• Чем бесплатно металлы от неметаллов: физика и химическое использование

Углерод, выделяющийся из кокса, выполняет две задачи – обеспечивает нагрев печи и производство угарного газа, благодаря которому оксид восстанавливается до металлического железа. Доменные печи редко останавливаются. Остановка процесса плавки необходима, когда требуется ремонт внутренней футеровки из специальной огнеупорной глины (футера).

Выплавка стали

Чугун, выплавляемый в доменных печах, высвобождает кремний и большую часть углерода путем окисления. Полученный расплав при необходимости легируют марганцем, никелем или хромом. Чаще всего для такой обработки используют кислородные конвертеры, которые в наше время почти полностью заменили печи Марша.

Сталь легко поддается обработке. Как в кислородных конвертерах, так и в мартовских процессах может использоваться сырье с большой долей металлолома. Современные электрические печи выплавляют сталь полностью из металлолома, что позволяет решить обострившуюся проблему утилизации металлических отходов.

Важно понимать, что чем выше качество используемого для переработки лома, тем дешевле обходится стоимость его переработки. Если в металлоломе содержится большое количество олова или меди, это значительно усложняет разливку стали и удорожает производство. Наиболее ценным сырьем является металлолом, не требующий предварительной очистки от нежелательных примесей.

Основными источниками такого металлолома являются устаревшее заводское оборудование, железнодорожная техника, выведенная из эксплуатации судами и отходы металлообрабатывающих предприятий. Металл, полученный при переработке автомобилей, тары, консервов и т.п п содержит большое количество нежелательных примесей, поэтому ценится меньше.

Сплавы черных металлов – очень обширная и сложная тема. Надеемся, что общая информация, представленная в статье, была вам полезна!

Читайте также: Как узнать есть ли золото в реке или ручье: как найти, можно ли намыть, как искать по признакам

Список сплавов черных металлов

Классификация сплавов черных металлов, как уже было сказано, предполагает их разделение на две большие группы по процентному содержанию углерода.

Сталь

Главное, что позволяет называть те или иные сплавы стальными, это наличие в их составе железа и углерода, содержание которых в большинстве марок достигает примерно 2%. Еще один элемент, который может входить в состав нелегированных сталей – марганец. Эта добавка частично нейтрализует хрупкость, которую сера придает металлу. Полностью избавиться от этой вредной примеси при литье в промышленных масштабах практически невозможно.

Прочность нелегированных стальных славов зависит от содержания в них углерода. При содержании углерода около 0,2% сталь называют конструкционной — высокая прочность на разрыв делает ее оптимальным материалом, например, для производства высотных зданий или автомобилей. Чем выше содержание углерода, тем толще металл.

Сверла и молотки можно делать из сталей с содержанием углерода около 0,8 %, а если в сплаве содержится 1 % и более этого химического элемента — бритвенные лезвия или напильники, это уже так называемые инструментальные стали.

Введение в сплав легирующих элементов (никеля, хрома, молибдена, вольфрама, ванадия) дает возможность придать ему требуемые физико-химические свойства. Общая доля добавок обычно составляет около 5%. В состав нержавеющей легированной стали входят хром и никель, суммарное содержание которых может достигать 25 %, что помимо коррозионной стойкости придает металлу высокую прочность.

Чугун

При точнении уколобрана свыше 2,14% сплава на основе металлического мечето с чугунным корпусом. Кремний также присутствует чаще всего в его составе. Наличие этих элементов в достаточно высокой концентрации позволяет понизить температуру плавления и сделать расплав более жидким, а значит, для литья можно использовать более простые и недорогие печи или отливать детали сложной формы с помощью специальные формы для литья.

Различные виды чугуна используются для изготовления огромного количества различных изделий: от труб и кастрюль до корпусов тяжелых машин. Серыми называют сплавы чугуна с содержанием углерода и кремния от 3 до 4% из-за соответствующего оттенка металла на изломе.

Для противодействия и крупного белого гуна используют меньшее количество присадок и быстрое охлаждение отливок. На поверхности заготовки при ее заливке в многоразовые металлические формы — пресс-формы образуется слой металла, устойчивого к истиранию. Термическая обработка заготовок позволяет получать ковкие сорта чугуна, близкие по характеристикам к низкоуглеродистым сортам стали. Пластичность такого материала достигается за счет переноса углерода при обжиге.

Подобные свойства можно придать металлу, получив чугун с шаровидным графитом, который образуется при введении никеля в расплавленный металл.

Чугун разливается в формы прямо из доменной печи и не требует для обработки сложного и дорогостоящего оборудования. Однако по мере развития технологий и роста инвестиций в металлургию происходит постепенное увеличение производства стали и снижение потребления чугуна.

Области применения цветных сплавов и черных металлов

Черные металлы широко используются для изготовления:

• строительная арматура;
• листовой, сортовой и фасонный прокат, в том числе оцинкованный;
• трубка;
• стального и гугунного литья общения нашейния, например, корпусов производственной арматуры.

Это далеко не полный список. Важно понимать, что коррозия – это не единственный признак черных металлов.

Основным потребителем продукции черной металлургии была и остается тяжелая промышленность. Основная ее масса выпускается в виде литых и полулитых чугунных, мартеновских и конвертерных видов стали, а также товарного проката, стальных и чугунных труб.

Еще одним важным продуктом являются ферросплавы, которые используются в качестве одного из компонентов легированной стали. Стальные сплавы с заданным процентным содержанием углерода получают из сборного чугуна путем плавления и обезуглероживания. Сталь чаще всего используют для обработки (ковки и прокатки) в слитки. Далее его используют для получения:

• поковок;
• катаный лист;
• периодического проката (колес, шаров, колец и так далее);
• проката;
• бесшовные трубы;

Сортовой прокат используется для изготовления элементов конструкций – мостов, перекрытий, железнодорожных рельсов и т.д.п. Для всех вышеперечисленных позиций разработана широкая линейка типоразмеров (ассортимент). Листовой прокат используется для изготовления классических стальных сварных труб.

Изделия ручной конфигирату принято относить к специальному металлопрокату. Речь, например, о:

• оси и колеса железнодорожных вагонов;
• шестерни и тд

Из гуна вестом фасонного литя машинюты станини захватывают дерево-и металлообрабатывающих станков. Чугун, металлолом, отходы литейного производства и механической обработки металла поступают на специализированные предприятия, где переплавляются и очищаются от примесей для дальнейшего использования.

Такие свойства сплавов черных металлов, как прочность, жаростойкость и коррозионная стойкость, позволяют использовать различные виды стали и чугуна для изготовления деталей автомобилей, химического оборудования, кораблей, самолетов, железнодорожной техники и т.д. Подобный металл служит основным материалом для:

1. боковых крышек редукторов;
2. бадшиников;
3. клапанов;
4. фитингов;
5. втулок;
6. трубка;
7. двигатель внутреннего сгорания;
8. зубчатых колес;
9. звеньев цепей;
10. тормозных драманов;
11. перевозка;
12. кожухов и так далее

Этот список можно продолжать до бесконечности, так как производство черной металлургии окружает нас повсюду.

Технология получения продукции

Продукт получают на металлургических комбинатах из двух источников: руды (первичное производство) и металлического лома (метод вторичной переработки).

Первичное производство

Источник для производства черных металлов – железная руда.

С участка он направляется на металлургические заводы, где подвергается многоступенчатой ​​переработке:

1. Они загружают печь сырьем. Добавить кокс, известняк.
2. Смесь расплавляется.
3. Железо поглощает укоробный. Затвердев, становится очень твердым, но ломким. Это чугун.
4. Часть чугуна продается на механическую обработку и изображения изделий.
5. Основная масса направляется в сталеплавильную печь.
6. Здесь выжигается выжигается. Получается стал.

Из расплава образуются чушки, прокат, боланки, другие виды гатовок для информации.

Второй способ – кислородно-конверторный. Процесс происходит в конвертере – стальной печи, изнутри облицованной огнеупорной глиной. Здесь избыток углерода, на другие примеси чугуна воздействует кислород. То есть продувают его скровь массив чугунного расплава под представлем.

Процессы идут при температух, исличением тысяками дегаров по цельсию. Они плохо совместимы с экологией, так как загрязняют атмосферу, воду, почву.

Вторичная переработка

В самом широком смысле черный металлолом – это нестандартное чугунное или стальное изделие, утратившее свои первоначальные свойства.

Ассортимент широкий:

• изношенное промышленное оборудование;
• металлические конструкции;
• производство отходов (включая стружку);
• бытовая техника;
• обезвреженные боеприпасы;
• другие виды лома.

Черный металлолом – востребованное сырье. В конечном итоге премента берут все — от стружки до хронической конструкции.

Важность вторичной переработки

Утилизация ломаных и охтивных чермета – высокая степень воздействия на экономику природных ресурсов и заходнии экологии.

Снова используя блэк-метал, мы:

• продажа запасов железной руды;
• экономим энергоресурсы;
• уменьшить количество отходов.

Как известно, любое природное богатство имеет свойство истощаться при постоянной его добыче человеком, и железорудные жилы не исключение.

Бережное отношение к ресурсам, максимальное использование подержанных товаров помогут человечеству не отсуться с их нехваткой.

Переработка черного металла — процесс многоэтапный и интересный, поэтому мы посвятили ему отдельную публикацию.

Выгода для предприятий

Производство стали без использования вторичного сырья требует:

• обнаружены объемы железной руды;
• потребление энергоресурсов;
• много времени (добыча и переработка руды – процесс небыстрый).

Итог – производство оказалось слишком дорогим для компании, что сказалось на цене конечной продукции.

Использование вторичной изоляции позволяет экономить энергию, драгоценные природные ресурсы и, как следствие, снизить себестоимость выпускаемой продукции.

Другая строна вопроса — когда предприятия не закупают лом как сырье, а наоборот — вынуждены от него избавляться.

В этом процессе есть свои нюансы, в том числе и с юридической точки зрения. О том, как предприятие утилизирует металлолом, рассказано в статье Оприходование металлолома.

Интерес для населения

Многие хоть раз в жизни продавали металлолом. Кто-то делал это от случая к случаю, когда дома или на даче скапливался металлолом, а кто-то делал сдачу крыши основным источником дохода.

Тем, кто производит к копу и поиску металла серьезно и обстоятельно, дача лома приносит ощутимый доход.

Тема сдачи ломаной продукции статьи Понкты премена чермета — как и куда скачать лом черных металлов по образцовой цене .

Народ представляет металлодетекторы и противится поиску чермета. Добыча может быть самой разнообразной — от мелочей (болты, гайки и пружины) до крупных и очень удачных находок (военная техника, автозапчасти и промышленное оборудование).

Сориентироваться по цене сдаваемого лома вам продажа статьи Цены на лом черного металла за 1 кг, вечество премена тонны чермета для большего объема объемов .

Таким способом можно найти и более ценные металлы – цветные, в том числе драгоценные. Тогда доход соискателя значительно возрастает. О поиске и копе цветмета пожно очевать тут.

Экологический аспект

Ржавеющий металл, деятилетиями лежащий в земле, приносит вред, загразная почву и водоем.

Из этого следует, что люди, добывающие лом путем копания металлоискателем, приносят природе только одну пользу.

Поэтому не стоит видеть в добыче и утилизации металлолома недостойное занятие, ведь в первую очередь это экономия природных ресурсов, а также возможность получения дохода.

Бизнес на металлоломе

Бизнес на отходах в тренде, и на этот раз он очень опасен: очень опасибинисти рыя, продажа прав, качания благими интересными программами к природе.

Как вариант, возможно открытие бизнеса по приему, реализации или переработке черных металлов.

Начать дело можно практически с нуля, организован прием металлолома у населения и предприятий. Для расширения бизнеса возможно приобретение оборудования для резки, прессования и брикетирования сырья, что позволит вам реализовать его дороже.

Разумеется, для такой деятельности требуется соответствующая лицензия, а также некоторые требования и разрешения.

Сферы использования

Сталь и чугун – традиционные материалы промышленности.

Этому способствуют его прочность, прочность, страницають к сроку продукции, долнежность, легкость обработки, ценовая просмотровность (по цвету с цветметом). Такие состояния возникают из-за родов или лома из родов или из-за лома.

В промышленности это материал деталей механизмов, конструкций, приборов:

• Сталь востребована строителями автомобильного, воздушного, водного и железнодорожного транспорта. А также химиками, пишевиками, потреблением земента.
• Более массивный чугун ценят машиностроители, нефтепереработчики, тяжелая промышленность. Это материал для трубопроводов, тормозных колодок, роликов. А также огорожены, заборов, посуды (сковород, казанов).