Что делают из стали: обзор производства, свойств и сфер применения
Сталь является одним из самых востребованных и универсальных материалов в мире. Из стали производят огромное количество изделий, используемых во всех сферах человеческой деятельности.
История создания стали
Впервые сталь была получена в 200 году до н.э. кельтами. Технология производства в то время заключалась в следующем: кованое железо разрезали на полоски, которые клали в контейнер с обожженными костями и углем. Контейнер нагревали в печи около 10-12 часов. В результате поверхность металла обогащалась углеродом и получалась сталь.
Первыми инструментами из стали были ножи. Технология производства долгое время хранилась в тайне и передавалась только посвященным.
С тех пор сталь далеко ушла в своем усовершенствовании. Изделия из стали можно встретить в каждом доме.
Классификация стали
Существует классификация стали по химическому составу и качеству:
- Легированная
- Углеродистая
- Обычного качества
- Повышенного качества
- Высококачественная
Основные компоненты стали
Основу состава стали составляют:
- Железо
- Углерод (не более 2,14%)
Также в состав стали могут входить легирующие элементы, такие как хром, марганец, молибден, ванадий.
Свойства стали
При выборе стали для конкретных целей важно учитывать ее свойства.
Механические свойства
Определяют области применения стали:
- Предел прочности
- Твердость
- Ударная вязкость
Технологические свойства
Показывают возможности обработки:
- Свариваемость
- Обрабатываемость резанием
- Ковкость
| Марка стали | Предел прочности | Твердость |
| Ст3 | 370 МПа | 119 НВ |
| 12Х18Н10Т | 589 МПа | 217 НВ |
Как видно из таблицы, разные марки стали обладают различными характеристиками.
Производство стальных изделий
Что делают из стали сегодня? Перечислим основные виды стальной продукции.
Металлопрокат
Листы, сортовой прокат, швеллеры, трубы.
Инструменты
Инструменты для строительства, слесарные инструменты.
Транспортные средства
Кузова автомобилей, вагоны, корпуса судов.
Бытовые изделия
Посуда, мебель, сантехника.
Крупнейшие производители стали
Крупнейшими мировыми производителями стали являются:
- Китай
- Япония
- Индия
- США
- Россия
На их долю приходится более 70% мирового производства стали. Эти страны обладают развитыми металлургическими комплексами и выпускают сотни миллионов тонн стали в год.
Новые технологии производства
Чтобы улучшить качество и свойства стали, разрабатываются новые технологии ее производства:
- Непрерывная разливка стали
- Вакуумная плавка
- Электрошлаковый переплав
Эти методы позволяют получать сталь заданного химического состава и качества.
Повышение качества стали
Для улучшения характеристик стали применяют:
- Легирование (добавление легирующих элементов)
- Термообработку (закалка, отпуск)
- Обработку давлением (ковка, прокатка)
Это позволяет что делают стали более прочными, износостойкими, вязкими в зависимости от назначения.
Виды современной стали
Сегодня производят сотни марок стали с уникальным комплексом свойств. Например:
- Нержавеющая сталь
- Жаропрочная сталь
- Инструментальная сталь
Разработка новых марок стали ведется постоянно. Ученые ищут оптимальные решения для конкретных областей применения.
Перспективы отрасли
Что делают производители для будущего развития:
- Увеличивают объемы производства
- Снижают себестоимость
- Повышают экологичность
- Автоматизируют процессы
Это позволит удовлетворять растущий спрос на сталь в разных отраслях экономики.
Сферы применения стальной продукции
Благодаря широкому спектру полезных свойств, сталь используется практически во всех областях.
Строительство и архитектура
В строительстве применяют:
- Арматуру
- Металлоконструкции
- Листовой прокат
Сталь входит в состав железобетонных изделий, каркасов зданий, мостов и других сооружений.
Машиностроение
Из стали делают детали машин и механизмов:
- Валы, зубчатые колеса
- Корпусные детали
- Подшипники, муфты
Стальные детали работают под высокими нагрузками, сохраняя работоспособность.
Автомобилестроение
В автомобилестроении сталь используется для:
- Кузовов
- Двигателей
- Ходовой части
- Других узлов и агрегатов
Она обеспечивает прочность и безопасность конструкций при столкновениях.
Судостроение
В судостроении сталь применяют для:
- Корпусов судов
- Механизмов и оборудования
- Внутренних переборок
Она устойчива к коррозии в морской воде и перепадам температур.