Acero y hierro fundido: ¿en qué se diferencian los metales? Convertirse en. Clasificación general. Diferencias de los hierros fundidos

Entre los metales producidos en un proceso tecnológico, se distinguen algunos de los más comunes: acero y hierro fundido. A pesar de que uno se fabrica como consecuencia de la alteración del otro, estos metales se diferencian significativamente entre sí, tanto en su composición como en su uso en la economía.

¿Cómo se fabrica el acero?

El acero se denomina aleación de hierro y carbono en la que el contenido de carbono no excede 3,4 por ciento... El indicador habitual está dentro 0,1-2,14 % ... Reduce la ductilidad del acero, al mismo tiempo que lo hace más duro y resistente. Los materiales aleados y de alta aleación contienen más del 45% de hierro. La elasticidad del acero determina su demanda en la creación de productos de ingeniería, principalmente resortes y resortes de potencia, amortiguadores, suspensiones, estrías y otras partes elásticas.

Independientemente de la forma y las condiciones de funcionamiento de las partes elásticas de las máquinas, mecanismos y dispositivos, tienen una calidad notable común. Se basa en el hecho de que, a pesar de los grandes golpes, cargas periódicas y estáticas, no presentan deformaciones permanentes.

Los aceros se clasifican según su finalidad, composición química, estructura y calidad. Hay muchas categorías de citas, incluidas las siguientes:

Instrumental.
Estructural.
Inoxidable.
Resistente al calor.
Resistente a temperaturas ultrabajas.

Los aceros pueden variar en su contenido de carbono, desde los bajos en carbono, en los que llega hasta el 0,25%, hasta los de alto contenido de carbono, desde el 0,6-2%. En los aleados, puede haber de 4 a 11 y más por ciento de los aditivos correspondientes. Dependiendo del contenido de diversas impurezas, se clasifican en aceros con calidades ordinarias, alta calidad y calidades particularmente altas.

En su producción, lo principal es lograr una reducción al nivel requerido del contenido de azufre y fósforo, que hacen que el metal sea frágil y quebradizo. En este caso, se utilizan diferentes métodos, oxidación de carbono, que puede ser de hogar abierto, convertidor y electrotérmico. El método de hogar abierto requiere mucha energía térmica, que se libera al quemar gas o fuel oil. Los hornos de arco o de inducción se calientan con electricidad. Para la versión con convertidor, no se necesita una fuente de calor externa. Aquí, generalmente el hierro fundido se separa de las impurezas al soplar oxígeno a través de él.

La materia prima para la producción de acero es el metal, arrabio, aditivos que forman escorias y proporcionan aleación de acero. El proceso de fundición en sí se puede realizar de diferentes formas. Sucede que comienza en un horno de hogar abierto y termina en uno eléctrico. O, para hacer un acero resistente a la corrosión, se vierte en un convertidor después de fundirlo en un horno eléctrico. En él, se purga con oxígeno y argón para minimizar el contenido de carbono. El acero se derrite a una temperatura 1450-1520 ° C.

Cómo se obtiene el arrabio

Una aleación de hierro con carbono también se puede denominar hierro fundido. Sin embargo, a diferencia del acero, debe contener al menos un 2,14% de carbono, lo que confiere a este material muy duro una gran fragilidad, a la vez que se vuelve menos dúctil y tenaz. Dependiendo del contenido de cementita y grafito en él, el hierro fundido se puede llamar blanco, gris, dúctil y de alta resistencia.

El primero contiene 4,3-6,67% de carbono... Es de color gris claro en la rotura. Se utiliza principalmente para producir hierros fundidos maleables mediante tecnología de recocido. El hierro fundido se denomina gris por el color gris de su fractura debido a la presencia de grafito en forma laminar y la presencia de silicio. Como resultado del recocido prolongado de la fundición blanca, sale la fundición maleable. Tiene mayor plasticidad y tenacidad, resistencia al impacto y alta resistencia. A partir de él se fabrican piezas complejas para máquinas y mecanismos. Está marcado con las letras "K" y "H", seguidas de números que indican la máxima resistencia y alargamiento.

El hierro dúctil se caracteriza por la presencia de grafito nodular en él, lo que evita la concentración de tensiones y el debilitamiento de la base metálica. Para su endurecimiento se utiliza un láser, lo que permite obtener piezas críticas de máquinas de mayor resistencia. Para las necesidades industriales, existen varias clasificaciones de arrabio, antifricción, aleado y que contiene grafito. Su punto de fusión está en el rango de 1.150 a 1.200 ° C.

El hierro fundido ha demostrado su eficacia material versátil, económico y duradero... A partir de él se fabrican piezas complejas y masivas de máquinas y mecanismos, productos de arte únicos. Los ornamentos y monumentos de hierro fundido adornan muchas ciudades de todo el mundo. Durante siglos, las cercas de los edificios antiguos hábilmente hechas de él, los escalones, las tuberías de agua y alcantarillado han servido a las personas. Las trampillas de hierro fundido cubren los pozos de comunicación en las calles de muchos asentamientos. Los baños, lavabos y lavabos, radiadores de calefacción hechos de este material son confiables y duraderos. El hierro fundido se utiliza para fundir cigüeñales y bloques de cilindros de motores de combustión interna, discos de freno y otras piezas de automóviles. Normalmente, las piezas de hierro fundido se someten a un mecanizado adicional después de la fundición.

Que los hace diferentes

El acero y el hierro fundido son materiales muy utilizados en la industria, el transporte y la construcción. Exteriormente, son muy similares.

Sin embargo, existen diferencias tan importantes entre ellos:

El acero es el producto final de la fabricación de acero y el hierro fundido es su materia prima.
El acero tiene mayor resistencia y dureza que el hierro fundido quebradizo.
Tiene un contenido de carbono mucho más bajo que el hierro fundido.
El acero es más pesado que el hierro fundido y tiene un punto de fusión más alto.
El acero se puede procesar mediante corte, laminado, forjado, etc. Los productos de hierro fundido se fabrican principalmente.
Los productos de hierro fundido son porosos y tienen una conductividad térmica significativamente menor que el acero.
Las nuevas piezas de acero tienen una fundición plateada brillante, mate y negra.
Para impartir propiedades especiales al acero, se puede endurecer; esto no se hace con hierro fundido.

Los metales ferrosos incluyen hierros fundidos y aceros, que son aleaciones de hierro con carbono, que también incluyen silicio, manganeso, azufre y otros elementos.

Hierro fundido- una aleación de hierro y carbono en la que el contenido de carbono supera el 2%. También contiene silicio, manganeso, fósforo y azufre. El arrabio se funde en altos hornos a partir de minerales de hierro. Las materias primas para su producción, además del mineral, son combustibles y fundentes.

Mineral de hierro es una roca que contiene compuestos de hierro e impurezas de otros elementos. El arrabio se obtiene del mineral de hierro rojo, marrón y magnético.

El principal combustible utilizado es el coque de carbón. Los fundentes se utilizan para separar la roca estéril (óxidos de sílice, calcio, manganeso) del mineral de hierro, que, al promover la formación de escorias, tiene un efecto nocivo sobre el proceso de fundición del hierro.

V hierro fundido el carbono está contenido en estado libre en forma de grafito o en estado unido en forma de carburo de hierro o cementita.

Los hierros fundidos, en los que el carbono está en forma de grafito, tienen un color gris y una estructura de grano grueso en la fractura. Están bien procesados con herramientas de corte, tienen altas calidades de fundición, un punto de fusión relativamente bajo (1100-1200 ° C), una pequeña contracción (1%) y se utilizan para la fabricación de muchas partes de máquinas y mecanismos. Estos hierros fundidos se llaman gris o fundición.

Hierro fundido, en los que el carbono está contenido sólo en forma de compuesto químico con hierro, son de color blanco en la fractura. Se cortan mal con herramientas de corte y se usan comúnmente para fabricar acero. Estos hierros fundidos se denominan hierros blancos o de cerdo.

Además del hierro fundido blanco y gris, el llamado hierro maleable también se utiliza para fundir piezas en el tractor, el automóvil y otras industrias, que se obtiene a partir del hierro fundido blanco mediante un recocido especial (languidecimiento) en hornos de calentamiento especiales a una temperatura de 950-1000 ° C. Al mismo tiempo, se reduce considerablemente la excesiva fragilidad a la dureza característica del hierro fundido blanco. El hierro fundido maleable, como el hierro fundido gris, no está forjado, y el nombre "maleable" indica solo su plasticidad significativa.

Para aumentar la resistencia, los hierros fundidos se alean, es decir, se introducen en su composición níquel, cromo, molibdeno, cobre y otros elementos (hierro fundido aleado) y también se modifican, es decir. agregue magnesio, aluminio, calcio, silicio (hierro fundido modificado).

Los hierros fundidos más utilizados de los siguientes grados: fundiciones de hierro gris: SCh-10, SCh-15, SCH-18, SCH-20, etc. (GOST 1412-79); Fundiciones de hierro maleable: KCh30-6, KCh33-8, KCh35-10, KCh37-12, etc. (GOST 1215-79).

Las letras y números de los grados de hierro fundido indican: СЧ - hierro fundido gris, КЧ - hierro fundido maleable. Los números después de las letras en hierro fundido gris indican la resistencia a la tracción.

Acero- una aleación de hierro con carbono que no contenga más del 2% de carbono. En comparación con el hierro fundido, el acero tiene propiedades físicas y mecánicas significativamente más altas. Se distingue por su alta resistencia, se procesa bien mediante corte, se puede forjar, enrollar, endurecer. Además, el acero es fluido en estado fundido y a partir de él se fabrican diversas piezas fundidas. Por tanto, es muy utilizado en todas las áreas de la economía nacional, especialmente en la ingeniería mecánica.

Acero se obtiene del arrabio mediante la refundición y eliminación del exceso de carbono, silicio, manganeso y otras impurezas y se funde en hornos de hogar abierto, hornos eléctricos y convertidores.

El método más común para producir grados comunes de acero es el horno de hogar abierto, y la fundición eléctrica se utiliza para fundir aceros de alta calidad.

Acero fundido a partir de hierro fundido en plantas metalúrgicas, en forma de lingotes, se envía a talleres de laminación, forja o prensado, donde se procesa en productos moldeados y en láminas, así como en piezas forjadas de diversas formas y tamaños.

Todos los aceros utilizados actualmente se clasifican según los siguientes criterios:

por composición química: carbono, aleación;

por calidad: acero de calidad ordinaria, alta calidad, alta calidad;

por designación - constructiva, instrumental.

Acero carbono ampliamente utilizado en la industria. El componente principal que determina sus propiedades mecánicas y otras es el carbono. El aumento del contenido de carbono en el acero aumenta la resistencia y la dureza, pero disminuye la tenacidad y lo hace más frágil.

Dependiendo del propósito, el acero al carbono se divide en acero estructural y para herramientas.

Carbono estructural Los aceros se dividen en aceros de calidad ordinaria (GOST 380-78) y de alta calidad (GOST 1050-74). Dependiendo de las condiciones y grado de desoxidación, se distinguen aceros tranquilos (cn), semi-tranquilos (ps) y aceros en ebullición (cn).

Acero de calidad ordinaria marcado con letras St (acero) y números 1, 2, 3 ..... 6 (St0, St1, St2, etc.). Cuanto mayor sea este número, más carbono contiene.

Según la finalidad, estos aceros se dividen en tres grupos:

Grupo A- aceros suministrados según sus propiedades mecánicas sin especificar su composición química (St0, St1kp, St2ps, St1sp, St2kp, St2sp, St3kp, etc.);

grupo B- acero con composición química garantizada (BSt0, BSt1kp, BSt1sp, BSt2kp, etc.);

grupo B- Aceros de alta calidad con composición química y propiedades mecánicas garantizadas (VSt2, VSt3, VSt4, VSt5).

Los números que indican el grado de acero indican el contenido medio de carbono del acero en centésimas de porcentaje (por ejemplo, el acero de grado 45 contiene un promedio de 0,45% de carbono).

Los aceros con bajo contenido de carbono de los grados 05, 08, 10, 20, 25 se utilizan para piezas ligeramente cargadas, cuya fabricación está asociada con la soldadura y el estampado.

Los ejes, ejes, ruedas dentadas y otras partes están hechos de aceros con contenido medio de carbono de los grados 40, 45, 50, 55.

Los aceros con alto contenido de carbono se utilizan para la fabricación de resortes helicoidales, cables y otras partes críticas.

El acero para herramientas de alta calidad se designa con la letra U, después de lo cual se coloca un número que indica el contenido de carbono en décimas de porcentaje, por ejemplo, U7, U8, U10, etc.

El acero de alta calidad para herramientas contiene menos impurezas nocivas que las de alta calidad (azufre, fósforo). Lo marcan de la misma forma que uno de calidad, pero con la adición de la letra A, por ejemplo, U7A, U8A, etc.

El acero al carbono para herramientas se utiliza para la fabricación de diversas herramientas (percusión, corte, medición, etc.).

Composición de acero aleado además del carbono, se introducen elementos que mejoran sus propiedades. Estos elementos incluyen: cromo, níquel, silicio, tungsteno, manganeso, vanadio, cobalto, etc.

Dependiendo de los elementos ligantes introducidos, los aceros se dividen en cromo, níquel, silicio, cromo-níquel, cromo vanadio, etc.

Aleación de elementos confieren al acero, según su finalidad, las propiedades necesarias. Consideremos qué efecto tienen sobre las propiedades del acero.

Cromo ayuda a aumentar la resistencia del acero, su dureza y resistencia al desgaste. El níquel aumenta la resistencia, tenacidad y dureza del acero, aumenta su resistencia a la corrosión y su templabilidad. El silicio con un contenido superior al 0,8% aumenta la resistencia, dureza y elasticidad del acero, al tiempo que reduce su tenacidad. El manganeso aumenta la dureza y la resistencia del acero, mejora su soldabilidad y templabilidad.

Aleación de acero por el número de elementos de aleación introducidos en él, se clasifica en de baja aleación (hasta un 5% de elementos de aleación), de aleación media (del 5 al 10%) y de alta aleación (más del 10%).

Por designación, el acero de aleación, como el acero al carbono, se subdivide en acero estructural y acero para herramientas.

Los elementos de aleación introducidos en la composición del acero según la norma tienen las siguientes denominaciones:

X - cromo,
B - tungsteno,
M - molibdeno,
F - vanadio,
K - cobalto,
G - manganeso,
T - titanio,
C - silicio,
N - níquel,
D - cobre,
Yu - aluminio,
P - boro,
A es nitrógeno.

Acero de alta calidad denotar con la adición de la letra A al final de la marca.

Aleación de acero marcado con una combinación de números y letras.

Los dos primeros dígitos indican el contenido medio de carbono en centésimas de porcentaje, las letras (elementos de aleación, los números que siguen a las letras) el porcentaje de estos elementos en el acero.

Por tanto, el grado 40X denota acero al cromo con un contenido de 0,4% de carbono y 1% de cromo;

12KHNZA: acero al cromo-níquel que contiene aproximadamente 0,12% de carbono, 1% de cromo y 3% de níquel, etc.

El acero de aleación estructural se utiliza para fabricar piezas críticas de máquinas y diversas estructuras metálicas. Para mejorar las propiedades mecánicas, las piezas de este acero se tratan térmicamente.

Los aceros de aleación estructural incluyen:

cromo (15X, 20X, 30X, etc.),
cromo vanadio (15HF, 20HF, 40HF),
cromo-silicio (33ХС, 38ХС, 40ХС),
cromo-níquel (12ХН2, 12ХНЗА, etc.).

El acero de aleación para herramientas, en comparación con el acero al carbono, tiene resistencia al desgaste, se endurece más profundamente, proporciona una mayor tenacidad en el estado endurecido y es menos propenso a deformarse y agrietarse durante el endurecimiento.

Las propiedades de corte de los aceros aleados son aproximadamente las mismas que las de los aceros al carbono, porque tienen una baja resistencia al calor, igual a 200-250 ° C.

El propósito de algunos grados de aceros para herramientas aleados es el siguiente:

El acero 9XC se utiliza para la fabricación de matrices, taladros, escariadores, cortadores, peines y machos de roscar;

acero 11X y 13X: para limas, navajas de afeitar, herramientas quirúrgicas y de grabado;

acero HVG-para machos de roscar largos, escariadores y otras herramientas.

Para la fabricación de herramientas de corte, se utiliza acero de alta velocidad, que fue llamado así por sus altas propiedades de corte.

Debido a la presencia de tungsteno y vanadio en su composición, este acero tiene una alta resistencia al calor, enrojecimiento, es decir, la capacidad de mantener una alta dureza y resistencia al desgaste a temperaturas elevadas.

Una herramienta hecha de acero de alta velocidad, que se calienta hasta 550-600 ° C durante el corte, no pierde sus propiedades de corte.

Instrucciones

Puede determinar el hierro fundido por su densidad. Pese el objeto y luego determine cuánta agua desplaza. Por lo tanto, calculará su densidad y sacará una conclusión sobre el material. El hecho es que la densidad de los principales grados de acero se encuentra en el rango de 7,7 a 7,9 gramos / cm ^ 3, mientras que la densidad del hierro fundido gris más común no supera los 7,2 gramos / cm ^ 3. Pero este método no es confiable, ya que todavía hay hierro fundido blanco, cuya densidad fluctúa entre 7,6 y 7,8 gramos / cm ^ 3. Por lo tanto, solo se puede utilizar si está firmemente convencido de que el producto está hecho de acero o de fundición gris.

Puedes usar un imán. Se adhiere peor que al acero. Pero incluso este método no puede considerarse preciso, ya que algunos tipos de aceros aleados con un alto contenido de níquel apenas atraen un imán.

Por lo tanto, es más seguro usar uno de los siguientes métodos: determinar el hierro fundido usando el tipo de aserrín o virutas formadas, así como usando una máquina de pulir. Tome una lima con una muesca fina, páselo varias veces sobre la superficie del producto. Trate de recoger el minúsculo aserrín que se forma en una hoja de papel. Dobla el papel por la mitad y frótalo vigorosamente. Si es de hierro fundido, entonces el papel se manchará notablemente; si es de acero, prácticamente no habrá rastros.

También puedes perforar un poco con un taladro fino (claro, no desde el frente, sino en un lugar que no sea llamativo). Esto produce una pequeña cantidad de virutas. Por su apariencia y propiedades, puede determinar con precisión de qué material está hecha la pieza. Si es de hierro fundido, las virutas literalmente se desmoronan en sus dedos, convirtiéndose en polvo. Si es de acero, las virutas se verán como un resorte en espiral e incluso pueden rascarte los dedos si intentas romperlas.

Finalmente, puede juzgar el material por el tamaño, la forma y el color de las chispas que se forman cuando se pasa el borde del producto con un molinillo. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, más brillante y fuerte será el haz de chispas de color amarillo claro. Y el contenido de carbono es mucho más alto que en el acero.

En caso de duda, es mejor utilizar piezas de hierro y acero como patrones y comparar la forma y propiedades del aserrín (virutas), así como el tipo de chispas generadas, con lo que se obtiene al procesar estas muestras.

En nuestra vida, a menudo tenemos que lidiar con el uso de varios productos de hierro fundido, que en su estructura es una aleación bastante frágil, pero con buena conductividad térmica. De acuerdo con esto, a menudo surge la pregunta, ¿cómo cocinarlo, porque el hierro fundido, debido a su alto contenido de carbono, azufre y fósforo, pertenece al grupo de los metales mal soldados?

Instrucciones

Habiendo omitido las sutilezas de la composición química del hierro fundido, los procesos químicos y otros que ocurren durante la soldadura, aún averigüémoslo: ¿cómo soldar? Nuestra industria produce fundición gris y blanca, que difieren mucho en sus características y características. En consecuencia, los métodos de soldadura son diferentes para ellos. Debe recordarse aquí que es prácticamente imposible soldar productos de hierro fundido que han estado expuestos a altas temperaturas de 300 grados y más durante mucho tiempo, así como productos que han trabajado durante mucho tiempo en contacto directo con varios aceites.

La forma más aceptable de soldar hierro fundido en nuestro hogar es soldar con una máquina de soldar eléctrica. Por lo tanto, al soldar, haga un corte en V de los bordes a soldar y límpielos a fondo de aceite, óxido y suciedad con un cepillo.

Compre electrodos con recubrimiento UONI-13/45 (la soldadura con estos electrodos se realiza con corriente continua de polaridad inversa).

Aplique la costura de soldadura en secciones separadas (desglosadas), esto le ayudará a evitar un calentamiento desigual de la pieza (las secciones de la costura de soldadura dirigidas por separado no deben tener más de 10 cm) .Al soldar productos con un espesor de más de 5 mm , no olvide reforzar la costura en una longitud igual al grosor de la pieza a soldar.

Durante la soldadura, no olvide permitir que las áreas soldadas por separado se enfríen a 60-80 grados. Cuando suelde hierro fundido con pernos, haga lo siguiente: con un taladro (en un patrón de tablero de ajedrez), taladre agujeros en los bordes preparados (no ¡a través!), corte una rosca y atorníllelos en espárragos de acero con bajo contenido de carbono (el ángulo de los bordes de las piezas a soldar debe ser de 90 grados).

Insertar los espárragos de mayor diámetro en la ranura. Soldar con electrodos con una capa protectora de aleación de la marca E42 (42A) o E50 (50A) en corriente continua o alterna, mientras que el espesor del electrodo se selecciona en función del espesor de la pieza. para ser soldado.
Realice la soldadura en sí misma soldando los pernos con una costura circunferencial y solo después llene el espacio entre los pernos soldados y la ranura con secciones cortas Existen otros métodos de soldadura de hierro fundido, pero de ellos hablaremos más adelante.

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Necesitará

Antorcha de gas o máquina de soldar eléctrica, varillas de relleno, electrodos.

Instrucciones

Utilice soldadura con gas: el método de soldadura más confiable hierro fundido una. La soldadura a gas permite depositar con máximas propiedades a la principal.
Realizar soldadura con gas hierro fundido o mejor con precalentamiento. Limpiar previamente los bordes del material a soldar y la suciedad con un cepillo de alambre, eliminar todo rastro de aceite.
Utilice varillas de relleno hierro fundido Varillas de 40-70 cm de largo El diámetro de la barra debe ser igual a la mitad del grosor de la principal.

Nota

Al soldar hierro fundido, es necesario cambiar los cables de soldadura en algunos lugares: del suelo al soporte y del soporte al suelo.

Aviso util

También puede soldar hierro fundido con un soplete de gas, usando bórax, como agente oxidante, y metales no ferrosos, latón, bronce, cobre.

El hierro fundido es una aleación de hierro con una pequeña cantidad de carbono. A veces, también se introducen aditivos de aleación en esta composición, lo que le confiere mayores cualidades para el consumidor. Este metal es un material primario para la metalurgia ferrosa. Se utiliza no solo en la producción de acero y la ingeniería mecánica, sino también para la fabricación de productos de arte.

Los productos de hierro y acero de la industria metalúrgica se utilizan tanto en la vida cotidiana como en la producción. Ambos materiales son aleaciones únicas de hierro y carbono. Todo el mundo sabe que el hierro se extrae de las profundidades de la tierra en grandes cantidades. Pero es imposible explotarlo en su forma pura, este elemento es demasiado blando y, por lo tanto, no es adecuado para la fabricación de productos de alta resistencia. Por lo tanto, para fines industriales, de construcción y domésticos, no se usa hierro en su forma pura, sino sus derivados: hierro fundido y acero. ¿Cuál es la diferencia entre acero y hierro fundido?

El hierro fundido y el acero son aleaciones de hierro y carbono.

Su diferencia se manifiesta en muchas cualidades, y la generalidad de los elementos durante la producción no le da al material características idénticas.

Graduación de acero y hierro fundido.

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Acero

Para obtener acero, el hierro se alea con carbono y diversas impurezas. Un requisito previo es el contenido de carbono de no más del 2% (aumenta la resistencia) y el hierro, no menos del 45%. El resto está formado por componentes ligantes de aleación (cromo, molibdeno, níquel, etc.). El cromo aumenta la resistencia del acero, su dureza y resistencia al desgaste. El níquel aumenta la resistencia, la tenacidad y la dureza, aumenta sus propiedades anticorrosivas y su templabilidad. El silicio agrega fuerza, dureza y elasticidad al acero, reduce su tenacidad. El manganeso mejora la soldabilidad y la templabilidad Los metalúrgicos producen diferentes tipos de acero. Se clasifican según el volumen de los elementos salientes. Por ejemplo, un contenido de más del 11% de metales de aleación da un acero de alta aleación. También hay:

Acero de baja aleación: hasta un 4%.
Acero de aleación media: hasta un 11%.

Por la cantidad de carbono, el acero se clasifica en:

metal con bajo contenido de carbono: hasta 0,25% C;
metal de carbono medio - hasta 0.55% С;
metal con alto contenido de carbono - hasta 2% C.

La composición de elementos no metálicos (fosfuros, sulfuros) clasifica el metal en:

usual;
alta calidad;
alta calidad;
acero de extra alta calidad.

Como resultado, todos los tipos de acero son una aleación tenaz, resistente al desgaste y resistente a la deformación con un punto de fusión de 1450 a 1520 ° C.

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Hierro fundido

En la producción de arrabio, también se fusionan hierro y carbono. La principal diferencia entre el hierro fundido y el acero es el contenido de este último en la mezcla. Debería ser más del 2%. Además, la mezcla contiene impurezas: silicio, manganeso, fósforo, azufre y metales de aleación. El hierro fundido es más frágil que el acero y se descompone sin deformación visible. El carbono en el metal está representado por el grafito o la cementita, mientras que el volumen y la forma del elemento dan definición a los tipos de aleación:

Fundición blanca, en la que todo el volumen de carbono es cementita. En la fractura, este material es blanco, muy duro, pero quebradizo. Es fácil de procesar y se utiliza para la elaboración de una variedad forjada.
Gris: el carbono está representado por grafito, que hace que el material sea plástico. Suave, cortable, de bajo punto de fusión.
Maleable, que se obtiene a partir de hierro fundido blanco mediante un recocido especial (languideciendo) en hornos de calentamiento especiales a una temperatura de 950-1000 ° C. Al mismo tiempo, se reduce considerablemente la excesiva fragilidad y dureza características del hierro fundido blanco. El hierro fundido maleable no está forjado y el nombre indica solo su ductilidad.
Hierro dúctil que contiene grafito nodular formado durante la cristalización.

La cantidad de carbono en la aleación determina su punto de fusión (cuanto mayor es el contenido del elemento, menor es la temperatura y mayor fluidez cuando se calienta). Por tanto, el hierro fundido es un material fluido, no dúctil, quebradizo y difícil de trabajar con un punto de fusión de 1150 a 1250 ° C.

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Resistente a la corrosión

Ambas aleaciones son susceptibles a la corrosión y un manejo inadecuado acelera este proceso.

El hierro fundido en el proceso de uso está cubierto con óxido seco en la parte superior. Esta es la llamada corrosión química. La corrosión húmeda (electroquímica) afecta al hierro fundido más lentamente que al acero. Inicialmente, la conclusión sugiere por sí misma que las características anticorrosión del hierro fundido son mucho más altas. De hecho, ambas aleaciones son igualmente susceptibles a la corrosión, es simplemente que para los productos de hierro fundido, el proceso lleva más tiempo debido a las paredes gruesas. Esto, por ejemplo, puede explicar la diferencia en la vida útil de las calderas: acero - de 5 a 15 años, hierro fundido - de 30 años.

En 1913, Harry Brearley hizo un descubrimiento en el campo de la metalurgia. Descubrió que los aceros con un alto contenido de cromo tienen una buena resistencia a la corrosión ácida. Así nació el acero inoxidable. También tiene su propia gradación:

El acero resistente a la corrosión es resistente a la corrosión en condiciones industriales y domésticas elementales (petróleo y gas, luz, ingeniería mecánica, instrumentos quirúrgicos, utensilios domésticos de acero inoxidable).
El acero resistente al calor es resistente a altas temperaturas y medios agresivos (industria química).
El acero resistente al calor se caracteriza por una mayor resistencia mecánica a altas temperaturas.

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Resistencia al choque térmico y al impacto

El hierro fundido y el acero se utilizan a menudo en la fabricación de calderas de calefacción. En este caso, la cuestión de la resistencia al choque térmico se vuelve especialmente importante. Si entra agua fría en una caldera de hierro fundido sin enfriar, puede agrietarse. El choque térmico no es terrible para los productos de acero. El acero es más elástico y tolera bien las diferencias de temperatura. Pero las grandes y frecuentes caídas de temperatura en el acero contribuyen a la aparición de zonas "cansadas" y, como resultado, grietas en lugares debilitados por la soldadura.

La buena ductilidad hace que los productos de acero sean resistentes a los daños mecánicos. La fragilidad del hierro fundido conduce inevitablemente a la formación de grietas por impacto o distorsión.

El hierro fundido gris tiene una estructura más homogénea, mayor ductilidad y propiedades anticorrosión, y es capaz de soportar grandes saltos de temperatura.

El hierro fundido es menos duradero y más duro que el acero.
El acero es más pesado y tiene un punto de fusión más alto.
El menor contenido de carbono en el acero, a diferencia del hierro fundido, hace que sea más fácil de procesar (hervir, cortar, forjar).
Por una razón similar, los productos de hierro fundido se producen solo mediante fundición, mientras que los productos de acero se pueden forjar y soldar.
Los productos hechos de acero son menos porosos que el hierro fundido y, por lo tanto, su conductividad térmica es mucho mayor.
Los productos de hierro fundido suelen ser negros y tienen una superficie mate, mientras que los productos de acero son ligeros con una superficie brillante.

El hierro fundido y el acero, dos variedades de compuestos de hierro y carbono, se utilizan ampliamente en una amplia variedad de industrias. Pero a veces se hace necesario distinguir el hierro fundido del acero, por ejemplo, durante las reparaciones, porque estas aleaciones tienen propiedades diferentes y, en consecuencia, requieren un manejo diferente.

Métodos para determinar el hierro fundido.

Puede determinar el hierro fundido por su densidad. Pese el objeto y luego determine cuánta agua desplaza. Por lo tanto, calculará su densidad y sacará una conclusión sobre el material. El hecho es que la densidad de los principales grados de acero se encuentra en el rango de 7,7 a 7,9 gramos / cm ^ 3, mientras que la densidad del hierro fundido gris más común no supera los 7,2 gramos / cm ^ 3. Pero este método no es confiable, ya que también hay hierro fundido blanco, cuya densidad fluctúa entre 7.6 y 7.8 gramos / cm ^ 3. Por lo tanto, solo se puede utilizar si está firmemente convencido de que el producto está hecho de acero o de fundición gris.

Puedes usar un imán. Se adhiere peor al hierro fundido que al acero. Pero incluso este método no puede considerarse preciso, ya que algunos tipos de aceros aleados con un alto contenido de níquel apenas atraen un imán.

En caso de duda, es mejor utilizar piezas de hierro y acero como patrones y comparar la forma y propiedades del aserrín (virutas), así como el tipo de chispas formadas, con lo que se obtiene al procesar estas muestras.

¿Cuál es la diferencia cualitativa entre acero y hierro fundido?

Graduación de acero y hierro fundido.
- Acero
- Hierro fundido
Resistente a la corrosión

El hierro fundido y el acero son aleaciones de hierro y carbono.

Su diferencia se manifiesta en muchas cualidades, y la generalidad de los elementos durante la producción no le da al material características idénticas.

Graduación de acero y hierro fundido.

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Diagrama de producción de acero.

Para obtener acero, el hierro se alea con carbono y diversas impurezas. Un requisito previo es el contenido de carbono de no más del 2% (aumenta la resistencia) y el hierro, no menos del 45%. El resto está formado por componentes ligantes de aleación (cromo, molibdeno, níquel, etc.). El cromo aumenta la resistencia del acero, su dureza y resistencia al desgaste. El níquel aumenta la fuerza, la tenacidad y la dureza. aumenta sus propiedades anticorrosión y templabilidad. El silicio agrega fuerza, dureza y elasticidad al acero, reduce su tenacidad. El manganeso mejora la soldabilidad y la templabilidad Los metalúrgicos producen diferentes tipos de acero. Se clasifican según el volumen de los elementos salientes. Por ejemplo, un contenido de más del 11% de metales de aleación da un acero de alta aleación. También hay:

Acero de baja aleación: hasta un 4%.
Acero de aleación media: hasta un 11%.

Propiedades mecánicas del acero.

Por la cantidad de carbono, el acero se clasifica en:

metal bajo en carbono - hasta 0,25% С;
metal de carbono medio - hasta 0.55% С;
metal con alto contenido de carbono - hasta 2% C.

La composición de elementos no metálicos (fosfuros, sulfuros) clasifica el metal en:

usual;
alta calidad;
alta calidad;
acero de extra alta calidad.

Como resultado, todos los tipos de acero son una aleación tenaz, resistente al desgaste y resistente a la deformación con un punto de fusión de 1450 a 1520 ° C.

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Fundición blanca, en la que todo el volumen de carbono es cementita. En la fractura, este material es blanco, muy duro, pero quebradizo. Es fácil de procesar y se utiliza para la elaboración de una variedad forjada.
Gris: el carbono está representado por grafito, que hace que el material sea plástico. Suave, cortable, de bajo punto de fusión.
Maleable, que se obtiene a partir de hierro fundido blanco mediante un recocido especial (languideciendo) en hornos de calentamiento especiales a una temperatura de 950-1000 ° C. Al mismo tiempo, se reduce considerablemente la excesiva fragilidad y dureza características del hierro fundido blanco. El hierro fundido maleable no está forjado y el nombre indica solo su ductilidad.
Hierro dúctil que contiene grafito nodular formado durante la cristalización.

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Resistente a la corrosión

Ambas aleaciones son susceptibles a la corrosión y un manejo inadecuado acelera este proceso.

Obtener arrabio del mineral.

El acero resistente a la corrosión es resistente a la corrosión en condiciones industriales y domésticas elementales (petróleo y gas, luz, ingeniería mecánica, instrumentos quirúrgicos, utensilios domésticos de acero inoxidable).
El acero resistente al calor es resistente a altas temperaturas y medios agresivos (industria química).
El acero resistente al calor se caracteriza por una mayor resistencia mecánica a altas temperaturas.

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Resistencia al choque térmico y al impacto

Indicadores comparativos de fundición y acero.

El hierro fundido gris tiene una estructura más homogénea, mayor ductilidad y propiedades anticorrosión, y es capaz de soportar grandes saltos de temperatura.

El hierro fundido es menos duradero y más duro que el acero.
El acero es más pesado y tiene un punto de fusión más alto.
El menor contenido de carbono en el acero, a diferencia del hierro fundido, hace que sea más fácil de procesar (hervir, cortar, forjar).
Por una razón similar, los productos de hierro fundido se producen solo mediante fundición, mientras que los productos de acero se pueden forjar y soldar.
Los productos hechos de acero son menos porosos que el hierro fundido y, por lo tanto, su conductividad térmica es mucho mayor.
Los productos de hierro fundido suelen ser negros y tienen una superficie mate, mientras que los productos de acero son ligeros con una superficie brillante.

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Según la densidad del producto. Es necesario pesar el objeto y determinar cuánta agua desplazará. La densidad del acero está en el rango de 7.7-7.9 g / cm³, hierro fundido gris - no excede los 7.2 g / cm³. Este método no es particularmente confiable porque el hierro fundido blanco tiene una densidad entre 7,6 y 7,8 g / cm³.
Con imán. El hierro fundido tiene un magnetismo menor que el acero. La desventaja de este método es que los aceros con un alto contenido de níquel prácticamente no atraen un imán.
La forma más precisa es determinar el hierro fundido con una amoladora y el tipo de viruta generada. Debe tomar una lima con una muesca fina y pasarla por la superficie del objeto varias veces. El aserrín resultante debe recogerse en papel, doblarse por la mitad y frotarse vigorosamente. El hierro fundido manchará notablemente el papel, el acero prácticamente no dejará rastros.

Es posible sacar conclusiones sobre el material por el tamaño, la forma y el color de las chispas que aparecen durante el esmerilado. Cuanto más carbono, más brillante y fuerte será el haz de chispas de color amarillo claro. Como ya sabemos, el hierro fundido contiene más carbono que el acero. Además, al perforar un producto con un taladro delgado, puede determinar el material por el tipo de viruta. Las virutas de arrabio se convertirán literalmente en polvo ante nuestros ojos, las virutas de acero tomarán la forma de un resorte helicoidal.

¿En qué se diferencia visualmente el hierro fundido del acero?

21 de octubre de 2016

Una persona desinformada cree que el hierro es el principal material estructural de nuestro tiempo. La persona que discierne sabe que bajo la palabra "iron9raquo; es decir, aleaciones de hierro y carbono, acero y hierro fundido. Parecería que son dos materiales completamente diferentes y son muy fáciles de distinguir. Sin embargo, dada la amplia gama de sus especies y marcas, es difícil determinar la fina línea de diferencia en la composición química de algunos de ellos. Es importante tener habilidades adicionales para saber la respuesta a la pregunta: ¿en qué se diferencia el hierro fundido del acero?

Rugoso, de color gris mate.
Fusión a 1000-1600˚C, dependiendo de la composición (para las industriales, en promedio 1000-1200˚C, los hierros blancos y porcinos se funden a temperaturas más altas).
Densidad: 7200-7600 kg / m 3.
Calor específico: 540 J / (kg˚C).
Alta dureza: 400-650HB.
Baja plasticidad, muy desmenuzable cuando se expone a presión; la fundición dúctil δ = 6-12% tiene los valores de alargamiento relativos más altos.
Resistencia baja: 100-200 MPa, para maleable sus valores alcanzan los 300-370 MPa, para algunos grados de alta resistencia - 600-800 MPa.
Se modela mediante tratamiento térmico, pero rara vez y con mucho cuidado, ya que se caracteriza por un proceso de fractura.
Se alea con la ayuda de elementos químicos auxiliares, sin embargo, un grado significativo de aleación complica aún más el proceso de procesamiento tecnológico.
Se caracteriza por una soldabilidad satisfactoria, buena maquinabilidad y excelentes propiedades de fundición. No está sujeto a forja y estampación.
Buena resistencia al desgaste y a la corrosión.

El hierro fundido es un material para partes del cuerpo, bloques, ensamblajes de máquinas hechos por fundición. Es el principal componente de carga para la fundición de acero.

Una aleación de hierro-carbono que contiene carbono en una cantidad de no más del 2,14% y hierro, no menos del 45% se llama acero. Sus principales caracteristicas:

Suave, tiene un color plateado con un brillo característico.
Derritiendo dentro de 1450˚С.
La densidad varía de 7700 a 7900 kg / m 3.
Capacidad calorífica a temperatura ambiente: 462 J / (kg˚C).
Dureza baja, en promedio 120-250 HB.
Excelente ductilidad: el coeficiente de alargamiento relativo δ para varias marcas varía de 5-35%, para la mayoría - δ9ge; 20-40%.
Valores medios de resistencia máxima para materiales estructurales: 300-450 MPa; para aleaciones especialmente fuertes - 600-800 MPa.
Se presta bien a la corrección de propiedades mediante tratamiento térmico y químico térmico.
Está dopado activamente con varios elementos químicos para cambiar las propiedades y el propósito.
Indicadores cualitativamente altos de soldabilidad, trabajabilidad por presión y corte.
Se caracteriza por una baja resistencia a la corrosión.

El acero es la principal aleación estructural en la metalurgia moderna, la ingeniería mecánica, la fabricación de instrumentos y la tecnología.

Determinar el origen por el tipo de pieza.

Habiendo considerado las características detalladas de estas aleaciones, puede utilizar con confianza el conocimiento sobre cómo el hierro fundido se diferencia del acero. Tener un objeto de metal frente a usted, dudando de su origen, es racional recordar de inmediato las principales propiedades tecnológicas distintivas. Entonces, el hierro fundido es un material de fundición. Se utiliza para producir platos simples, tubos macizos, cajas de máquinas herramienta, motores, grandes objetos de configuración simple. Piezas de todos los tamaños y complejidades están hechas de acero, ya que para ello se utilizan forja, estampación, trefilado, laminado y otros métodos de procesamiento de metales a presión. Por lo tanto, si hay una pregunta sobre el origen del refuerzo, no puede haber ninguna duda: es acero. Si está interesado en el origen del caldero masivo, es de hierro fundido. Si necesitas saber de qué está hecho el motor o la carcasa del cigüeñal, debes recurrir a otras opciones de reconocimiento, ya que ambas opciones son posibles.

Análisis de rasgos de color y fragilidad

Para saber cómo distinguir el hierro fundido del acero a simple vista, debe recordar las principales diferencias visuales. El hierro fundido se caracteriza por un color gris mate y una textura externa más rugosa. El acero se caracteriza por su especial brillo plateado y su mínima rugosidad.

Otro conocimiento importante sobre cómo distinguir visualmente el hierro fundido del acero es la información sobre la ductilidad de estos materiales. Si las piezas de trabajo u objetos metálicos investigados no son de gran valor, puede probar su resistencia y ductilidad aplicando fuerza de impacto. El hierro fundido quebradizo se desmorona en pedazos, mientras que el acero solo se deforma. Bajo cargas de trituración más serias, las migajas de hierro fundido resultarán pequeñas y de formas variadas, y las piezas de acero resultarán grandes, de la configuración correcta.

Cortar y perforar

¿Cómo distinguir el hierro fundido del acero en casa? Es necesario obtener polvo fino o virutas de él. Dado que el acero tiene una alta ductilidad, sus virutas también tienen un carácter sinuoso. El hierro fundido se desmorona y, al perforar, se forman pequeñas virutas de fractura junto con el polvo.

Para sacar el polvo, puede utilizar una lima o escofina y afilar ligeramente el borde de la parte de interés. Considere las finas virutas resultantes en una mano o en una hoja de papel blanca. El hierro fundido contiene grandes cantidades de carbono en forma de inclusiones de grafito. Por lo tanto, al frotar su polvo, queda un "trace9raquo;" de grafito negro. En los aceros, sin embargo, el carbono se encuentra en un estado ligado, por lo que la acción mecánica sobre el polvo no da resultados visibles.

Calor y chispa

¿Cómo distinguir el hierro fundido del acero? Es necesario operar con el equipo necesario y un poco de paciencia.

En el primer caso, puede recurrir a la calefacción, por ejemplo, usando un soplete, poniéndose inicialmente ropa protectora especial y observando las reglas de seguridad en el trabajo. La temperatura debe elevarse antes de que el metal comience a derretirse. Ya se ha dicho que el punto de fusión del hierro fundido es más alto que el del acero. Sin embargo, esto se aplica principalmente al arrabio y al arrabio. En relación con todas las marcas industriales, contienen carbono en una cantidad no superior al 4,3% y ya se derriten a 1000-1200˚С. Por lo tanto, se puede derretir mucho más rápido.

Un método cognitivo para obtener información sobre cómo el hierro fundido se diferencia del acero es el uso de una muestra experimental en una máquina de pulir o debajo de un círculo agudo de una máquina de pulir. El análisis se realiza según las características de las chispas. El hierro fundido se caracteriza por unas tenues chispas rojas, mientras que el acero se caracteriza por unas vigas cortas brillantes y cegadoras con un tinte blanco-amarillo.

Como suena

Una característica interesante es cómo distinguir el hierro fundido del acero por el sonido. Estas dos aleaciones suenan diferentes. No es en absoluto necesario producir acompañamiento musical en las instalaciones experimentales existentes. Pero debe tener ambas muestras o haber experimentado audición en este asunto. El acero se caracteriza por una mayor densidad, que se refleja en su sonido. Cuando un objeto metálico lo golpea, el sonido es mucho más sonoro que en la misma situación con hierro fundido.

Para saber en qué se diferencia el hierro fundido del acero, es necesario tener un poco de conocimiento sobre estos materiales y algo de experiencia. Después de todo, un profesional experimentado en el campo de la forja, rectificado, fresado, taladrado, torneado, tratamiento térmico o soldadura, un metalúrgico o un técnico pueden distinguirlos fácilmente entre sí, evaluándolos solo visualmente o al tacto.

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Cómo distinguir entre hierro fundido y acero fundido

La diferencia entre chatarra de hierro y chatarra de acero no es solo en la composición química, sino también visual. Para probar la diferencia, necesitará una muela, una pieza de metal, un soplete, un protector facial y guantes.

Propiedades físicas del hierro fundido y el acero fundido.

Los metales se pueden distinguir por su apariencia. El hierro fundido es rugoso, de color gris mate, mientras que el acero fundido es liso y gris plateado.

Prueba de chispa

Necesitarás dos piezas pequeñas de cada metal. Presione la muela contra el borde de cada metal y observe el color de las chispas que se forman. El acero creará chispas blancas brillantes, mientras que el hierro fundido generará chispas rojas opacas.

Prueba de aplastamiento

Toma un pequeño trozo de cada metal y trata de romperlo. Descubrirá que el hierro fundido se rompe al azar mientras que el acero fundido se rompe en piezas largas, lisas y delgadas con poco o ningún esfuerzo.

Prueba de fusión

Para esta prueba, necesita una pequeña pieza de cada metal para derretir. Póngase equipo protector y derrita el metal con un soplete. Cuanto más carbono hay en un metal, más duro se vuelve el metal. Verás que el hierro fundido se derrite más rápido y se vuelve rojo. El acero fundido tarda más en fundirse y se vuelve blanco cuando se derrite.

Prueba de fragilidad

Tira una placa fina de cada uno de los metales y déjala caer al suelo con algo de esfuerzo. El hierro fundido se romperá en muchos pedazos, mientras que el acero no se romperá ni se romperá en dos. Esto se debe a que el hierro fundido es más frágil que el acero.

Busque un lugar discreto en la pieza y revise el metal varias veces con una lima o una lima pequeña. Frote el aserrín resultante en sus dedos. El hierro fundido ordinario dejará un color negro grafito característico en la piel.
Será aún más claro si frotas el aserrín entre hojas de papel blanco. Las limaduras de acero no mancharán el papel.

Puede determinar - hierro fundido frente a usted o acero - empíricamente: por el color y la forma de la chispa.
Encienda la amoladora y tome dos partes o espacios en blanco que sepa que conoce: acero y hierro fundido. Deja que las chispas salgan una por una y compáralas. Después de eso, repase exactamente la misma parte sobre la que tiene dudas. Saque su conclusión sobre la base de la mayor analogía con las muestras.
Las chispas generadas al pulir acero son pequeñas partículas de metal fundido que vuelan tangencialmente a la circunferencia del círculo donde contacta con la pieza.
En presencia de carbono en el metal, las partículas calientes, en contacto con el aire, se oxidan, el carbono se convierte en dióxido de carbono. Esto produce numerosas chispas de haz corto.
El hierro fundido tendrá un color pajizo brillante.

Tome un taladro e inserte un taladro de diámetro pequeño en él. Determine un lugar apartado en el detalle y practique un poco.
En primer lugar, el proceso mismo de perforar una pieza de hierro fundido es diferente de perforar acero. Para tener una mejor idea de la diferencia, haga ejercicios similares en muestras de hierro fundido y acero que conozca.
En segundo lugar, al perforar hierro fundido, casi no se forman virutas. Y si lo hace, es muy corto y se frota fácilmente con los dedos para convertirlo en polvo. Las virutas de acero están retorcidas como un alambre y no se pueden romper con los dedos.
También puede verificar el tipo de metal procesándolo en un torno; para el hierro fundido, las virutas serán polvo grueso.

¡Atención, solo HOY!