abstracte
L'acer és un aliatge format per ferro i C (carboni), Si (silici), Mn (manganès), P (fòsfor), S (sofre) i una petita quantitat d'altres elements. A més de Fe (ferro), el contingut de C té un paper important en les propietats mecàniques de l'acer. És el material metàl·lic més important i utilitzat en tecnologia d'enginyeria.
metalls ferrosos i metalls no fèrrics
Metalls Ferrosos
El terme "metall fèrric" fa referència a qualsevol metall fèrric (ferro i aliatges de ferro) com ara acer, ferro brut, aliatges de ferro, ferro colat, etc. L'acer i el ferro brut són aliatges a base de ferro amb el carboni com a element principal. S'anomenen col·lectivament aliatges ferro-carboni.
El ferro brut es refereix a un producte fet per la fusió de mineral de ferro en un alt forn i s'utilitza principalment per fondre acer i produir peces de fosa.
El ferro colat es fon en un forn de fusió de ferro per obtenir ferro colat (líquid, aliatge ferro-carboni amb un contingut de carboni superior al 2,11%), i el ferro colat líquid s'aboca en una fosa. Així va néixer les peces de ferro colat.
El ferroaliatge és un aliatge compost de ferro i silici, manganès, crom, titani i altres elements. El ferroaliatge és una de les matèries primeres per a la fabricació d'acer. S'utilitza com a desoxidant i additiu d'elements d'aliatge per a l'acer durant la fabricació d'acer.
Els aliatges ferro-carboni amb un contingut de carboni inferior al 2,11% s'anomenen acer. L'acer s'obté posant ferro brut en un forn d'acer i fonent-lo segons un procés determinat. Els productes d'acer inclouen lingots d'acer, palanxes de colada contínua i fosa directa de diverses peces de fosa d'acer. L'acer es refereix generalment a l'acer laminat en diversos productes d'acer.
Els metalls ferrosos són magnètics, forts i durs pel seu contingut en ferro, i aquests materials s'utilitzen habitualment en la construcció d'habitatges, canonades grans, contenidors industrials i aplicacions d'enginyeria. Els metalls ferrosos també contenen grans quantitats de carboni i, per tant, són més susceptibles a l'oxidació en ambients humits (excepte l'acer inoxidable, que té un alt contingut en crom, i el ferro forjat, que té un alt contingut en ferro pur).
Aquests metalls són generalment sòlids i duradors, el que els fa útils en construcció i enginyeria. Les grans estructures com els gratacels i els ponts contenen metalls ferrosos. A més, els metalls ferrosos es poden trobar en contenidors, canonades industrials, automòbils, vies del ferrocarril i eines domèstiques.
Metall no fèrric
Els metalls no fèrrics es refereixen a metalls i aliatges diferents dels ferrosos, com ara coure, estany, plom, zinc, alumini, llautó, bronze, aliatges d'alumini i aliatges de coixinets. A més, a la indústria també s'utilitzen crom, níquel, manganès, molibdè, cobalt, vanadi, tungstè, titani, etc. Aquests metalls s'utilitzen principalment com a additius d'aliatge per millorar les propietats del metall. Entre ells, el tungstè, el titani, el molibdè, etc. s'utilitzen principalment per produir carbur cimentat per a eines de tall.
Els anteriors metalls no fèrrics s'anomenen metalls industrials, a més dels metalls preciosos: platí, or, plata, etc. i metalls rars, com ara l'urani radioactiu, el radi, etc.
A diferència dels metalls ferrosos, aquests aliatges són dúctils i més lleugers, el que els fa adequats per a les indústries on es requereix força però es compleixen limitacions de pes, com ara la indústria aeroespacial.
Inox
Filferro
Llauna
Or
Aquest material té diferents propietats i és principalment un metall pur o un aliatge sense ferro. Magnèticament, la majoria són no magnètics. A més dels metalls no fèrrics com l'alumini, el coure, el plom, el zinc i l'estany, també s'inclouen metalls preciosos com l'or, la plata, etc. que solen utilitzar-se amb finalitats ornamentals.Els metalls no fèrrics s'utilitzen actualment en la construcció, la fabricació d'eines, cables, motors de vehicles, canonades, contenidors i fins i tot vaixella.
ferro brut, acer i ferro forjat
sobre l'acer
L'acer és un material d'aliatge amb ferro com a element principal, un contingut de carboni generalment inferior al 2% i altres elements. El contingut de carboni en l'acer al crom pot ser superior al 2%, però el 2% sol ser la línia divisòria entre l'acer i el ferro colat. En sentit estricte, l'acer és un aliatge ferro-carboni amb un contingut de carboni entre el 0,0218% i el 2,11%. Universalment, l'anomenem acer juntament amb ferro. Per tal de garantir la seva duresa i plasticitat, el contingut de carboni en general no supera l'1,7%. A més del ferro i el carboni, els principals elements de l'acer són el silici, el manganès, el sofre, el fòsfor, etc. S'utilitzen altres ingredients per diferenciar les propietats de l'acer.
|
Carboni (C) |
es troba en tots els acers i és l'element d'enduriment més vital, ajudant a augmentar la resistència de l'acer. |
|
Crom (Cr) |
augmenta la resistència al desgast, la duresa i la resistència a la corrosió. El metall amb un contingut de crom superior al 13% es considera acer inoxidable. |
|
Manganès (Mn) |
és un important element estabilitzador d'austenita que ajuda a crear estructures de textura, augmenta la robustesa i la resistència, així com la resistència al desgast. |
|
Molibdè (Mo) |
es considera com a agent carbonitzant. Evita que l'acer es torni trencadís i manté la resistència de l'acer a altes temperatures. |
|
Níquel (Ni) |
manté la força, la resistència a la corrosió i la duresa. |
|
Silici (Si) |
ajuda a construir força. Igual que el manganès, el silici s'utilitza durant la producció d'acer per mantenir la seva resistència. |
|
Tungstè (W) |
millora la resistència al desgast. El tungstè es barreja amb crom o manganès de proporcions adequades per fer acer d'alta velocitat. |
|
Vanadi (V) |
millora la resistència al desgast i la ductilitat. |
|
Fòsfor (P) |
és un element nociu que redueix la plasticitat i la duresa de l'acer i provoca fragilitat en fred. Pot augmentar significativament la resistència de l'acer i millorar l'estabilitat de la corrosió atmosfèrica. El contingut s'ha de limitar a menys de 0,05%. |
|
Sofre (S) |
Normalment, el sofre és un element nociu que augmenta la fragilitat en calent de l'acer, i el contingut s'ha de limitar a menys del {{0}}.05%. Tanmateix, l'acer de tall lliure té un alt contingut de sofre, que pot arribar al 0,08% ~ 0,40%. |
divisions
L'acer suau és fàcil d'acceptar diversos processos com la forja, la soldadura i el tall, i sovint s'utilitza per fer cadenes, reblons, cargols, eixos, etc.
L'acer al carboni mitjà inclou l'acer mort (l'acer mort es refereix a l'acer completament desoxidat, és a dir, la fracció de massa d'oxigen no supera el {{0}}.01%, normalment entre {{7} },002% i 0,003%), acer semi-mort, acer bullint i altres productes. A més de carboni, també conté una petita quantitat de manganès (0,70% ~ 1,20%). Té un excel·lent rendiment de processament tèrmic i de tall, però el seu rendiment de soldadura és baix.
L'acer d'alt carboni s'anomena sovint acer per a eines i el seu contingut de carboni oscil·la entre un {{0}},60% i un 1,70%. Els martells, palanques, etc. són d'acer amb un contingut de carboni del 0,75%; les eines de tall com ara trepants, escariadors, etc. estan fetes d'acer amb un contingut de carboni del 0,90% a l'1,00%.A més, els aliatges ferro-carboni amb un contingut de carboni del 2,1% al 4,5% s'anomenen generalment ferro colat.
