EntrataAcciaio e ghisa: in cosa differiscono i metalli? Acciaio. Classificazione generale
Domanda: 28 marzo 2009
Qual è la differenza tra ghisa e acciaio e perché?
Risposta:
Stranamente, nonostante l'abbondanza di letteratura specializzata su questo argomento, spesso ci viene posta la seguente domanda: in cosa differisce la ghisa dall'acciaio? In breve e schema generale, allora possiamo dire che la composizione della ghisa differisce maggiormente dall'acciaio alto contenuto carbonio, in termini di proprietà tecnologiche: migliori qualità di fusione e bassa capacità di deformazione plastica. La ghisa è generalmente più economica dell’acciaio.
E se più in dettaglio, leggi i classici, carissimi! Molti volumi sono dedicati alla scienza dei materiali e alla metallurgia delle leghe ferrose. Ad esempio, fornisco un estratto dal lavoro fondamentale di A.P. Gulyaev. "Scienza dei metalli":
“L’acciaio è una lega ferro-carbonio contenente meno del 2,14% di carbonio. Tuttavia, il limite indicato (2,14% C) si applica solo alle leghe doppie ferro-carbonio o alle leghe contenenti un numero relativamente piccolo di impurità. La questione del confine tra acciai e ghise nelle leghe ferro-carbonio alto legate, vale a dire contenere quantità ancora maggiori di elementi diversi dal ferro e dal carbonio è controverso.
Alla luce tecnologia moderna sono conosciuti anche in ultimamente si sono diffuse le leghe a base di ferro, in cui il carbonio è pochissimo ed è addirittura un elemento dannoso; tuttavia, tali leghe sono anche chiamate acciai. Per evitare confusioni terminologiche, si è soliti considerare come acciai (ghise) le leghe contenenti più del 50% di ferro e non chiamarle leghe, ma chiamare leghe contenenti meno del 50% di ferro. Non è scientificamente rigoroso, ma è tecnicamente chiaro”.
I prodotti della metallurgia ferrosa sono ampiamente utilizzati in molti settori dell'economia nazionale e il metallo ferroso è sempre richiesto nell'edilizia e nell'ingegneria meccanica. La metallurgia si sta sviluppando con successo da molto tempo, grazie al suo elevato potenziale tecnico. I prodotti in ghisa e acciaio sono spesso utilizzati nella produzione e nella vita di tutti i giorni.
La ghisa e l'acciaio appartengono entrambi al gruppo dei metalli ferrosi; questi materiali sono leghe di ferro e carbonio uniche nelle loro proprietà. Quali sono le differenze tra acciaio e ghisa, le loro principali proprietà e caratteristiche?
L'acciaio e le sue principali caratteristiche
L'acciaio rappresenta lega deformata di ferro e carbonio, che è sempre fino ad un massimo del 2%, nonché altri elementi. Il carbonio è una componente importante, poiché conferisce resistenza alle leghe di ferro, così come la durezza, a causa di ciò, la morbidezza e la duttilità sono ridotte. Gli elementi leganti vengono spesso aggiunti alla lega, che alla fine si traduce in acciaio legato e altolegato, quando la composizione contiene almeno il 45% di ferro e non più del 2% di carbonio, il restante 53% sono additivi.
L'acciaio è il materiale più importante in molti settori; viene utilizzato nell'edilizia e, con la crescita del livello tecnico ed economico del paese, aumenta anche la portata della produzione di acciaio. Nei tempi antichi, gli artigiani utilizzavano la fusione in crogiolo per produrre acciaio fuso, e questo processo era a bassa produttività e ad alta intensità di manodopera, ma l'acciaio era di alta qualità.
Nel corso del tempo i processi di produzione dell'acciaio sono cambiati, il processo a crogiolo è stato sostituito dal Bessemer e metodo del focolare aperto ottenere l'acciaio, che ha permesso di stabilire produzione di massa acciaio fuso. Quindi iniziarono a fondere l'acciaio in forni elettrici, dopo di che fu introdotto il processo di conversione dell'ossigeno, che consentì di ottenere un metallo particolarmente puro. A seconda del numero e della tipologia degli elementi di collegamento, l'acciaio può essere:
- Bassolegato
- Medio legato
- Alta lega
A seconda del contenuto di carbonio succede:
- Basso tenore di carbonio
- Carbonio medio
- Alto contenuto di carbonio.
La composizione del metallo comprende spesso composti non metallici: ossidi, fosfuri, solfuri, il cui contenuto varia a seconda della qualità dell'acciaio;
La densità dell'acciaio è 7700-7900 kg/m3, UN caratteristiche generali l'acciaio è costituito da indicatori quali resistenza, durezza, resistenza all'usura e idoneità a vari tipi di lavorazione. Rispetto alla ghisa, l'acciaio ha maggiore duttilità, resistenza e durezza. Grazie alla sua duttilità, è facile da lavorare; l'acciaio ha una conduttività termica più elevata e la sua qualità migliora con l'indurimento.
Elementi come nichel, cromo e molibdeno sono componenti di lega, ciascuno dei quali conferisce all'acciaio le proprie caratteristiche. Grazie al cromo, l'acciaio diventa più forte e più duro e la sua resistenza all'usura aumenta. Il nichel conferisce anche resistenza, tenacità e durezza e ne aumenta le proprietà anticorrosive e la temprabilità. Il silicio riduce la viscosità e il manganese migliora la saldabilità e le proprietà di indurimento.
Tutto specie esistenti l'acciaio ha temperatura di fusione da 1450 a 1520°C e sono leghe metalliche forti, resistenti all'usura e alla deformazione.
La ghisa e le sue principali caratteristiche
Anche la base per la produzione della ghisa è costituita da ferro e carbonio, ma a differenza dell'acciaio, contiene più carbonio e altre impurità sotto forma di metalli leganti. È fragile e si rompe senza deformazioni visibili. Il carbonio qui agisce come grafite o cementite e grazie al contenuto di altri elementi La ghisa è divisa nei seguenti tipi:
Il punto di fusione della ghisa dipende dal contenuto di carbonio in essa contenuto; quanto più ce n'è nella lega, tanto più bassa è la temperatura, e aumenta anche la sua fluidità quando riscaldata. Ciò rende il metallo non plastico, fluido e anche fragile e difficile da lavorare. Il suo punto di fusione è dal 1160 al 1250оС.
La ghisa ha proprietà anticorrosive più elevate perché subisce ruggine secca durante l'uso, questa è chiamata corrosione chimica. La corrosione umida attacca anche la ghisa più lentamente dell'acciaio. Queste qualità portarono alla scoperta della metallurgia: l'acciaio con un alto contenuto di cromo iniziò a essere fuso. Da qui nasce l'acciaio inossidabile.
Traiamo una conclusione
In base alle loro numerose caratteristiche, della ghisa e dell'acciaio si può dire quanto segue: qual è la loro differenza:
Si può concludere che l'acciaio e la ghisa sono accomunati dal loro contenuto di carbonio e ferro, ma dal loro le caratteristiche sono diverse e ciascuna delle leghe ha le sue caratteristiche.
Lo sviluppo dell’industria e la creazione di materiali sintetici non possono sminuire i vantaggi e i benefici dei materiali tradizionali. Questi includono ghisa e acciaio. Queste sono alcune delle leghe più antiche familiari alla civiltà umana.
Tecnologia di riparazione e lavoro di progettazione spesso include vari tipi elaborazione. Potrebbe essere:
- meccanico
- chimico
- termico
- elettrolitico
- plasma e altri tipi di lavorazione.
Nonostante il fatto che la ghisa e l'acciaio differiscano tra loro per una piccola differenza nel contenuto di carbonio, i metodi e i metodi per influenzare i fattori su queste leghe differiscono e richiedono modi diversi lo stesso metodo per influenzare la forma e la struttura del metallo.
Fattori che influenzano la lavorazione dell'acciaio e della ghisa
Per non sprecare soldi e risorse è molto importante saper identificare la ghisa o l’acciaio.
- Scelta dell'elettrodo per saldatura
- angolo di affilatura del trapano
- modalità foratura e fresatura
Questi non sono tutti i fattori che possono complicare la vita e il lavoro di una persona che determina erroneamente il tipo di metallo. Ridurre la meccanica, la resistenza e violare gli intervalli di riparazione garantiti è un male molto più grande che può danneggiare la produzione e il budget in caso di errore.
Definizione visiva
Come si può distinguere visivamente la ghisa dall'acciaio senza ricorrere a metodi di prova distruttivi? Se c'è una domanda sulla saldatura di una sezione fessurata di una parte o anche di un pezzo caduto, è possibile esaminare la rottura o la struttura della fessura. Il metallo su una parte in ghisa rottamata sarà molto probabilmente di colore grigio scuro con una superficie opaca. Nelle stesse condizioni, la frattura dell'acciaio sarà quasi grigio chiaro bianco, con una lucentezza lucida. 
La natura delle crepe sulla superficie delle leghe ad alto contenuto di carbonio è simile a quella della ceramica. Le leghe a basso contenuto di carbonio sono soggette a deformazione plastica e per questo motivo la fessura ha la forma di una rottura del materiale plastico;
Dai difetti superficiali si può identificare solo la ghisa, che è stata colata nello stampo a bassa temperatura, non è stata lavorata successivamente e non è stato applicato uno strato di vernice decorativa. Su tale prodotto sono visibili piccoli grani emisferici, formati a causa del mancato spargimento dovuto alla bassa temperatura.
Non dimenticare il metodo visivo corretto per identificare il materiale. I GOST sovietici, moderni e stranieri richiedono la presenza di marcature materiali su tutti i prodotti fusi. Sulla fusione domestica, le icone MF, HF, KCH significano ghisa. L45, 45HL, 110G2S - indica l'uso della fusione di acciaio per questo elemento.
Determinazione meccanica mediante perforazione
La ghisa ad alta resistenza con grafite nodulare è molto simile in termini di qualità e visivamente ai prodotti in acciaio. Testare un prodotto strappandolo utilizzando una macchina per prove di trazione non è del tutto giustificato o ragionevole. Per fare ciò, è possibile selezionare un'area non funzionante e poco appariscente sul prodotto e forarla non fino all'intera profondità con una punta di diametro minimo. La struttura della ghisa è tale che i trucioli non riescono a formare un cobite attorcigliato. Le inclusioni di grafite, anche se non visibili, sbriciolano le scaglie nella fase della loro formazione. Tali trucioli si frantumano in polvere tra le mani e lasciano un segno nero sulle tue mani, come la mina di una semplice matita. 
La limatura di acciaio può formare cobitidi più a lungo il trapano stesso non si sbriciola tra le mani. Alle alte velocità presenta un colore ossidato sulla superficie. 
Determinazione meccanica mediante macinazione
Puoi affrontare la questione della determinazione del materiale utilizzando una smerigliatrice (smerigliatrice angolare). Come nel metodo precedente, selezioniamo una sezione che non sia un piano di attrito, un cuscinetto di contatto o un altro importante elemento di progettazione. Con la macchina accesa entriamo in contatto con la superficie oggetto di studio e monitoriamo forma e colore delle scintille.
Nei prodotti in ghisa si tratterà di una breve scintilla con una sfumatura rossastra sul pignone alla fine del binario. 
Nei prodotti in metallo, il fascio di scintille sarà relativamente più grande, le tracce saranno più lunghe e le scintille saranno di un bianco o un giallo abbagliante. 
Se c'è incertezza e incertezza nel metodo e nella tua valutazione, puoi prendere un materiale noto, ad esempio un calderone di ghisa nell'angolo del garage e controllare quali scintille volano durante la lavorazione smerigliatrice. Non va dimenticato che numerosi acciai scopo speciale, particolarmente resistenti al calore, danno una scintilla dimensione minima, dalla carreggiata corta e dal colore rosso ciliegia.
Questo materiale non copre i metodi esotici per uso domestico:
- analisi spettrale
- analisi microscopica
- pesatura e determinazione del volume.
Ma per le esigenze domestiche, i metodi sopra indicati sono più che sufficienti. Indipendentemente dal metodo e dal metodo per determinare il materiale, prova a utilizzare diagrammi, disegni e altre informazioni per la tua unità o prodotto. La quantità di informazioni sul World Wide Web è fuori scala e può raggiungere l'angolo più remoto di un'officina o di un garage.
25. Definire acciaio e ghisa. Come sono etichettati?
Acciaio
Gli acciai si dividono: in base all'applicazione - in strutturali e strumentali; secondo la composizione chimica - in carbonio e legati: secondo la qualità - in carboniosi di qualità ordinaria, strutturali carboniosi di alta qualità, strutturali legati e strutturali basso legati. Le proprietà dell'acciaio dipendono dal contenuto di carbonio. Maggiore è la quantità di carbonio, più forte, duro e meno duttile è l'acciaio.
L'acciaio strutturale al carbonio (utilizzato per la fabbricazione di parti di macchine e strutture metalliche) di qualità ordinaria è contrassegnato: Art. Oh, S. 1, art. 2, art. 7, acciaio al carbonio di alta qualità - acciaio 10, 15, 20 ...... 60, 65, 70, alta qualità contenuto aumentato manganese - 15 G, 30 G, 50 G2 e
ecc.
In un tipo di acciaio di alta qualità, i numeri indicano il contenuto medio di carbonio in centesimi di percentuale (ad esempio, l'acciaio 50 contiene fino allo 0,5% di carbonio). L'acciaio al carbonio per utensili viene utilizzato per la produzione di utensili e matrici per la lavorazione del metallo e del legno. L'acciaio è contrassegnato con la lettera U e un numero che indica la quantità di carbonio. Ad esempio, U8A significa: acciaio per utensili al carbonio, contenente lo 0,8% di carbonio, di alta qualità, poiché la lettera A è indicata alla fine del grado. Ghisa
utilizzato per la produzione di grezzi sagomati fusi. Esistono ghise bianche (fino al 4% di carbonio), grigie (fino al 3,6%), malleabili, ad alta resistenza, antiattrito e legate.
27.Quali elementi di lega vengono aggiunti all'acciaio e come decifrarne i gradi. Ad esempio: art.45khzncha?
Acciaio La ghisa malleabile è ottenuta dalla ghisa bianca mediante esposizione prolungata ad alte temperature - ebollizione, ed è caratterizzata da elevata resistenza e duttilità.
- una lega di ferro con carbonio, il cui contenuto non supera il 2,3%, nonché con altri additivi naturali o leganti introdotti per uno scopo specifico.
Il grado di acciaio legato è indicato da numeri a più cifre (Tabella 1.1).
I numeri dopo le lettere indicano la percentuale dei componenti; se non supera l'1%, il numero non viene posto dopo la lettera. Ad esempio, il grado 25ХЗН4А indica acciaio al cromo-nichel di alta qualità contenente fino allo 0,25% di carbonio, 3% di cromo e 4% di nichel. La fusione dell'acciaio è contrassegnata come segue: Acciaio 25L, 35L, ecc. Le proprietà meccaniche degli acciai (soprattutto la resistenza alla fatica) aumentano con trattamenti termici in massa e superficiali (ricottura, normalizzazione, tempra, rinvenimento) o chimico-termici (cementazione, nitrurazione).
Acciaio – una lega di ferro (Fe>90%) con carbonio (C fino al 2,14%). Gli acciai sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria meccanica e nell'edilizia. L'acciaio differisce dalla ghisa nella parte inferiore
percentuale
carbonio e tutte le impurità permanenti. Sono diventati più morbidi e duttili della ghisa. Oltre al ferro e al carbonio, gli acciai e la ghisa contengono sempre silicio (Si), manganese (Mn), zolfo (S), fosforo (P) e gas: ossigeno, azoto, idrogeno (O,N,H). Questi
impurità sono chiamate costanti. Oltre alle impurità permanenti, gli acciai e le ghise possono contenere in modo casuale altri elementi, chiamati
impurità casuali (da minerale, rottame). A volte le leghe ferro-carbonio vengono introdotte appositamente per modificarne la struttura e le proprietà. elementi chimici– cromo (Cr), nichel (Ni), molibdeno (Mo), tungsteno (W), titanio (Ti). Tali impurità sono chiamate
lega , e le leghe corrispondenti sono legate.
Classificazione per
composizione chimica
Secondo la composizione chimica, l'acciaio è suddiviso in:
Carbonio Legato
Carbonio<0,25%
– acciaio le cui proprietà dipendono principalmente dal contenuto di carbonio. Tali acciai si dividono a loro volta in:
Carbonio medio – 0,25% Alto contenuto di carbonio – C>0,6%
Legato
– acciaio, che contiene elementi appositamente introdotti per conferirgli le proprietà richieste.
Classificazione per scopo
Gli acciai si dividono in base alla destinazione in:
Classificazione per scopo Strutturale
Gli acciai si dividono in base alla destinazione in: Strumentale
gli acciai sono destinati alla fabbricazione di parti di macchine, strumenti ed elementi di strutture edili. gli acciai sono utilizzati per la fabbricazione di utensili da taglio e di misura, stampi per deformazione a freddo e a caldo.
Acciai per usi speciali
– inossidabile (resistente alla corrosione), resistente al calore, resistente al calore, resistente all'usura, ecc.
Classificazione della qualità
Gli acciai si dividono secondo questo criterio in:
Acciaio di qualità ordinaria
Qualità particolarmente elevata
Sotto qualità qui intendiamo la totalità delle proprietà dell'acciaio determinate dal processo metallurgico della sua produzione.
Classificazione per grado di disossidazione
Gli acciai vengono classificati in base al grado di disossidazione in:
Calma
Semi-calmo
Bollente
Quando si contrassegnano tali acciai, le lettere "kp" vengono scritte alla fine del grado di acciaio bollente e le lettere "ps" vengono scritte alla fine del grado di acciaio semi-calmo.
Disossidazione– il processo di rimozione dell’ossigeno dall’acciaio liquido. L'acciaio non disossidato ha una duttilità insufficiente ed è suscettibile alla distruzione durante il trattamento a pressione a caldo.
Classificazione per struttura
Gli acciai sono classificati nello stato dopo ricottura e normalizzazione. Allo stato ricotto (di equilibrio), gli acciai si dividono in:
Ipoeutettoide avere un eccesso di cementite nella struttura
Eutettoide, la cui struttura è costituita da perlite
Zautettoide, nella cui struttura sono presenti carburi secondari rilasciati dall'austenite
Ledeburite, la cui struttura contiene carburi primari (eutettici).
Austenitico
Ferritico
Marcatura dell'acciaio
Alla fine del grado di acciaio bollente vengono scritte le lettere "kp" e alla fine del grado di acciaio semicalmo vengono scritte le lettere "ps".
Gli elementi di lega sono indicati con le lettere: N (nichel), K (cobalto), G (manganese), X (cromo), V (tungsteno), M (molibdeno), Yu (alluminio), S (silicio), F (vanadio ), R (boro). Le lettere vengono scritte dopo il numero che indica il contenuto di carbonio. Se non è presente alcun numero dopo la lettera, il contenuto di elementi leganti nell'acciaio è pari all'1-1,5%. Viene fatta un'eccezione per il molibdeno e il vanadio, il cui contenuto nella maggior parte degli acciai è dello 0,2-0,3%.
Se l'elemento legante nell'acciaio è superiore all'1,5%, il numero dopo la lettera indica il suo contenuto in percentuale. Ad esempio, il grado 15X denota acciaio con una media di 0,15% C e 1-1,5% Cr, acciaio 35G2 - 0,35% C e 2% Mn.
La differenza nella designazione degli acciai di alta qualità rispetto a quelli di alta qualità è che la lettera A è assegnata alla fine del tipo di acciaio di alta qualità. Ad esempio, l'acciaio 40ХНМ è di alta qualità e l'acciaio 40ХНМА è di alta qualità. . Se l'acciaio è di qualità particolarmente elevata, alla fine del marchio viene scritta la lettera Ш.
Per gli acciai utilizzati sotto forma di colata (in colata), la lettera L è posta alla fine del segno.
Gli acciai al cromo per cuscinetti a sfere sono designati all'inizio con le lettere ШХ, il contenuto di cromo in questi acciai è indicato in decimi di percentuale e il contenuto di carbonio, che è lo stesso per diversi contenuti di cromo, non è indicato. Ad esempio, l'acciaio ShKh15 contiene in media l'1% di C e l'1,5% di Cr.
Gli acciai rapidi sono indicati con la lettera P (da taglio). Il numero dopo la lettera indica il contenuto del principale elemento legante di questi acciai: il tungsteno.
Esempio: R6M5K4 - acciaio rapido con un contenuto di tungsteno del 6%, molibdeno 5%, cobalto 4%.
Gli acciai elettrici (acciai per trasformatori) sono contrassegnati dalla lettera E. Il numero che segue la lettera indica il contenuto dell'elemento legante, il silicio, in percentuale.
Secondo il marchio SAE (USA), gli acciai strutturali: al carbonio e legati a uno e due elementi sono designati da quattro numeri. Il primo numero indica l'elemento legante principale, il secondo il suo contenuto in percentuale, il terzo e il quarto il contenuto di carbonio in centesimi di percentuale. Il primo numero 1 viene adottato per designare gli acciai al carbonio; poi la seconda cifra è 0. Le prime cifre: 2 denota acciai al nichel; 3 - nichel con cromo; 4 - molibdeno; 5 - cromo; 6 - cromo con vanadio; 7 - tungsteno; 8 - vanadio; 9 - siliceo con manganese.
Ad esempio, l'acciaio 1045 corrisponde all'acciaio 45 secondo GOST; acciaio 5140 - acciaio 40X, ecc. Per gli acciai legati con un gran numero di elementi viene adottata una designazione più complessa.