5. Чим відрізняються сталі від чавунів?

Чим же відрізняється чавун від стали ? Перш за все він містить значно більше вуглецю (2- 4%) , тоді як в конструкційних сталях зміст вуглецю вимірюється десятими долями відсотка.

Якщо в сталі вуглець хімічно пов′язаний із залізом і присутній у вигляді карбіду заліза (цементіта), то в чавуні вуглець знаходиться в своїй елементарній формі - у вигляді графітних включень.

Структура чавуну складається із зерен заліза (ферит) і пластинок графіту, великих або дрібних, які розподілені в так званій металевій матриці, тобто масі основного металу. Незначна частка вуглецю і в чавуні може бути пов′язана із залізом в цементіте; в цьому випадку матриця складається з фериту і перлиту, але форма і розподіл графіту залишаються тут такими ж, як у феррітной матриці.

6. Для чого проводять легування?

Легування ( ньому. legieren - " сплавляти ", від лат. ligare - "Зв'язувати") - додавання в склад матеріалів домішок для зміни (поліпшення) фізичних і хімічнихвластивостей основного матеріалу. Легування є узагальнюючим поняттям ряду технологічних процедур, розрізняють об'ємне (металургійне) і поверхневе (іонне, дифузне та ін) легування.

У різних галузях застосовуються різні технології легування.

В металургії легування проводиться в основному введенням в розплав або шихту додаткових хімічних елементів (наприклад, в сталь - хрому, нікелю,молібдену), поліпшують механічні, фізичні та хімічні властивості сплаву. Для зміни різних властивостей (підвищення твердості, зносостійкості, корозійної стійкості і т. д.) приповерхневого шару металів і сплавів застосовуються також і різні види поверхневого легування. Легування проводиться на різних етапах отримання металевого матеріалу з цілями підвищення якості металургійної продукції і металевих виробів.

При виготовленні спеціальних видів скла і кераміки часто проводиться поверхневе легування. На відміну від напилення та інших видів покриття, що додаються речовини дифундують в легіруемий матеріал, стаючи частиною його структури.

При виготовленні напівпровідникових приладів під легуванням розуміється внесення невеликих кількостей домішок або структурних дефектів з метою контрольованого зміни електричних властивостей напівпровідника, зокрема, його типу провідності.

Легування стало цілеспрямовано застосовуватися порівняно недавно. Частково це було пов'язано з технологічними труднощами. Легуючі добавки просто вигорали при використанні традиційної технології отримання сталі. Тому для отримання дамаської ( булатної) стали використовували досить складну на той час технологію.

Примітно те, що першими сталями, з якими познайомився чоловік було пріроднолегірованние сталі. Ще до початку залізного століття застосовувалосяметеоритне залізо, що містить до 8,5% нікелю ^[3].

Високо цінувалося і пріроднолегірованние стали, виготовлені з руд, спочатку багатих легуючими елементами ^[4]. Підвищена твердість і в'язкість японських мечівз можливістю забезпечити гостроту кромки можливо пояснюються наявністю в сталі молібдену ^[5].

Сучасні погляди про вплив на властивість сталі різних хімічних елементів почали складатися з розвитком хімії у другій чверті XIX століття ^[5].

Мабуть, першим вдалим використанням цілеспрямованого легування можна вважати винахід в 1858 р. Мюшеттом сталі, що містить 1,85% вуглецю, 9%вольфраму і 2,5% марганцю. Сталь призначалася для виготовлення різців металообробних верстатів і стала прообразом сучасної лінійки швидкорізальних сталей. Промислове виробництво цих сталей почалося в 1871 р.

Прийнято вважати, що першою легованої сталлю масового виробництва стала Сталь Гадфільда ​​, відкрита англійським металургом Робертом Еббот Гадфільдом в 1882 г ^[5]. Сталь містить 1,0 - 1,5% вуглецю і 12 - 14% марганцю, володіє хорошими ливарними властивостями і зносостійкістю. Без особливих змін хімічного складу ця сталь збереглася до нашого часу.