Чёрные металлы: список, свойства, особенности, ГОСТ и сферы применения

Что такое черные металлы

Термин «черные металлы» относится к железу и его сплавам в качестве основного компонента (сталь, чугун).

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

Основные сплавы черных металлов — это чугуны, стали, ферросплавы. Они представляют 90% продукции металлургических компаний. Остальная часть собирается из цветных металлов.

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

Неофициальное название сегмента черных металлов — черный металл.

Железо и вся таблица Менделеева

Черные металлы включают железо и его сплавы. Некоторые классификации также включают ванадий, хром, марганец. Вот весь список черных металлов. Удивительно, что 90% людей, использующих огромное количество других металлов, являются черными (хотя в основном в виде сплавов).

Но историков это не удивляет. Они знают, как быстро развивалось человечество. Сравните сами.

Первый этап — примитивный муниципальный строй. Это началось около 200000 лет назад (по крайней мере) и делится на 3 фазы:

1. Каменный век. Это началось с появления Homo sapiens (то есть, когда люди воображали, что используют камни и дубинки в качестве инструментов). Медленно, со скрипом, это продолжалось до третьего тысячелетия до нашей эры.
2. Бронзовый век (длится до начала I тыс. До н.э.). Люди начали использовать цветные металлы. Цивилизация больше не ползла, а рысью перешла на следующий этап.
3. Железный век. По разным классификациям он начался в начале I тысячелетия до нашей эры. В принципе, он продолжается и сегодня, хотя историки неофициально называют наше время первым веком пластики.

Сравните, как человек жил в каменном веке и как живет сейчас. И весь подъем цивилизации — за счет металлов.

Познавательные: изделия из железа были редкостью в конце бронзового века. Их стоимость была в 35-40 раз выше стоимости тех же серебряных изделий.

Классификация

Основными изделиями из черных металлов являются сталь и чугун. Это сплавы железа, углерода плюс легирующие добавки, улучшающие утилитарные характеристики продукта.

Сталь и чугун различаются по доле углерода в составе. По стали меньше 2,14%, по чугуну больше, по отдельным маркам до 5,9%.

Эти сплавы черных металлов также классифицируются по физическим параметрам и химическому составу.

Чугуны

Основной вид чугуна — литейный. Другие типы:

• низкий, высокий, просто завязанный;
• антиблокатор;
• с графитом (шаровидный или червеобразный).
• конверсия;

По другой классификации чугуны делятся на белые, серые, ковкие.

Стали

Они делятся на простые (несвязанные) и наркоманы:

• Свойства сплавов определяют добавки из других элементов. Их детали микроскопические, но их свойства (коррозионная стойкость, твердость, прочность) существенно меняются.
• Основным компонентом нелегированных сталей является углерод, поэтому их еще называют углеродистыми. В зависимости от количества углерода (%) различают низкие (менее 0,25), высокие (0,6+) только углеродистые (0,25-0,6) сплавы.

Традиционные легирующие добавки для чугуна и стали: вольфрам, кремний, марганец, медь, хром, никель.

Во время обработки минералов они избавляются от азота, кислорода, серы, фосфора и других вредных примесей.

Самые известные виды легированных сталей — нержавеющие и оцинкованные.

Кокс

Кокс, как сырье, выполняет одновременно две функции: источник тепла и восстановитель минералов. Это дает ей почетное второе место в черной металлургии по значимости. Следовательно, промышленность черной металлургии ориентирует строительство заводов не только на месторождения соответствующих полезных ископаемых, но и на угольные месторождения.

Идеальным сочетанием считается «соседство» рудных и угольных месторождений, но такое бывает очень редко.

Специалисты извлекают металл из руды путем плавления сырья и отделения примесей и чистого металла в печи. Поэтому на начальном этапе кокс используется в качестве топлива для плавки руды. В последующем химическом процессе в доменной печи окись углерода способствует восстановлению минерала.

Физические и химические свойства кокса существенно влияют на производственный процесс.

Физико-химические свойства кокса

В зависимости от показателей основных критериев кокс делится на металлургический и литейный. Согласно стандарту кокс металлургический имеет следующие характеристики:

• остаток в барабане — 290-350 кг;
• влажность — не более 4%;
• размер кусков не менее 25 мм.
• летучие вещества — не более 1,5%;
• зола — 8-12%;
• сера — 0,9-2%;

Влага, зола и сера — примеси, содержание которых должно быть минимальным.

Переработка

В связи с увеличением оборота производства и покупательского спроса все больше организаций занимаются переработкой лома. Если не следить за отходами, скоро пострадают экология и люди, так как некоторые материалы опасны для здоровья и окружающей среды.

Возможна переработка черных и цветных металлов. Наиболее ценным сырьем для этого процесса являются батареи, аккумуляторы и бытовая техника. Обработка сырья включает несколько этапов:

1. Прием металлолома, взвешивание и оплата.
2. Сортировка в специальном месте по профилю и разновидности. Это наиболее трудоемкий и трудоемкий этап.
3. Разделение материала на мелкие фрагменты для удобной транспортировки и дальнейшей обработки.
4. Очистка от примесей вручную или с помощью специальных приспособлений.
5. Оплавление материала для повторного использования.

Доставка металла крупным компаниям позволяет снизить затраты. Именно эти организации в первую очередь влияют на экологическую ситуацию, так как потребители не производят отходы в таких масштабах.

Цветные и черные металлы используются практически во всех сферах жизни человека. Знание того, как их отличить друг от друга, позволит вам заранее учесть сильные и слабые стороны материала, а также заранее спланировать их переработку и повторное использование.

Характеристика отрасли черной металлургии

Важнейшими видами продукции черной металлургии являются горячекатаный и холодный прокат, стальные трубы и металлопродукция.

По производству основных видов продукции черной металлургии (сталь, чугун, железная руда, стальные трубы и др.) Наша страна занимает первое место в мире. Для развития отрасли у страны были все необходимые ресурсы.

В качестве сырья использовались железная руда, коксующийся уголь, огнеупорные материалы, металлическое и неметаллическое сырье для ферросплавов.

Сырьевая база черной металлургии включала множество компонентов (на тонну стали расходовалось около семи тонн сырья).

Само производство черной металлургии включает в себя добычу и первичную переработку сырья (обогащение), металлургическую границу и размещение отходов. Есть три вида металлургического производства:

1. Производство полного цикла, включая все стадии металлургического процесса, например, помимо подготовки сырья к плавке, различают производство чугуна (доменная печь), производство стали и прокатное производство.

2. Производство неполного цикла, представленного выплавкой стали или чугуна или прокаткой (например, прокатка труб, прокатка рельсов и т.д.).

3. Производство ферросплавов, например сплавов чугуна с легированными металлами (марганец, хром, никель и т.д.).

Металлургический комплекс играет важную роль в развитии экономики страны. Черная металлургия — одна из основополагающих отраслей тяжелой промышленности, отличающаяся высокой материалоемкостью и капиталоемкостью производства.

На долю черной и цветной металлургии приходится почти 90% от общего объема конструкционных материалов, используемых в промышленности.

На долю металлургических грузов приходится около 35% грузооборота железнодорожного транспорта, а промышленность потребляет 25% топливно-энергетических ресурсов, потребляемых российской промышленностью.

Современные крупные металлургические предприятия — это объединения, в которых, помимо производства не только чугуна, стали, проката, есть коксохимические предприятия, аглофабрики, химические заводы, производящие бензол, аммиак и другие химические вещества; производство минеральных удобрений, смол, фармацевтических препаратов, а также различных строительных материалов: бетона, блочных изделий, стеновых панелей.

В условиях рыночной экономики на крупных сталелитейных заводах созданы цеха по производству бытовой техники. Крупные металлургические комбинаты имеют собственную мощную энергетическую базу и источник водоснабжения.

Типология

Все металлы как простые вещества также можно разделить на три класса:

1. Чернить.
2. Цветной.
3. Ценный.

К цветным металлам относятся все, кроме драгоценных и железа. То есть это медь, ртуть, палладий, хром, никель, цинк, магний, кальций, алюминий, свинец, олово и так далее.

К драгоценным металлам относятся следующие:

• золото;
• серебряный;
• платина.

Основные виды сплавов

Разделение основано на составе и допустимом использовании. Помимо количества углерода учитывается процентное содержание других веществ. Сегодня черный металл представлен на рынке в следующих видах:

Чугун. Бывает бытовое, хозяйственное и производственное. Последний используется для производства прочных металлических конструкций, первые два — для изготовления деталей и изделий с уникальными свойствами. Они делятся на четыре типа:

• податливые (мягкие и прочные, предназначены для приготовления пищи);
• белый (стандартный карбон);
• высокая прочность (в составе используется шаровидный графит).
• серый чугун (с шаровидным графитом);

Серый чугун востребован в промышленном секторе. Ковкий и пластичный — варианты серого чугуна.

Сталь. Самый распространенный металл, широко применяемый в строительной индустрии. Применяется для изготовления металлоконструкций, деталей и бытовых изделий. Легированная углеродистая сталь обеспечивает высокую прочность и долговечность конструкций. Наиболее популярные варианты:

• вольфрам;
• хром;
• никель.
• молибден;

Легированная сталь также представлена ​​медными, магнитными, цинковыми и другими видами сплавов. Типы и соотношения веществ указаны на этикетке. Буквы обозначают тип вещества в составе, а цифры — процентное содержание.

Наша производственная компания предлагает поставки чугуна и стали в любом варианте. Покупка осуществляется в неограниченном количестве в четырех районах Москвы, что гарантирует удобство доставки. Также вы можете воспользоваться нашим транспортом для вывоза металлолома на выгодных условиях. При оптовых объемах экспорт бесплатный.

Марки нержавеющих сталей

следует сказать несколько слов о маркировке легированных сталей. В его основе — буквенно-цифровая система (ГОСТ 4543-71). Элементы сплава: марганец — G, кремний — C, хром — X, никель — H, вольфрам — B, ванадий — F, титан — T, молибден — M, кобальт — K, алюминий — U, медь — D, бор — R , ниобий — В, цирконий — С, азот — А .; Процентное содержание легирующего элемента указывается цифрой после соответствующего индекса. Сначала перед обозначением буквы ее пишут (регламентируется маркой) в виде числового значения, умноженного на 10 процентов содержания углерода в стали. Отсутствие цифры после индекса элемента означает, что его содержание меньше 1,5%. Качественные стали имеют в обозначении букву А, а особо качественные стали — букву Ш в конце.

Например, сталь 12Х2Н4А содержит 0,12% C, около 2% Cr, около 4% Ni и менее 0,025% S и P.

Главные различия между сталью и чугуном

1. Чугун остается магнитным, а сталь — в зависимости от того, какие примеси входят в состав.
2. Предметы из высокоуглеродистых сплавов весят больше, несмотря на высокую плотность стали до 7900 кг / м3.
3. Предметы из чугуна громоздки.
4. Сталь легко обрабатывается, из нее штампуют изделия, а чугун — сложный. Подходит для изготовления литых изделий.
5. Изделия из чугуна, в отличие от изделий из стали, не выдерживают ударов.
6. Чугунные изделия нагреваются медленно, но равномерно, остывают за 10 минут.
7. Чугун не требует закалки.

Сверление и шлифование — отличные способы узнать тип сплава. Достаточно просверлить небольшое отверстие, если у вас получится тонкая стружка, сформировавшаяся в хорошо гнущуюся длинну, то заготовка сделана из стали.

Чугун не пластичный, при сверлении предметов практически не образуется вьюн. Чипсы легко превращаются в порошок. При шлифовании чугунных сплавов искра короткая, красного цвета. При обработке стали искры желтые, почти белые, продолговатые.

Роль черной металлургии в промышленности

Как уже было сказано, продукция черной металлургии — это основа тяжелой промышленности.

Предприятия черной металлургии производят большую часть готовой продукции в виде чугуна и чугуна, мартеновской и конвертерной стали, а также готового проката, стальных и чугунных труб.

Производство ферросплавов также входит в отрасль черной металлургии и имеет важное значение для дальнейшего использования в легированных сталях.

Затем чугун плавится и обезуглероживается для производства сталей с различным содержанием углерода.

Большая часть стали производится в виде слитков, которые впоследствии подвергаются ковке и прокатке для получения профиля различного сечения:

• сортовой прокат;
• пустые места;
• специальные виды.
• бесшовные трубы;
• листовой металл;

Стальной профиль сортового проката используется непосредственно в конструкциях (мостах, перекрытиях зданий, железнодорожных рельсах). Наиболее распространены длинномерные изделия прямого употребления:

• канал;
• бренды;
• инъекция.
• i-ray;

Все перечисленные длинные названия продуктов доступны в широком диапазоне стандартных размеров.

Классические стальные трубы сварной конструкции производятся из листового металла.

Особые виды аренды включают сложные элементы, такие как:

• шестерни различного назначения.
• оси и колеса из железнодорожного материала;

Из профильного чугуна изготавливают верстаки различного назначения (металлообрабатывающие и деревообрабатывающие станки).

Перерабатывающие предприятия занимаются переработкой чугуна, металлолома, металлургических отходов. В настоящее время более половины продукции металлургического производства составляет конверсионный металл, полученный при переплаве и рафинировании металлолома.

Алюминий – это цветной или чёрный металл

Алюминий — самый распространенный цветной металл. По содержанию в земной коре он в 3,5 раза превосходит железо. Чистый алюминий и сплавы на его основе широко используются при производстве широкой номенклатуры изделий. В зависимости от их основного состава существует восемь систем алюминиевых сплавов:

• алюминий-магний;
• алюминий-медно-марганцевый;
• алюминий-цинк-магний и так далее

Все без исключения алюминиевые сплавы также относятся к группе цветных металлов. Кроме того, алюминий широко используется для легирования углеродистых сплавов (стали и чугуна) с целью придания им особых свойств. Это также относится к большинству других легирующих элементов из цветных металлов.

Где добывают руду черных металлов

К железным рудам относятся железные руды: красные, магнитные, коричневые. Это магнетит, гематит, лимонит. Коричневые железные руды привлекательны благодаря смесям ванадия, кобальта, марганца, никеля и других металлов.

Российские железорудные месторождения

Россия обладает крупнейшими в мире запасами железной руды, хотя содержание железа на тонну добытой руды ниже, чем в некоторых странах. Огромное и уникальное по содержанию железа (до 60%) месторождение гематита находится в Курской области. Это знаменитая Курская магнитная аномалия.

В бесценной минеральной копилке «Каменный пояс» есть месторождения магнетита (Магнитная, Благодать, Высокие горы). Магнетит есть на Кольском полуострове и в Сибири.

Основные месторождения лимонита (бурой железной руды):

• Керчь (Крым);
• Орско-Халиловское (Урал);
• Байкал.

Добыча руды осуществляется открытым (в карьерах) или закрытым (в шахтах) способами. Железная руда перерабатывается на металлургических заводах.

Свойства

Группа черных металлов включает железо и все его сплавы. На их долю приходится около 90% всего материала, используемого в народном хозяйстве. Они редки в природе, поэтому добывают материал при переработке железной руды. Основное отличие черных металлов в том, что они всегда содержат железо. Цветные его не содержат, обычно они также встречаются разного цвета. Отсюда и появилось такое название. Цветные металлы отличаются друг от друга техническими возможностями и составом, а черные металлы все похожи друг на друга, поскольку состоят в основном из железа.

Свойства черного металла проявляются только после изменения его состава, перечислим основные достоинства этого материала:

• бюджетный;
• легкая свариваемость;
• достаточный объем для промышленного использования.
• устойчивость к механическим повреждениям;
• высокая твердость;
• большая сила;

Благодаря этим качествам черный металл в основном используется в строительстве для строительства гражданских и промышленных сооружений. Здания выдерживают высокие нагрузки и имеют долгий срок службы.

Цветные металлы дороже из-за того, что их немного, но сплавы используются для изготовления устройств и изделий с ограниченными свойствами.

Свойства цветного металла:

• обладает высокой теплопроводностью;
• отходы этого материала пригодны для вторичной переработки;
• более пластичный и гибкий.
• весит легче черного металла;
• не подвергается коррозии;

Чёрные металлы: описание, месторождения, классификация и где применяются металлом

Определение черных металлов зависит от того, под каким углом рассматривается этот термин. С точки зрения физических свойств магнитно-химические элементы относятся к черным металлам. Между ними:

• никель;
• железо;
• гадолиний.
• кобальт;

С технической точки зрения определение черных металлов включает углеродистую сталь и нелегированный чугун. Граница между этими группами металлов определяется содержанием углерода в сплавах: менее 2,14% — сталь, 2,14% и более — чугун.

Нержавейка – это сплав черного и цветного металлов

Так что же такое нержавеющая сталь? Нержавеющая сталь цветная или черная? Наш ответ — ни то, ни другое.

Нержавеющая сталь — это сплав черных и цветных металлов. Из-за почти равного процентного содержания железа и различных цветных металлов этот сплав нельзя отнести к какому-либо конкретному типу.

В пунктах приема металлолома нержавеющая сталь обычно считается ломом цветных металлов. Из-за высокого содержания хрома и никеля, других цветных металлов лом нержавеющей стали просто нельзя отнести к черному лому, даже если он действительно содержит железо.

Цены на черный металл и нержавеющую сталь отличаются в основном тем, что цена черного металла рассчитана за 1 тонну, а цена на нержавеющую сталь — за 1 килограмм. Цветные металлы дороже, поэтому лом нержавеющей стали стоит примерно вдвое дешевле лома черных металлов.

невозможно однозначно сравнить спрос на нержавеющую сталь и черные металлы, поскольку они имеют разные области применения. Нержавеющая сталь используется в тех случаях, когда конструкция должна обладать высокой устойчивостью к коррозии и различным агрессивным средам.

Виды лома чермета по ГОСТ

Классификация проводится по следующим критериям:

1. Содержание углерода.
2. Наличие в составе легирующих элементов, улучшающих внешний вид и свойства изделий. В свою очередь связанный лом делится на 67 групп.
3. Качественный. По показателям качества отходов выделяют 28 групп.

Около 90% всех металлических изделий, производимых руками человека, составляют железо и его сплавы. Содержание углерода в металле позволяет понять, что перед нами: сталь или чугун.

Каждый из этих сплавов имеет свои особенности и используется для изготовления различных изделий. Остановимся на них подробнее.

Состояние и прогноз развития рынка черной металлургии по итогам янв. 2010 г

В мировой металлургической отрасли продолжается посткризисное восстановление, характерным для которого является ярко выраженная цикличность цен и спроса. В то же время по ряду показателей цен и производства уровни 2008 года уже достигнуты, но сезонный спад в сочетании с дисбалансом между спросом и предложением увеличивает нестабильность глобальных и региональных рынков.

Состояние мирового рынка

ЖЕЛЕЗО

Цена на руду выросла более чем вдвое по сравнению с минимумом прошлого года, а текущие спотовые цены на 80% выше контрактных цен для японских потребителей, установленных на 2009-2010 годы.

В этом контексте тройка ведущих экспортеров сырья железной руды / железной руды / считает справедливым рост стоимости поставок по контрактам в 2010-2011 годах не менее чем на 40.

Официально Китай и другие крупные потребители железной руды в Юго-Восточной Азии не готовы к такому подорожанию, но некоторые компании принимают условия экспортеров, ожидая еще большего удорожания сырья.

Мировое производство DRI / DRI / в 2009 г снизилось на 5,65% до 53,562 млн. Тонн, в декабре произошло увеличение на 28,9% до 4,902 млн. Тонн. 8,203 млн тонн /, Венесуэла / 5,508 млн тонн /, Саудовская Аравия / 4,623 млн тонн / и Мексика / 4,203 млн тонн /. Наибольшее сокращение производства зафиксировано в Бразилии, Аргентине и Канаде.

В Соединенных Штатах Steel Dynamics произвела первую партию DRI — гранулированного железа («самородки») в Месаби, штат Миннесота, которое будет использоваться в качестве сырья для ее сталелитейных заводов. В производстве используется технология ITmk3, разработанная Kobe Steel.

Бразилия в 2009 году обеспечивала 36% мирового экспорта полезных ископаемых. В декабре отгрузки увеличились на 11,7%, большая часть пришлась на Китай, Японию и Федеративную Республику Германия. Акционеры одобрили объединение двух железорудных филиалов в Вале, Mineracao Estrela de Apolo в Минас-Жерайсе и Mineracao Vale Corumba в Мату-Гросу-ду-Сул.

В Либерии отряд китайской провинции Хэнань в рамках совместного геологоразведочного проекта с China-Union Investment в Пекине обнаружил месторождение полезных ископаемых с вероятными запасами в 4 миллиарда тонн.

В Украине в 2009 году производство железной руды снизилось на 8,3% до 65,827 млн ​​тонн, при этом производство концентрата снизилось на 3,4%, до 54,853 млн тонн, руды — на 8,3% до 65,827 млн ​​тонн, железорудного обогащения. — на 12,9% до 55,28 млн т. Экспорт руды увеличился на 27,1% до 28,576 млн т.

В Казахстане в 2009 году добыча руды увеличилась на 4,2% до 22,298 млн тонн, окатышей снизилась на 11,1% до 6,182 млн тонн. ENRC в четвертом квартале 2009 года увеличила производство окатышей на 104% до 2,3 млн тонн.

Иран за 9 месяцев финансового года / с 21.03.2009 / увеличил экспорт руды и концентратов на 63% до 6,32 млн тонн, при этом 5,8 млн тонн было отгружено в КНР.

В 2009 году Китай увеличил импорт руды на 41,6 процента до 627,78 миллиона тонн, в декабре — на 22 процента до 62,2 миллиона тонн. На импорт приходится 70 процентов от общего потребления железной руды. Запасы руды в портах Китая увеличились до 67,42 млн тонн, в т.ч.

австралийское сырье — 22,23 миллиона тонн / 33 процента от общих запасов /, бразильское — 18,55 миллиона тонн / 27,5% /, индийское — 14,35 миллиона тонн / 21,3 процента/.

Развитие отечественного производства окатышей привело к снижению импорта агломерированного сырья на 22% за 10 месяцев 2009 года, тогда как за 11 месяцев 2009 года зарубежные поставки железной руды увеличились на 38%. При этом Hebei Gangtie Group в 2009 году увеличила запасы руды почти в 4 раза до 4,4 млрд тонн.

В ноябре Индия увеличила экспорт руды на 25% до 10,66 млн т. Tata Steel и NMDC подписали соглашение о совместном приобретении и разработке месторождения железной руды.

СТАЛЬ

По итогам 2009 года мировое производство снизилось на 8,27% до 1,219715 млрд тонн, при этом Китай увеличил производство на 13,11% до 567,842 млн тонн, Япония снизилась на 26,27% до 87,534 млн тонн, США — на 36,44% до 58,142 млн тонн, Индия — увеличился на 2,83% до 56,608 млн тонн, Ю.

Корея — снизилась на 9,14% до 48,598 млн т. В странах ЕС производство снизилось на 30% до 139,1 млн т. Степень загрузки производственных мощностей в мировой сталелитейной промышленности, которая в середине 2008 г достигла более 90%, в В декабре 2009 г он составлял всего 71,5%, тогда как в ЕС и США не превышал 55-65.

Производство нержавеющей стали в 2009 году составило 23,9 млн тонн.

В ЮАР подразделение Evraz Group SA — Highveld Steel & Vanadium в 4 квартале увеличило производство стали на 12% до 175 000 тонн.

В Украине производство стали в 2009 г снизилось на 17,4% до 29,757 млн ​​т. Из 36 доменных печей, фактически работающих в 2009 г., было задействовано 88-90% мощности, 21 конвертера — 90-95%, из 35 открытых доменных печей подовые печи — 45-46 процентов, из 15 электрических печей — 47 процентов.

Металлургическая компания «Донбасский индустриальный союз» продала 50% + 2 акции «группе российских инвесторов» во главе с владельцем швейцарского трейдера Carbofer и бывшим совладельцем Evraz А.Катуниным.

Арселор Миттал Кривой Рог в 2009 году сократил производство стали на 18,9% до 5,054 млн тонн.

Группы коррозионностойких сталей по структуре

Структура коррозионно-стойких сталей, их свойства и области применения определяются процентным содержанием углерода, составом и количеством легирующих добавок. По структуре нержавеющая сталь делится на несколько видов. Основные: ферритные, мартенситные, аустенитные. Есть промежуточные варианты.

Ферритная

К этой группе относятся низкоуглеродистые сплавы — С до 0,15%. Содержание хрома — до 30%. Объемная кристаллическая структура обеспечивает сочетание достаточно высокой прочности и пластичности. Ферритные нержавеющие стали относятся к ферромагнитным.

Основные особенности:

• хорошая коррозионная стойкость;
• способность к холодной деформации;
• относительно невысокая стоимость.
• основной вид термообработки — отжиг, снятие закалки;

Основная причина потери характеристик ферритных сталей — межкристаллитная коррозия (ICC), в результате которой происходит разрушение по краям зерен. Чтобы устранить это негативное явление, избегают резкого охлаждения металла от + 800 ° C, проводят стабилизирующий отжиг и находят оптимальный баланс между содержанием углерода и хрома. Склонность к МКЦ полностью устраняется введением карбидообразующих элементов — титана и ниобия.

Ферритные стали относятся к серии 400 по стандарту AISI:

• 430 и 440 — 15-18% С, никель отсутствует;
• 403-420 — содержание хрома 11-14%, никель отсутствует;
• 630 — содержит 3-5% никеля. Хорошо проработан, устойчив к коррозии в различных средах, по свойствам близок к 08Х18Н10.

Эти материалы используются при производстве широкого ассортимента труб, листов, профилей.

Таблица марок ферритных нержавеющих сталей по ГОСТ и AISI, основные области применения

Марка по ГОСТ 5632	Бренд AISI	Области использования
08X13	409	Столовое серебро
12X13	410	Емкости для жидких продуктов, содержащих спирт
12X17	430	Емкости для высокотемпературной обработки пищевых продуктов

Мартенситная

В эту группу входят металлы с содержанием хрома до 17%, углерода — до 0,5% (в некоторых случаях — выше). Мартенсит — это структура, полученная закалкой детали с последующим отпуском. Он отличается сочетанием высокой твердости, прочности, эластичности и коррозионной стойкости. Сплавы используются при производстве ответственных металлических изделий, предназначенных для работы в агрессивных средах. Это пружины, валы, ножи, фланцы. С увеличением содержания C в структуре появляется карбидная фаза, обеспечивающая высокую твердость и износостойкость. Выполнение низкого отпуска после закалки (+ 200… + 300 ° C) обеспечивает высокую твердость — 50-52 HRC, высокую (+ 500… + 600 ° C) — более низкую твердость (28-30 HRC) и более высокую вязкость. Закалка проводится при температуре + 950… + 1050 ° С.

Таблица марок мартенситных сталей по ГОСТ и AISI, их основные области применения

Марка по ГОСТ 5632	Бренд AISI	Области использования
20X13	420	Посуда
30X13
40X13
14Х17Н2 (мартенситно-ферритный)	431	Детали компрессорных агрегатов, оборудования, работающего в агрессивных средах и при низких температурах

Аустенитный класс

Этот широкий класс коррозионно-стойких сталей (по AISI — класс 300 и представитель класса 200 — AISI 201) обладает высокой коррозионной стойкостью, пластичностью в холодном и горячем состоянии, прочностью, хорошей свариваемостью, способностью без разрушения контактировать с азотной кислотой. Немагнетизм значительно расширяет досягаемость материала. Комбинация 18% Cr и 8% Ni экономически целесообразна. Если необходимо получить стабильное состояние аустенита, количество никеля увеличивают до 9%. Эти стали нестабилизированы и стабилизированы. Стабилизированная группа связана с титаном и ниобием, которые снижают склонность аустенитных марок к межкристаллитной коррозии.

Закалка проводится при температуре + 1050… + 1100 ° С с быстрым охлаждением, закрепляющим состояние насыщенного твердого раствора. Особенностью этой группы является отсутствие закалки при закалке. В данном случае данный вид обслуживания представляет собой смягчающую операцию, направленную на устранение эффектов наклепа. С той же целью можно использовать отжиг. Мелкие детали закаляются, твердые — отжигаются.

Таблица марок аустенитных сталей по ГОСТ и AISI, их основные области применения

Марка по ГОСТ 5632	Бренд AISI	Области использования
12Х18Н10Т	321	Технологические направления химической промышленности и нефтеперерабатывающих предприятий
08X18H10	304	Системы технологических трубопроводов в химической и пищевой промышленности, ограниченный ассортимент посуды, за исключением изделий для обработки горячих продуктов
08Х17Н13М2	316	Технологическое оборудование химической промышленности, использование в качестве пищевого материала
12Х15Г9НД	201	Резервуары и трубопроводы, контактирующие с органическими кислотами и умеренно агрессивными жидкостями

Краткие характеристики некоторых видов нержавеющих аустенитных сталей:

• 316 — демонстрирует самую высокую коррозионную стойкость среди широко используемых коррозионно-стойких сталей.
• 304 — обычный представитель этого класса. Хорошо поддается глубокой вытяжке, поэтому используется для изготовления объемных изделий. Он подвержен щелевой коррозии в жарких средах с высоким содержанием хлора, поэтому не рекомендуется для использования в морской воде и в отраслях, где используются чистящие составы на основе хлора.
• 201 — относительно недорогой аналог сталей 304 и 321. Он демонстрирует хорошие характеристики в умеренно агрессивных средах благодаря сбалансированному химическому составу и новым технологиям производства.
• 321 и 347 — улучшенные марки 304 с добавками ниобия или титана.

Комбинированные сплавы

Он сочетает в себе структуру и свойства аустенитно-мартенситной или аустенитно-ферритной категорий.

Аустенитно-ферритные стали содержат небольшое количество никеля, имеют высокое содержание хрома (более 20%), сплав изготавливается из ниобия, титана, меди. После термической обработки соотношение феррита и аустенита становится равновесным. Такие сплавы прочнее аустенитных, отличаются пластичностью, стойкостью к межкристаллитной коррозии. Они хорошо выдерживают ударные нагрузки.

Металлы аустенитно-мартенситной группы с содержанием хрома в пределах 12-18%, никеля в пределах 3,7-7,5%. Могут использоваться алюминиевые добавки. Упрочнение проводят закалкой при температуре выше 975 г. С, и последующий отпуск при температуре 450-500 гр. C. У них повышенный предел текучести: характеристика, указывающая на напряжение, при котором продолжается рост деформации без увеличения нагрузки. Сплавы обладают хорошей свариваемостью и хорошими механическими свойствами.

Черные металлы — какие к ним относятся?

В этот класс входят:

• титан;
• марганец;
• щелочные металлы.
• актиниды и уран (торий, плутоний, нептуний и другие);
• железо и все его сплавы;
• хром;
• вольфрам;
• ванадий;

То есть из всего многообразия этих веществ доля черных металлов самая маленькая. Кроме того, в земной коре и недрах чаще всего встречаются не самые распространенные (за исключением железа.

Но хотя черные металлы представлены таким небольшим количеством элементов, они очень распространены и громоздки в производстве и переработке. Многие изделия, детали, аксессуары изготавливаются из железа и его сплавов.

Черная металлургия достаточно обширна и востребована во всем мире. Добыча и переработка железа — одна из самых передовых технических и экономических задач во многих странах мира, в том числе в России.

Технология получения продукции

Продукция получается на металлургических заводах из двух источников: руды (первичное производство) и металлолома (способ вторичной переработки).

Первичное производство

Источником получения черных металлов является железная руда.

С месторождения он отправляется на металлургические заводы, где подвергается переработке в несколько этапов:

1. В доменную печь загружается сырье. Добавьте кокс, известняк.
2. Смесь переплавляют.
3. Железо поглощает углерод. После затвердевания он становится очень твердым, но хрупким. Это чугун.
4. Часть чугуна отправляется на переработку и изготовление изделий.
5. Основная масса отправляется в сталеплавильную печь.
6. Здесь сжигается излишек углерода. Получается сталь.

Из литья формируются слитки, прокат, слитки и другие виды заготовок для промышленности.

Чугун, отлитый в виде слитков

Второй способ — кислородный конвертер. Процесс происходит в конвертере — сталеплавильной печи, выложенной изнутри огнеупорным кирпичом. Здесь избыток углерода и другие примеси чугуна подвергаются воздействию кислорода. То есть он продувается через чугунную матрицу под давлением.

Процессы происходят при температуре в тысячи градусов по Цельсию. Они не очень совместимы с окружающей средой, так как загрязняют атмосферу, воду и почву.

Вторичная переработка

Вообще говоря, черный металлолом — это низкокачественные изделия из чугуна или стали, утратившие свои первоначальные свойства.

Ассортимент широк:

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

Лом черных металлов — необходимое сырье. На пункты сбора доставляется все, от фишек до крупных конструкций.

Это разнообразие потребовало классификации черных металлов по ГОСТ. Виды лома описаны ГОСТом РФ № 2787-75, н. 278-86 (читать ГОСТ 2787-75).

Цена на черные металлы обыкновенных стандартов по сравнению с цветными металлами невысока — 8-20 рублей за кг. Стоимость изделий смешанного состава, например, хромистой стали, в четыре — пять раз больше.

Учитывая массу изделий (чугунные радиаторы отопления, ванны, заборы), можно заработать даже на простом ломе. Заодно освобождает пространство от мусора.

Переработка лома также выгодна производителям. Процесс в пять раз дешевле, чем получение продукта из руды. Выбросы значительно снижаются, что означает штрафы за загрязнение окружающей среды.

Применение чермета

Черные металлы используются во многих отраслях промышленности. Причина такой популярности — их основные свойства — дешевизна, высокая прочность, универсальность качеств.

Ни одна промышленность не живет без черных металлов и их сплавов.

На удивление, существует более 2000 наименований стали.

Производство стали в мире растет, и большая часть металла потребляется «азиатскими тиграми».

Сфера применения вторичных черных металлов

Благодаря современной технологии обработки из вторичных черных металлов производятся высококачественные изделия, которые ни в чем не уступают аналогам из минерала.

Переплавленное сырье не хуже первичного (полученного из руды), поэтому переплавленный металл используется повсеместно.

Практически все изделия можно изготавливать из переработанных материалов, что очень выгодно для всей металлургической промышленности.

Ремесленники часто используют лом черных металлов для изготовления полезных предметов домашнего обихода.