Khoa học

Thép là gì? »Định nghĩa và ý nghĩa của nó

Mục lục:

Anonim

Thép là kim loại có nguồn gốc từ hợp kim giữa sắt và cacbon. Nó được đặc trưng bởi sức đề kháng của nó và vì nó có thể làm việc nóng, tức là chỉ ở trạng thái lỏng. Vâng, một khi nó cứng lại, việc xử lý nó gần như không thể. Đối với hai nguyên tố tạo nên thép (sắt và cacbon), chúng được tìm thấy trong tự nhiên, vì vậy nó là tích cực khi nó được sản xuất trên quy mô lớn.

Thép là gì

Mục lục

Về cơ bản, thép là hợp kim hoặc sự kết hợp của sắt và cacbon, về cơ bản nó là sắt tinh luyện cao (hơn 98%), quá trình sản xuất nó bắt đầu bằng việc khử sắt (sản xuất gang), sau đó trở thành kim loại được đặt tên. Nó đề cập đến yếu tố mà vũ khí có viền được tạo ra từ thời cổ đại, trong từ nguyên của nó, từ này được bao gồm từ "aciarĭum" trong tiếng Latinh, của "acĭes" hoặc filo và lần lượt là "akē" trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là tiền boa.

Lịch sử thép

Người ta không biết chính xác niên đại mà kỹ thuật nấu chảy quặng sắt được phát hiện, tuy nhiên, người Hy Lạp, thông qua quá trình xử lý nhiệt, làm cứng vũ khí bằng sắt là vào năm 1.000 trước Công nguyên.

Các nghệ nhân đầu tiên làm việc với sắt, tạo ra hợp kim mà ngày nay sẽ được phân loại là sắt rèn, điều này được thực hiện thông qua một kỹ thuật bao gồm đốt nóng một khối khoáng chất của sắt và than được trộn trong một lò lớn với sức kéo cưỡng bức, điều này Cách này là quặng đã được khử thành một khối lượng sắt kim loại chứa đầy xỉ, tức là các tạp chất kim loại, cùng với tro than.

Khối lượng sắt này được gia công trong khi vẫn còn nóng đỏ, dùng búa nặng đập vào nó để loại bỏ xỉ. Đôi khi, kỹ thuật sản xuất này vô tình tạo ra thép thật thay vì sắt rèn.

Sau đó, từ thế kỷ 14, kích thước của các lò luyện sắt đã tăng lên đáng kể. Trong những lò lớn hơn, quặng sắt từ trên cùng của lò được khử thành sắt kim loại và sau đó hấp thụ nhiều cacbon hơn như một kết luận của các chất khí, sản phẩm của các lò này được gọi là gang, đây là quá trình đầu tiên thu được nguyên tố..

Sau đó, Carl Wilhelm Siemens vào năm 1857 đã tạo ra một phương pháp, trong đó kim loại có thể được tạo ra dựa trên quá trình khử cacbon của công dụng của sắt hoặc oxit sắt là sản phẩm của quá trình nung nóng.

Năm 1865, thép có 25% và 35% niken đã được sản xuất với số lượng rất hạn chế, giúp chống lại tác động của độ ẩm trong không khí tốt hơn nhiều, mặc dù chúng được sản xuất quy mô rất nhỏ. Kể từ đó, và cho đến năm 1900, hợp kim crom đã được nghiên cứu, giúp cải thiện khả năng chống ăn mòn của thép.

Sau đó, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trên các hợp kim với crom và niken, đó là lúc có thể nói rằng thép không gỉ mà chúng ta biết ngày nay xuất hiện.

Vì vậy, không gỉ không phải là một kim loại đơn giản, mà là một hợp kim, có vật liệu chính là sắt, có một tỷ lệ nhỏ cacbon được thêm vào. Nhờ đó, một vật liệu rắn chắc đạt được và chống lại các tác nhân bên ngoài có thể làm xấu đi.

Ngày nay, thép không gỉ có vô số ứng dụng và bao quanh chúng ta trong thực tế mọi lĩnh vực của cuộc sống, nhưng nó cũng có mặt rất nhiều trong lĩnh vực công nghiệp, là một phần rất quan trọng trong các thiết bị của dược phẩm, hóa dầu và nhà máy. xử lý chất lỏng, bể chứa. container, trong số nhiều loại khác.

Đặc tính thép

Thép có những đặc tính quan trọng và thiết yếu cho phép nó được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, trong xây dựng nhà ở và vô số nguyên tố. Trong số các đặc điểm cơ bản của nó là:

Các thành phần

Về mặt cấu tạo thép, sắt và các nguyên tố khác như cacbon, mangan, phốt pho, niken, lưu huỳnh, crom và nhiều nguyên tố khác là cơ bản. Sự thay đổi trong thành phần là nguyên nhân dẫn đến nhiều loại và thuộc tính.

Tỉ trọng

Mật độ trung bình của nó là 7850 kg / m³. Tùy thuộc vào nhiệt độ, nó có thể co lại, nở ra hoặc nóng chảy. Điểm nóng chảy phụ thuộc vào loại hợp kim và tỷ lệ phần trăm của các nguyên tố hợp kim.

Ăn mòn

Có sự ăn mòn và mài mòn do tiếp xúc liên tục với các yếu tố khí hậu hoặc bên ngoài gây ra sự thay đổi thành phần điện của vật liệu và do đó làm cho phân tử và hạt bị hư hỏng.

Độ dẫn nhiệt

Nó có độ dẫn điện cao. Mặc dù nó phụ thuộc vào thành phần của nó, nó là khoảng 3 · 106 S / m.

Thép các loại

Điều này có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của con người, vì nó phổ biến trong đồ dùng, dụng cụ và thiết bị cũng như trong các cấu trúc của ngôi nhà và công trình hiện đại, tất cả phụ thuộc vào loại của nó:

Thép mạ kẽm

Nó là kết quả của sự kết hợp giữa tính chất bền cơ học của kim loại và tính chất chống ăn mòn của kẽm. Loại này được sử dụng để xây dựng, sản xuất các kết cấu lớn, trong thông tin liên lạc, điện và giao thông.

Thép không gỉ

Nó là loại được đúc, bao gồm crom và niken, làm cho nó sáng bóng và chống ăn mòn ngay cả khi tiếp xúc với độ ẩm.

Thép xây dựng

Đầu tiên, quặng sắt thô được nghiền và phân loại. Sạc trong lò cao, phản ứng tạo thành bắt đầu loại bỏ tạp chất. Nó được chiết xuất và đun nóng nhiều hơn để cho phép bao gồm các chất khác, chẳng hạn như mangan, sẽ tạo ra các đặc tính khác nhau cho thành phẩm.

Thép bình tĩnh

Loại này được khử oxy hoàn toàn trước khi đúc, bằng cách thêm kim loại.

Thép giả

Đây là loại đã được sửa đổi về hình dạng và cấu trúc bên trong, thông qua việc áp dụng kỹ thuật rèn được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại. Nó có độ xốp bề mặt ít hơn, cấu trúc hạt mịn hơn, độ bền kéo và mỏi, và độ dẻo cao hơn bất kỳ quá trình xử lý nào khác.

Thép cán

Nó là vật liệu đã đi qua các con lăn ở nhiệt độ rất cao, trên 1.700 ° F, vượt quá nhiệt độ kết tinh lại của hầu hết kim loại. Điều này giúp dễ tạo khuôn và tạo ra các sản phẩm dễ gia công hơn.

Ứng dụng thép

Đảm bảo rằng vật liệu này có tầm quan trọng hàng đầu trong chức năng của con người, vì không có vật liệu nào khác kết hợp các đặc tính của nó như: sức đề kháng, độ dẻo và tính linh hoạt.

Tuy nhiên, việc sử dụng thép phổ biến trong việc xây dựng máy móc, công cụ, đồ dùng, thiết bị cơ khí, thiết bị điện và trong các kết cấu của nhà ở, tòa nhà và công trình công cộng. Ngoài ra còn có các công ty xây dựng đường sắt và đầu máy toa xe. Để sử dụng trong xây dựng, nó được phân phối trong các cấu hình kim loại có các đặc tính khác nhau tùy thuộc vào hình dạng và kích thước của chúng, đặc biệt được sử dụng trong dầm hoặc cột thép.

Tôn cũng là loại tôn được sử dụng cho kết cấu bê tông cốt thép. Chúng là những thanh có đường kính khác nhau có hình chiếu. Nó được sử dụng trong các cấu trúc, cách nhiệt, tấm ốp, gác lửng, mái nhà và lớp hoàn thiện. Việc sử dụng nó là rất cần thiết do sức đề kháng lớn hơn, nó không bị co lại hoặc biến dạng. Có khả năng chống chịu tốt hơn các vật liệu khác trong động đất, gió và lửa, giúp loại công trình này an toàn hơn rất nhiều.

Cần lưu ý rằng có một thép ký hiệu liên kết với các đặc tính cụ thể để sản xuất các sản phẩm khác nhau. Do đó, đối với kết cấu bằng kim loại, chúng được ký hiệu bằng chữ S (thép) theo sau là một số cho biết giá trị quy định nhỏ nhất của giới hạn đàn hồi tính bằng MPa (1 MPa = 1N / mm2), đối với khoảng độ dày cộng ít. Các ký hiệu bổ sung được chia thành nhóm 1 và nhóm 2. Nếu các ký hiệu trong nhóm 1 không đủ để mô tả đầy đủ, có thể thêm các ký hiệu bổ sung vào nhóm 2. Chỉ nên sử dụng các ký hiệu trong nhóm 2 cùng với các ký hiệu trong nhóm 1 và nên đứng sau họ. Ví dụ: S355xyz (ký hiệu bổ sung).

Câu hỏi thường gặp về thép

Thép là gì?

Nó là hỗn hợp của một kim loại như sắt và một kim loại như cacbon, có thể xuất hiện với các tỷ lệ khác nhau nhưng không bao giờ quá hai phần trăm tổng trọng lượng của sản phẩm cuối cùng.

Thép gồm những kim loại nào?

Các kim loại có trong nguyên tố là:
  • Nhôm
  • Boron
  • Coban
  • Trình duyệt Chrome
  • Tin
  • Mangan
  • Molypden
  • Niken
  • Silicon
  • Titan
  • Vonfram hoặc vonfram
  • Vanadium
  • Kẽm

Thép để làm gì?

Sản xuất thép được dùng làm nhà, thép tấm để gia cố công trình, mặt dựng, v.v. Tương tự như vậy, trong ngành vũ khí hạng nặng và xe bọc thép. Trong sản xuất công cụ, đồ dùng, thiết bị cơ khí, máy công nghiệp và máy nông nghiệp. Công nghiệp ô tô, trục khuỷu, trục truyền động hộp số, và các ngành công nghiệp khác.

Các loại thép là gì?

Có nhiều loại, đó là:
  • Cắt
  • Sợ hãi
  • Gợn sóng
  • Mạ kẽm
  • Không gỉ
  • Gia công
  • Carbon
  • Hợp kim
  • Ngọt
  • Sủi bọt
  • Vẽ lạnh
  • Cấu trúc
  • Phong hóa
  • Mềm mại
  • Đen

Làm thế nào để thu được thép?

Sắt được nấu chảy trong lò, được đổ để giảm tạp chất. Sau đó, oxy tinh khiết 99% được bơm vào. Vôi được trộn tạo thành cặn có tác dụng hấp thụ các tạp chất còn lại. Cuối cùng nó được tinh chế trong lò thêm các sản phẩm hợp kim để tạo ra các đặc tính mong muốn.