Светло-серебристый металл, принадлежащий к VIII группе периодической системы Менделеева. Имеет атомную массу 55,85, плотность 7,86 г/см3, температуру плавления 1539 (5С). Как и любой другой металл, железо никогда не бывает абсолютно чистым – оно всегда содержит примеси. Можно получить железо высокой чистоты (так называемое железо прямого восстановления – только 0,01% примесей), минуя доменную плавку, Однако чаще всего используют техническое железо, содержащее примерно 99,8-99,9% железа и 0,1-0,2% примесей.
Сталь
Это сплав железа с углеродом, содержащий от 0,025 до 2,14 % углерода (С), постоянные примеси, а также легирующие элементы. Углеродистые стали составляют до 90% всего объема производства стали, легированные – около 10%.
Примеси в углеродистых сталях и их влияние на свойства стали. Полезные примеси: марганец и кремний Вредные примеси: сера, фосфор, а также скрытые примеси – газы: кислород, азот водород. Случайные примеси: медь, хром, никель
Полезные примеси
Марганец и кремний. Их вводят в сталь в процессе выплавки для раскисления (удаления кислорода из жидких металлов для повышения качества стали). Марганец увеличивает прокаливамость стали и уменьшает вредное влияние серы. Кремний эффективно раскисляет сталь и способствует ее упрочнению.
Вредные примеси
Сера, фосфор. Сера снижает пластичность и вязкость стали, а также придает стали красноломкость при прокатке и ковке. Повышенное содержание серы допускается лишь в автоматных сталях для изготовления изделий неответственного назначения, т.к. сера улучшает обрабатываемость стали. Основной источник серы в стали - это исходное сырье, т.е. чугун. Фосфор также снижает пластичность железа, т.к. резко отличается от него по типу кристаллической решетки, диаметру атомов и их строению. Основной источник фосфора в стали – это руда, из которой выплавлен исходный чугун. Кислород, водород, водород, азот. Даже небольшую присутствие этих примесей оказывает резко отрицательное воздействие на свойства стали. Кислород и азот способствуют снижению вязкости и пластичности стали. Повышенное содержание водорода делает сталь хрупкой, а также приводит к образованию внутренних трещин – флокенов. Для выведения скрытых примесей используется метод вакуумирования.