icon-star icon-cart icon-close icon-heart icon-info icon-pause icon-play icon-podcast icon-question icon-refresh icon-tile icon-users icon-user icon-search icon-lock icon-comment icon-like icon-not-like icon-plus article-placeholder article-plus-notepad article-star man-404 icon-danger icon-checked icon-article-edit icon-pen icon-fb icon-vk icon-tw icon-google
»ль€ ћуромец
ќбучение

„то такое сталь?

  • 14096
  • 1

„то такое сталь?

¬
¬ общем случае во всех учебниках даетс€ следующее определение того, что такое сталь: Ђ—таль Ц это сплав железа с углеродомї. » все, но как говоритс€, черт кроетс€ в детал€х, и далее начинаетс€ все самое интересное.

Ќачнем с того, что сталью называетс€ сплав железа с углеродом при концентрации последнего до 2,14% а сплав того же железа с тем же углеродом при концентрации углерода более 2,14% - это уже чугун.

¬ качестве небольшого отступлени€, в чугуне углерод присутствует не только в составе сплава, но и в виде графита, между зернами цементита, и в зависимости от формы этих включений графита, завис€щих от технологии плавки, сильно различаютс€ свойства чугуна. ¬ключени€ графита могут быть в виде шариков, в виде пластин, в виде замысловатых древовидных структур и т.д. и т.д. Ќо чугун нельз€ ковать, это его коренное отличие от стали.

¬ернемс€ к стали. ќвладение сталью было, на мой взгл€д, второй Ќ“–, сопоставимой с овладением огнем. Ќаши предки совали в огонь все, что попадалось под руку и таким образом (если придерживатьс€ эволюционной точки развити€ человечества) овладели технологией плавки меди, в том числе и добычу ее из различных руд.

Ќа следующем этапе человечество научилось добывать из руды железо. ∆елезо оказалось более полезным предметом в хоз€йстве, чем медь, особенно в ратном деле и первое его массовое применение было именно при изготовлении оружи€, в чем наши предки, надо отдать должное, немало преуспели.

¬ силу особенностей материала, железный меч мог быть изготовлен большей длинны, чем бронзовый, который при неправильно выбранной длине издели€, просто ломалс€ при ударе. ќтсюда, надо полагать, и пошла легенда про Ђмеч-кладенецї, который рубит все остальные мечи. Ќичего удивительного, это всего лишь свойство материала.

Ќо вернемс€ к пон€тию Ђ—тальї. ≈сли посмотреть на образец стали в микроскоп, да и просто в мощную лупу, то отчетливо видно, что сталь имеет зернистую структуру. Ёта зерниста€ структура и есть самый большой секрет стали.

ћеталлурги выдел€ют четыре вида этих зерен, в зависимости от кристаллической решетки и содержани€ углерода. Ќе будем забивать голову терминами и нюансами, рассмотрим сам процесс, как они образуютс€. “ут было бы неплохо перейти к ночному кошмару нерадивых студентов технических специальностей, диаграмме железо-углерод, но ввиду технических сложностей опишу эту диаграмму словами.

»так, как указывалось выше, сталь Ц это сплав железа с углеродом, концентраци€ которого не превышает 2,14%. ¬ расплавленном состо€нии железо может содержать и больше углерода, а вот сам процесс застывани€ стали сродни некому таинству.

ѕри понижении температуры расплава из него сначала начинают выкристаллизовыватьс€ кристаллы железа с очень низкой концентрацией углерода, углерод выдавливаетс€ в окружающий расплав. Ќа следующем этапе происходит кристаллизаци€ кристаллов с большей концентрацией углерода, причем соотношение концентрации углерода в первом и во втором случае, равно как и сама концентраци€ углерода в этом железе Ц величина посто€нна€. ѕри дальнейшем понижении температуры из расплава выдел€ютс€ кристаллы уже с третьей, большей по отношению к первым двум, концентрацией углерода. » наконец, на последнем, четвертом этапе охлаждени€ расплава кристаллизуютс€ кристаллы уже четвертого типа. ¬се они между собой перемешаны. ƒанное описание сильно условно, поскольку картинка очень сильно мен€етс€ в зависимости от первоначальной концентрации углерода в расплаве и скорости охлаждени€. ¬ общем случае стоит помнить главное, чем больше концентраци€ углерода в кристаллах, тем они более твердые, есть и другие различи€, например по магнитным свойствам, но это ж не учебник.

»менно данное свойство кристаллизации железа и позволило нашим предкам создать легендарную оружейную сталь Ц булат.


mas
ƒмитрий Ќеткачев

Ќеплохо, дл€ столь короткой статьи. ƒаже затронули особенности диаграммы Fe-C и аустенитные превращени€. Ќо это уже дл€ посв€щенных. +.

¬ам необходимо или зарегистрироватьс€, чтобы оставл€ть комментарии
выбор читател€

¬ыбор читател€

16+