Сталь

Сталь (от нем. Stahl) — сплав железа с углеродом (и другими элементами), содержащий не менее 45 % железа и в котором содержание углерода находится в диапазоне от 0,02 до 2,14 %, причём содержанию от 0,6 % до 2,14 % соответствует высокоуглеродистая сталь. Если содержание углерода в сплаве превышает 2,14 %, то такой сплав называется чугуном. Углерод придаёт сплавам прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость.

Стали с очень высокими упругими свойствами находят широкое применение в машино- и приборостроении. В машиностроении их используют для изготовления рессор, амортизаторов, силовых пружин различного назначения, в приборостроении — для многочисленных упругих элементов: мембран, пружин, пластин реле, сильфонов, растяжек, подвесок.

Пружины, рессоры машин и упругие элементы приборов характеризуются многообразием форм, размеров, различными условиями работы. Особенность их работы состоит в том, что при больших статических, циклических или ударных нагрузках в них не допускается остаточная деформация. В связи с этим все пружинные сплавы, кроме механических свойств, характерных для всех конструкционных материалов (прочности, пластичности, вязкости, выносливости), должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям. В условиях кратковременного статического нагружения сопротивление малым пластическим деформациям характеризуется пределом упругости, при длительном статическом или циклическом нагружении — релаксационной стойкостью.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Молибдена в теплоустойчивых сталях содержится от 0,15 до 0,8 %, в сталях, работающих при высоких температурах, и ударных нагрузках, – 3,5 %. Молибден способствует измельчению кристаллических зерен, повышению прочности и ударной вязкости стали, но ухудшает свариваемость стали, так как способствует образованию трещин в металле шва и в зоне термического влияния. В процессе сварки легко окисляется и выгорает. Поэтому требует специальных мер для надежной защиты от выгорания при сварке.

Илья Мельников, Cварка легированных сталей, 2012

Азот является вредной примесью стали, так как, повышая прочность и твердость, он вместе с этим значительно снижает пластичность и вязкость металла. Устраняют влияние азота на качество сварного шва хорошей защитой зоны дуги от атмосферного воздуха. Кроме того, применяют сварочные материалы, содержащие алюминий, титан и другие элементы, которые образуют нитриды, выходящие в шлак или менее снижающие качество шва.

Илья Мельников, Металлургические процессы при сварке, 2012

Однако существуют и металлографические способы для определения фосфора в железе (травление шлифов реактивами Стэда, Оберхофера). Использование метода специального травления в применении к коллекции ананьинского железа показало, что фосфор в металле практически отсутствует. В пользу этого наблюдения говорит и повышенная мягкость структурных составляющих железа (микротвердость феррита колеблется в пределах 105–143 кг/мм2), тогда как в металле с высоким содержанием фосфора микротвердость обычно достигает 254–350 кг/мм2. Низкое содержание фосфора способствовало науглероживанию железа уже в ходе сыродутного процесса (как известно, фосфор препятствует распространению углерода в феррите). Именно поэтому среди предметов из ананьинских памятников мы почти не фиксируем чисто железных предметов – в большинстве случаев это неравномерно науглероженная сырцовая сталь.

В. И. Завьялов, История кузнечного ремесла финно-угорских народов Поволжья и Предуралья: К проблеме этнокультурных взаимодействий, 2009

Поделочным материалом в производстве ножей служили железо, сырцовая и высокоуглеродистая сталь. И железо, и сырцовая сталь характеризуются сильной загрязненностью шлаковыми включениями (рис. 2, В). Однако кузнецы не стремились улучшать качество металла основы клинка с помощью длительной проковки, а сосредотачивали свое внимание на изготовлении качественного лезвия, на которое шла, как правило, высокоуглеродистая сталь (рис. 3, В—Г). Отличительной чертой сырцовой стали, т. е. стали, полученной в ходе металлургического процесса, было крайне неравномерное содержание и распределение углерода. В отличие от сырцовой сталь с высоким содержанием углерода получали с помощью специального приема, заключающегося в дополнительном науглероживании заготовок в герметически закрытых сосудах с углеродосодержащим материалом (древесный уголь, кость и т. п.). Такая сталь очень ценилась, ею дорожили и использовали только на ответственные (рабочие) части орудий.

В. И. Завьялов, Русское кузнечное ремесло в золотоордынский период и эпоху Московского государства

Г?ЗОВАЯ СВ?РКА, соединение деталей с нагревом (плавлением) мест сварки газовым пламенем, получаемым при сжигании различных горючих веществ в кислороде. Различают водородно-кислородную, бензино-кислородную, ацетилено-кислородную и другие виды сварки. Наибольшее промышленное применение получила ацетилено-кислородная сварка. В отличие от электрической дуги или других источников энергии, газовое пламя нагревает материал медленнее и более плавно. Это определяет целесообразность применения газовой сварки для соединения деталей из чугуна, инструментальных сталей, когда нужны подогрев или медленное охлаждение в процессе соединения металла. Для газовой сварки не требуется сложного оборудования (используются сварочные горелки и газ из баллона), поэтому этот способ сварки часто применяется при ремонтных работах. Разновидностью газовой сварки является газопрессовая сварка, производимая с осадкой (сдавливанием) после нагрева соединяемых частей – труб, рельсов и т. п.

Александр Павлович Горкин, Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)

Смола бакелит могла становиться мягкой при нагревании, но при дальнейшем увеличении температуры становилась твердой и нерастворимой субстанцией, прочной, с превосходными электроизоляционными свойствами, устойчивой к высоким температурам и воздействию химикатов. Из-за этого материал стал очень важным для применения в различных сферах, главным образом как замена эбонита (твердого каучука) и янтаря в электротехнической отрасли и промышленной графике в тех областях, где их использование давало неудовлетворительный результат. Например, в изготовлении системы зажигания для автомобилей бакелит послужил очень полезным материалом для изготовления такой необходимой её части, как распределительная головка. До появления бакелита для литья распределительных головок использовали эбонит, что приносило проблемы всякий раз, когда окружающие условия приводили к нагреванию головок. Распределительные головки, отлитые из бакелита, были прочными и не меняли своих свойств при изменении температуры.

Илья Кулибин, Говорящие фамилии. Имена и фамилии, ставшие нарицательными и перешедшие в названия, 2018

Сварка при низких температурах отличается следующими основными особенностями. Стали изменяют свои механические свойства – понижается ударная вязкость и уменьшается угол загиба, ухудшаются пластические свойства и несколько повышается хрупкость, а отсюда склонность к образованию трещин. Это особенно заметно у сталей, содержащих углерод более 0,3 %, а также у легированных сталей, склонных к закалке. Металл сварочной ванны охлаждается значительно быстрее, а это приводит к повышенному содержанию газов и шлаковых включений и, как следствие, – к снижению механических свойств металла шва. В связи с этим установлены следующие ограничения сварочных работ при низкой температуре. Сварка металла толщиной более 40 мм при температуре О°С допускается только с подогревом. Подогрев необходим для сталей толщиной 30-40 мм при температуре ниже -10° С, для сталей толщиной 16-30 мм при температуре ниже -20 °С и для сталей толщиной менее 16 мм при температуре ниже -30 °С.

И. В. Мельников, Технология ручной дуговой сварки, 2012

Сейчас все металлы принято делить на черные и цветные. Черные – это различные металлические соединения и сплавы железа. Наиболее распространены из них чугун и сталь. Именно черные металлы составляют 95 % всей продукции мировой металлургии. Впрочем, по прогнозам некоторых ученых, эта цифра может существенно уменьшиться: развитие техники может сделать XXI век не «железным», а скорее «алюминиево-титаново-пластиковым». Все большее распространение получают легкие и прочные сплавы, композитные и синтетические материалы. Однако народным умельцам скорее всего и через сто лет придется иметь дело с «железками». Сталь, в зависимости от марок и добавок, может иметь самые различные свойства, достаточно хорошо обрабатывается и не слишком дорого стоит.

Н. Г. Коршевер, Работы по металлу, -1

Поверхностные и внутренние поры возникают вследствие попадания в металл шва газов (водород, азот, углекислый газ и др.), образовавшихся при сварке. Водород образуется из влаги, масла и компонентов покрытия электродов. Азот в металл шва попадает из атмосферного воздуха при недостаточно качественной защите расплавленного металла шва. Оксид углерода образуется в процессе сварки стали при выгорании углерода, содержащегося в металле. Если свариваемая сталь и электроды имеют повышенное содержание углерода, то при недостатке в сварочной ванне раскислителей и при большой скорости сварки оксид углерода не успевает выделиться и остается в металле шва. Таким образом, пористость является результатом плохой подготовки свариваемых кромок (загрязненность, ржавчина, замасленность), применения электродов с сырым покрытием, влажного флюса, недостатка раскислителей, больших скоростей сварки.

И. В. Мельников, Контроль качества сварки, 2012

Химическую очистку радиатора нельзя производить любым травящим реактивом, поскольку среди них есть такие, которые взаимодействуют с металлом и разрушают его. В системе охлаждения двигателя применяются различные по своим свойствам металлы. Так, радиатор выполняется из латуни или оцинкованной стали, головка блока двигателя из алюминиевого сплава, а блок цилиндров из чугуна или алюминиевого сплава. При очистке реакция должна происходить между накипью и химическим реактивом без воздействия на металл. Промышленные реактивы для удаления накипи представляют собой химические вещества, применяемые для этой цели. Их добавляют в воду радиатора и включают двигатель. Время работы двигателя определяется инструкцией изготовителя реактива. После остановки двигателя из системы охлаждения спускают жидкость и тщательно ее промывают.

М. С. Ильин, Кузовные работы: Рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка, -1

Сера (S) при сгорании выделяет большое количество теплоты, однако сернистые соединения при взаимодействии с расплавленными или нагреваемыми металлами ухудшают их качество: продукты горения, содержащие сернистые соединения, повышают коррозию металлических деталей печей, сталь, насыщенная серой, обладает повышенной красноломкостью. Сера обычно входит в состав углеводородов (до 4% и более).

Наталья Бурханова, Теплотехника, -1

Теплопроводность алюминия и чугуна может быть существенно уменьшена путем использования относительно новой технологии для автомобильной индустрии: покрытия из тепловых барьеров. Эти высокотехнологичные изолирующие материалы с толщиной порядка 0,4 мм могут серьезно уменьшить теплопроводность. Их использование в последние годы стало достаточно распространенным, и, без сомнения, они работают.

Игорь Скрипник, Тюнинг автомобиля своими руками, 2012

Показана возможность сохранения надлежащего уровня катодной защиты протекторных покрытий при снижении содержания в них цинка ниже критического путем замены 1 % цинкового порошка на наноцинк. Общее содержание жертвенного металла обеспечивающее катодную защиту стали, снижается до 60 %.

Коллектив авторов, 100-летию академика П.А. Кирпичникова. Научная сессия (5-8 февраля 2013 г.), 2013

Куют изделия из стали в нагретом состоянии, когда металл становится пластичным и лучше поддается деформации. У каждого сорта стали существует определенный интервал температур начала и конца ковки, зависящий от химического состава и структуры обрабатываемого металла. В среднем температура начала ковки 1100 – 1300, конца – 800 900°С.

И. В. Мельников, Художественная обработка металла. Ковка, 2013

Некоторые люди используют фильтры для воды. Это правильный путь, ведь воду надо очистить от таких веществ как хлор, тригалогенметаны, органические химикалии, полиароматические углеводороды, свинец, алюминий, кадмий и фторид. Вот только фильтры промышленного производства, доступные по цене, тоже не гарантируют 100 % очищения воды от примесей, которых в ней быть не должно. Однако отказываться от такой фильтрации не следует, пусть это станет первой ступенью преображения воды. Запомните: фильтры, которые вы используете, прежде всего не должны содержать синтетических материалов очистки. Существуют фильтры, очищающие воду при помощи двух разных минералов различных фракций, либо фильтры, изготовленные на основе активированного растительного угля с элементами серебра. Используя их один после другого, можно получить воду с высокой степенью механической очистки и обеззараженную серебром. К сожалению, все фильтры имеют одни и те же недостатки:

Даниил Смирнов, Очищение водой, 2010

К сожалению, пакеты присадок обычных автомобильных тосолов не рассчитаны на длительную и интенсивную эксплуатацию в бытовых системах отопления. Поэтому в 1990-х гг. несколькими отечественными компаниями разработано и начато производство специальных антифризов, которые можно использовать в качестве теплоносителей в системах отопления. Основой для них, как и для тосола, стала смесь воды и этиленгликоля, однако пакет присадок изменен таким образом, чтобы теплоноситель удовлетворял следующим основным требованиям: низкие коррозийная активность и пенообразование, предотвращение образования накипи на стенках трубопровода и ее легкое удаление.

С. Е. Беликов, Незамерзающие теплоносители, 2013

Тигельные индукционные плавильные печи используются для выплавки драгоценных металлов, меди, алюминия, магния, стали, чугуна. Емкость тигля может иметь объем от нескольких килограммов до нескольких сотен тонн. Сама печь может быть вакуумной, открытой, компрессионной, газонаполненной. Для питания печей используются токи низкой, средней и высокой частоты.

Коллектив авторов, Большая энциклопедия техники, 2009

Сварка в углекислом газе, благодаря его дешевизне, получила широкое применение при изготовлении и монтаже различных строительных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей.

И. В. Мельников, Теxнология дуговой сварки в защитных газах, 2012

Металл (обычно сталь, иногда медь и алюминий) также относится к строительным материалам и применяется весьма широко благодаря его высоким прочностным, технологическим и эксплуатационным качествам. Сварные каркасы для душа и туалета считаются прогрессивным способом строительства. Обычно используют профилированный металл (в виде уголков, двутавровых балок, полос, круглой стали и пр.) и листовую сталь.

Е. В. Доброва, Практичный летний душ и туалет на даче, 2012

На восприятие усилий она не рассчитывается. Хомуты служат для предохранения от разрушения бетона по косым трещинам в балках около железобетонных опор, а также для образования каркасов из отдельных стержней. Распределительная арматура и хомуты сохраняют расчетное расстояние между рабочими стержнями, а в сварных металлических конструкциях улучшают также анкеровку рабочей арматуры в бетоне. Арматурная сталь и бетон обладают близкими по величине коэффициентами линейного расширения, поэтому изменения температуры железобетонной конструкции не приводят к нарушению сцепления арматуры с бетоном и не оказывают влияния на прочность конструкции. В то же время бетон, обладающий меньшей теплопроводностью, чем сталь, защищает ее от резких колебаний температуры: предохраняет арматуру от коррозии (ржавления), так как создает вокруг стержней слой, защищающий сталь от воздействия влаги и вредных газов (см. рис. 10). Часто для выполнения фундаментов при строительстве домов и других сооружений используются фундаментные блоки заводского изготовления (ФБС-3, 4, 5). На эти блоки изготовителем выдается сертификат качества, в котором указывается предельная нагрузка (в тоннах на блок). Вышеприведенная формула дает ориентировочный расчет. Точные расчеты по арматурным работам (а также по строительным вообще) намного сложнее. Например, для арматурной стали, применяемой в строительстве, наиболее характерна работа под действием растягивающих нагрузок, поэтому очень важно знать прочность ее растяжения. Прочность арматурных сталей на растяжение характеризуется временным сопротивлением разрыву и пределом текучести.

В. С. Алексеев, Универсальный справочник строителя, 2013

Известно, что в США 95 % всех упаковочных алюминиевых банок выпускается из вторичного сырья, что позволяет экономить порядка 5 % электроэнергии, затрачиваемой на производство из природного сырья, а также существенно снизить его расход. В Германии путем рециклинга получают 75 % всей стали, 33 % меди, 17 % алюминия, 50 % свинца, 33 % цинка. В большинстве стран действуют целевые государственные программы, поддерживающие, ориентирующие и субсидирующие малый и средний бизнес на сбор, сортировку, транспортировку и переработку отходов. Кроме того, эти программы также направлены на экономическую и моральную заинтересованность населения в разделении твердых бытовых отходов при их удалении из жилой зоны.

Е. Е. Григорьева, Экология городской среды, 2015

Применение склеивания в машиностроении и приборостроении позволяет в ряде случаев повысить производительность труда, сэкономить дорогостоящие материалы и добиться повышения надежности изделий. При изготовлении инструментов из твердых сплавов или синтетических сверхтвердых материалов применение склеивания модифицированными эпоксидными и фенольными клеями вместо пайки и сварки на 30–40 % снижает расход твердых сплавов и на 50–60 % – расход быстрорежущих сталей. Кроме того, склеивание повышает стойкость инструмента в 1,5–4 раза и улучшает качество обработанной поверхности.

З. И. Сафина, Технология склеивания изделий из композиционных материалов, 2014

В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его в сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т передельного чугуна выделяются 2,7 кг сернистого газа и 4,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

М. А. Краснова, Полный справочник санитарного врача, 2013

Пилы из молибденовой стали могут работать при температуре в зоне резания до 600?С, тогда как ленточные пилы из углеродистой стали теряют твердость при температуре 200?С.

И. В. Мельников, Жестяницкие работы. Разрезание и гибка труб. Гибка деталей и профилей, 2013

Все конструкционные материалы можно условно разделить на хрупкие и пластичные. К пластичным материалам относятся: стали определенных марок, алюминий, медь и др. Для жестяницких изделий в подавляющем случаев используются пластичные материалы.

И. В. Мельников, Жестяницкие работы. Выбор материалов, 2013

Из химически стойких сплавов наибольшее применение имеют нержавеющие и кислотоупорные стали. Нержавеющая сталь содержит около 13 процентов хрома, кислотоупорная – 18 процентов хрома и до 10 процентов никеля.

И. В. Мельников, Художественная обработка металла. Коррозия и термическая обработка, 2013

Однако есть и недостатки. Первый – поливинилхлорид (основной компонент винилового сайдинга) имеет большой коэффициент теплового линейного расширения, в 10–12 раз выше, чем у стали. В ходе эксплуатации сайдинг постоянно подвергается температурным воздействиям, причем не только сезонного характера, но и суточного.

Е. В. Симонов, Сайдинг. Наружная отделка своими руками, 2010

Это можно выполнить только путем утолщения металла. Однако пластичность мягкой стали при комнатной температуре недостаточно высокая, в то же время металл, нагретый до достаточно высокой температуры (для мягкой стали это 800°С), становится пластичным и легко деформируется. При этом нет необходимости нагревать весь пузырь, достаточно выбрать для этого несколько подходящих точек.

И. В. Мельников, Выправление формы, выколотка и рихтовка, 2012

В последние годы эти композиции стали применяться не только для стяжек, но и для бесшовных лицевых бетонных покрытий полов. Гладкое лицевое покрытие образуется за счет простого механического распределения очень подвижной (текучей) бетонной смеси. Требуемые реологические и эксплуатационные характеристики бетона достигаются комплексом полимерных добавок.

Л. П. Зарубина, Устройство полов. Материалы и технологии, 2011

Помимо этого, было сделано следующее открытие: фильтрацию через уголь эффективно проводить, предварительно разведя спирт холодной кипяченой водой до 40 % или после первой перегонки, когда доля содержащегося спирта не превышает 45 %. Хорошие результаты при этом обосновываются тем, что чем больше концентрация спирта, тем сильнее он удерживает в себе примеси и, соответственно, труднее очищается. При этом процессе важно поддерживать насколько возможно более низкую температуру спирта. Вскоре это открытие стало применяться на винных заводах. В результате качество вин значительно улучшилось.

Л. Ж. Жалпанова, Лечение активированным углем, 2009

К этому времени существенно изменилось и расширилось производство масляных красок. Синтезировались новые пигменты, производство как в Европе, так и в России стало действительно промышленным, фабричным. Совершенствовалась упаковка, поэтому стали выпускать не только пигменты для смешивания с маслом, но и большей частью краски, готовые к применению.

Коллектив авторов, Техники и технологии в сакральном искусстве. Христианский мир. От древности к современности, 2012

Шурупы применяют как при сборке мебели, так и для крепления различной фурнитуры – петель, ручек, запорных устройств. Их производят из нержавеющей стали, поэтому они устойчивы к коррозии. Если они изготовлены из обычной стали, то могут заржаветь в случае использования их для соединения деталей из дуба или другой древесины, обладающей кислотообразующими свойствами. Во избежание этого их покрывают цинком и хромируют, что повышает их декоративные характеристики. Кроме того, они изготавливаются из латуни и используются для отделки.

Г. А. Серикова, Стеллажи, полки, гардеробные, шкафы-купе у вас дома, 2011

Благодаря пластичности стали из нее могут изготавливаться высокоэффективные теплообменники сложной конфигурации

Сборник статей, Что нужно знать при выборе котла, -1

При строительстве бани лучше всего воспользоваться оцинкованной кровельной сталью. Следует отметить, что более доступна черная кровельная сталь, однако под воздействием пара она достаточно быстро придет в негодность даже при условии, что ее регулярно будут обрабатывать краской для наружных работ. Толщина стальных листов должна составлять 0,5–0,8 мм, а размеры – 710–1420 мм.

К. В. Балашов, Бани, сауны, -1

Обладая меньшими, чем у чугунных «собратьев», материалоемкостью, удельной массой, инерционностью, стальные секционные радиаторы уступают им в статической прочности (рабочее давление – до 0,6 МПа) и коррозионной устойчивости. Это ограничивает применение данных приборов системами отопления индивидуальных домов. Одновременно, сохранив такие достоинства конструкции, как малое гидравлическое сопротивление и нечувствительность к загрязнению, по технологичности производства и функциональности эти радиаторы проигрывают более современным приборам, изготавливаемым из листовой стали.

Коллектив авторов, Отопительные приборы и поверхности, 2012

Кроме того, для решения этой проблемы были сконструированы так называемые «теплые профили», позволяющие сократить потери тепла через оконные системы и повысить звукоизоляцию. Это стало возможным благодаря термоизолирующим вставкам, соединяющим наружную и внутреннюю оболочки алюминиевого профиля. Эти вставки, изготовленные из армированного стекловолокном полиамида или политермида, образуют надежный термостойкий мост, ставящий алюминиевые профили в один ряд с деревянными и пластиковыми конструкциями по теплосберегающим свойствам. При этом алюминиевые профили превосходят пластиковые по надежности и простоте ухода.

И. В. Мельников, Остекление дачного домика, 2012

Опираясь на расчеты и особенности озер Дон-Жуан, Магади и Натрон, можно предположить, что архейский СаCl2-океан был кислым (рН = 5,5) и позднее стал щелочным. Это очевидно не так. Моделирование континентального стока, исходя из доступного для выветривания ряда горных пород и бескислородного состава атмосферы, показывает, что в океане катионы Fe2+, которые к тому же поступали из гидротермальных источников, должны были преобладать над Са2+, тем более над Mg2+ и Na+. Кроме того, с суши в больших объемах выносился бикарбонат (НСО3–). Бикарбонат быстро нейтрализовал ионы Са2+, Mg2+ и Na+, что и способствовало образованию обильных карбонатов этих металлов. Так, благодаря закисному железу, которое оставалось в растворе, и карбонатно-бикарбонатному буферу океаническая среда поддерживалась ближе к нейтральной (рН = 5,7–6,9). Это не исключало появления отдельных кислых водоемов вблизи вулканически активных островов.

Андрей Журавлев, Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир, 2018

Купорос медный – кристаллическая сернокислая соль светло-синего или голубого цвета. Ее выпускают марок А (для всех работ) и Б (для производства синтетического волокна) и применяют для грунтовок под клеевые окрашивающие составы. Сейчас используют все реже из-за химической активности при взаимодействии со сталью.

А. И. Долгих, Отделочные работы, 2013