鋼とは? 構成です, 種類と用途

鉄には数千年の歴史がある. 製鉄は鉄器時代に始まり、ブルーム炉の使用が含まれていました。. 最初は, 鋼は鉄器時代にブルーム炉を使用して製造されました. その後, 鉄鋼業界はるつぼとベッセマープロセスから基礎酸素炉の最新の方法に昇格しました (BOF) および電気炉(EAF). さらに, 現在市場で入手可能な鋼の品質が大幅に向上しました. 記事上で, 鉄鋼とその用途のあらゆる側面を扱います. このほかにも, その種類と構成を学びます.

鋼をどう定義しますか?

スチールというのは、 合金 鉄と少量の炭素の混合物. 高い強度と柔軟性を備えた材料の製造に役立ちます。. ここで、鉄に加えて炭素や他の元素の量を増やすと、. 純鉄と比較して、より硬く、より柔軟なさまざまな材料を製造します。. この強度と特殊な特性により、鋼はさまざまな産業にとって不可欠な素材となっています。.

鋼の成分とは何ですか?

鋼は鉄と炭素の組成から生まれます. その炭素含有量は通常、次の範囲です。 0.2% に 2.1%. それで, 通常、鋼の硬度と強度を向上させるのに役立ちます. このほかにも, これらの特性は合金元素を使用して変更できます, つまり. クロム, ニッケル, とマンガン. さまざまな種類の鋼に独特の特性を与えます。.

鋼の種類

鋼の種類をいくつか紹介します：

鋼の種類	構成	プロパティ	アプリケーション
炭素鋼	鉄と炭素	高強度, 低コスト	工事, 自動車, インフラストラクチャー
合金鋼	鉄, 炭素, および合金元素	強化されたプロパティ (強さ, 硬度)	機械, ツール, 自動車部品
ステンレス鋼	鉄, 炭素, とクロム (分. 10.5%)	耐食性, 高い耐久性	キッチン用品, 医療器具, 工事
工具鋼	鉄, 炭素, およびさまざまな合金	高硬度, 耐熱性	切削工具, 金型, 死ぬ
ハイス鋼	鉄, 炭素, タングステン/モリブデン	耐熱性により高温でも硬度を維持	ドリル, タップする, フライスカッター

どうやって は スチール製? 完全なプロセス

製鋼は非常に複雑で多面的なプロセスです. 原材料を最もユニークで耐久性のある素材に変換するのに役立ちます. これらの材料は多くの産業で多くの用途に使用されています. 鉄の製造工程を詳しく見てみましょう.

1. 製鉄

製鉄は鋼を作る最初のプロセスです. 酸化物から鉄を抽出することからなる. 2つの方法に基づいています:

私. 高炉

高炉での鉄の加工, 炭素材料であるコークス, 石灰石を高炉に装入します。. 炉, 例えば, 処理される製品に応じて、最高 1,700 °C または 3,100 °F までの高温を達成できます. ここ, コークスは鉄鉱石と結合することで還元剤としても機能します。. 酸素原子を奪って還元し、溶けた鉄を生成します。. 石灰石は、スラグと呼ばれる不要な物質の生成を最小限に抑えるために不可欠です。. 不純物の還元剤として作用する傾向があるため. 得られる製品は溶鉄または銑鉄です.

Ⅱ. 直接還元

直接還元法は、鉄鉱石をフォーミングガスを用いて鉄に還元する方法です。, つまり. 高炉法に比べて比較的低温の天然ガスや石炭ガスを使用. これにより直接還元鉄が得られます (DRI) スポンジアイロンとも呼ばれます. その後、製鋼プロセスで使用されるか、さらに精製されます。.

2. 製鋼

鉄鋼の製造プロセスには、溶融鉄または DRI を鋼に変えることが含まれます。. この段階には 2 つの主要なプロセスが含まれます;

私. 基本的な酸素炉 (BOF)

転炉工程中, 溶融鉄は耐火レンガで設計された炉に適時に排出されます. ここ, 液体鉄に空気を吹き込むと、溶けた鉄が酸化した状態になります。. それで, 炭素を分離します, シリコン, リン, 不純物の中にはマンガンも含まれます. これらすべての不純物はガスまたはスラグとして放出されます。. 全体的な結果として、高品質の溶鋼が得られます。.

Ⅱ. 電気炉 (EAF)

EAFは電気アーク炉の略で、黒鉛電極で作られます。. これらの電極は、鉄スクラップを溶解したり、直接還元鉄を溶解したりするために使用されます。 (DRI). この方法は、鋼の組成の決定を制御できるため便利です。. このほかにも, 用途が広く、金属スクラップから高品質の鋼を得るのに広く使用されています。.

3. 製鋼二次製造

もう一つの工程は二次製鋼です, 精製とも言います. ここでは、鋼の組成と特性が特定の特性で異なります。. その主要なプロセスには次のものがあります。:

私. 取鍋冶金

ここでは取鍋を使用して鋼の話をしますが、その中には他の合金成分も存在します. このほかにも, 必要な特性を考慮して、特定の方法で温度と成分の割合を調整します。. プロセスには脱硫や脱酸素などのステップも含まれているため、不純物を除去できます。.

Ⅱ. 真空脱泡

溶存ガスを除去するために使用されます, つまり. 溶鋼中の水素と窒素. このプロセスは、材料の機械的特性と定性的状態を改善するのに役立ちます。.

4. 鋳造

その後, 精製された溶鋼は鋳造の過程で冷却されます。. 主に2つの方法があります: 主に2つの方法があります:

 

私. 連続鋳造

ここでは、溶鋼が隣接する耐火物とともに水冷された鋳型内に現れ、鋼の成形が始まります。. 部分的に凍結した鋼は金型から継続的に引き出され、冷却されてビレットになります。, 咲く, または処理に応じてスラブ.

Ⅱ. インゴット鋳造

インゴット鋳造では、鋼をインゴットの形で型に流し込みます。. インゴットは金型から取り出される前に冷却され、凍結するまで放置されます。. このプロセスは連続鋳造としての使用が制限されています. しかし, このテクニックは今でも一部のアプリケーションで使用されています.

5. 成形と加工

固まったら, 鋼はさまざまな成形および加工ステップを経ます. それで, 望ましい形状と特性を実現できます. 2つの方法が含まれています, つまり.

私. 熱間圧延

この過程で, 鋼の集中的な加熱が実行されます. このほかにも, 材料はローラーの間でプレスされ、必要な薄めの目的の製品が得られます。. これらにはシートが含まれる場合があります, バー, とレール. 鋼の延性と加工性を高めるためにこのプロセスが組み込まれています。.

Ⅱ. 冷間圧延

冷間圧延は室温より低い温度で行われます. その結果、より高い仕上がりと正確な寸法が得られます。 鋼鉄. 薄いシートやストリップに広く応用されています.

6. 熱処理

熱処理プロセスにより鋼の機械的特性が向上します, つまり. 硬度, 強さ, そして靭性. 通常、次の手順で構成されます.

私. アニーリング

鋼を所定の温度まで加熱し、その後徐々に冷却するプロセスです。. 内部ストレスの軽減にも役立ちます, 鋼の延性と細粒組織の増加.

Ⅱ. 焼き入れと焼き戻し

焼き戻しは鋼を急速に冷却します, 鋼の硬度を高めるために主に水または油に溶かします. その後, 焼き戻しは鋼をより低い温度まで再加熱し、徐々に冷却します。. 「靭性」を高め、「脆性」を下げるために使用されます。.

鋼は何に使用されますか?

鋼鉄, 多用途性で知られる, さまざまなタイプとグレードがある. ここではその応用例をいくつか紹介します:

1. 交通機関

鉄鋼は橋や鉄道などのインフラに使用され、輸送において重要な役割を果たしています。. さまざまな車両のフレームも構成しています, 電車も含めて, 車, そして大きな船. 卓越した強度により、これらの用途に最適です.

2. 工事

建設業界では, 鋼鉄は、その高い強度と剛性により、主に構造要素および耐荷重要素として使用されます。.

3. 製造業

鉄鋼は製造業で広く利用されています, 特に機械部品や工具. その堅牢性により、要求の厳しい用途に最適です。.

4. 包装

スチールは食品や飲料の缶の製造に一般的に使用されています. 耐久性とリサイクル性により優れたオプションとなります.

5. 医療機器

ステンレス鋼は耐食性に優れているため医療器具に広く使用されています。. 微生物の増殖をサポートしません, 掃除が簡単です, 加熱殺菌も可能です. 手術器具やさまざまな医療機器は、多くの場合ステンレス鋼で作られています。.

6. スポーツ用品

鋼は自転車やゴルフクラブなどのスポーツ用品に使用されています. 大きな応力に耐えるアイテムにはスチールの強度と耐久性が役立ちます.

7. エネルギー生産

エネルギー分野では, 強度と磁気特性を考慮してスチールが使用されます. ジェネレーターにあります, 変圧器, とモーター, 鉄塔や鋼鉄で強化された電力ケーブルなどの構造コンポーネントにも使用されます。.

スチールとの違い アルミニウム

鋼鉄	アルミニウム
鉄と炭素を混ぜただけです	純金属 (要素)
かなり重くて強いです	より軽くてより弱い
スチールには錆を防ぐために保護コーティングが必要な場合があります	自然に耐腐食性があります
高い施工性です, 自動車	航空宇宙および包装での使用
かなり安価	通常はもっと高価です

鋼より硬いものは何ですか?

鋼はその硬さから非常に人気がありますが、. ただし、炭化タングステンや特定のセラミックなどの一部の材料は鋼よりも硬いです. これらの材料は、優れた硬度と耐摩耗性を得るために多くの用途に使用されています。.

スチールと金属の違い

鋼鉄	金属
鉄の合金 + 炭素	さまざまな要素を含む幅広いカテゴリーで構成されています
強いです, 耐久性のある, 難しい	導電性があります, 順応性のある, 延性のある
例えば. ステンレス鋼, 炭素鋼	例えば. 銅, アルミニウム, 金, 銀

結論

結論は, 鋼とは何ですか? 現代産業の基礎となる素材です. 一般的にはその強さで知られていますが、, 多用途性, そして適応力. このほかにも, その歴史的発展, 多様なタイプ, さまざまなアプリケーションにより、さまざまな分野におけるその重要性が強調されています。. これらには建設が含まれる場合があります, 製造業, そして日常生活. さらに, 一般にさまざまなタイプがあり、さまざまな用途に使用できます。.

よくある質問

Q1- 鉄をリサイクルできますか?

はい, 確かに、鉄鋼は非常にリサイクル可能であり、劣化することなく何度もリサイクルプロセスを経ることができます。.

第2四半期- 合金鋼の一般的な用途は何ですか??

高い引張強度が必要な場合には合金鋼が最適です. これらには歯車が含まれる場合があります, シャフト, 車のフェンダー, とコラム.

Q3- 鉄の錆びを防ぐにはどうすればよいですか?

鉄と同じように, 塗装することで錆びを防ぐことができます, ステンレス鋼の使用, 防錆処理を施しております.

Q4- 建設で最も一般的に使用される鋼の種類は何ですか?

これらには炭素鋼が含まれる場合があります, 一般に梁用, 列, そして援軍.

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