Чугун и сталь могут выглядеть очень похожими на поверхности, и они имеют различные преимущества и недостатки от производства до применения. Понимание этих преимуществ и недостатков и выбор правильных могут означать непростительные различия между прочностью и долговечностью и трещинами или деформацией деталей, которые могут быстро потерять блеск.

Содержание углерода

И железо, и сталь представляют собой черные металлы, в основном состоящие из атомов железа. Однако в производстве не все так просто. Существует множество различных сплавов и марок. На самом деле состав углерода является основным отличием чугуна от стали. Чугун обычно содержит более 2,51ТР2Т углерода, а литая сталь обычно содержит 0,2-0,61ТР2Т углерода.

Machinability

В зависимости от конечного применения, отливка может быть подвергнута механической обработке для достижения определенного допуска или для создания требуемой отделки. Обрабатываемость - это мера обрабатываемости или шлифовки данного материала; некоторые материалы труднее обрабатывать, чем другие. Вообще говоря, металлы с высоким содержанием сплава, добавленные для улучшения механических свойств, имеют низкую обрабатываемость.
Чугун обычно легче обрабатывать, чем сталь. Структура графита в чугуне, более вероятно, сломается более однородным способом. Твердое железо, такое как белое железо, трудно обрабатывать из-за его хрупкости.
При той же консистенции сталь нелегко резать, что приведет к большему износу инструмента, что приведет к увеличению производственных затрат. Закаленная сталь или сталь с высоким содержанием углерода также увеличат износ инструмента. Более мягкая сталь не может быть лучше, однако мягкая сталь, хотя и более мягкая, может прилипать и ее будет трудно использовать.

Характеристика

Следующая таблица описывает качество каждого ингредиента. Несмотря на то, что существует много различных типов стали, эта таблица фокусируется на двух наиболее распространенных формах металла из серого чугуна и углеродистой стали.

литейные качества

Люди, которые работают с жидким чугуном и сталью, скоро обнаружат, что они сильно отличаются по литейной способности и усадке. Чугун относительно легко лить, потому что его легко разливать и он не дает усадки в такой же степени, как сталь. Это означает, что будет легко заполнять сложные пустоты в форме и потребовать меньше расплавленного материала для завершения. Эта текучесть делает чугун идеальным металлом для зданий или декоративных железных конструкций, таких как заборы и уличная мебель.
Внутренняя структура отливок обычно не охлаждается равномерно. Внешняя область и более тонкая часть чугуна будут охлаждаться и сжиматься с различными скоростями, в то время как внутренняя область и более толстая часть обычно создают внутреннее натяжение или напряжение, которое может быть снято только путем термической обработки.
По этим причинам требуется больше внимания и осмотра во всем процессе литья стальной отливки.

прочность на сжатие

Прочность на сжатие - это способность материала противостоять силам, которые уменьшают размер объекта. Это противоположно силе, которая тянет материал на части. Прочность на сжатие выгодна в механических применениях, в которых давление и уплотнение являются факторами. Как правило, чугун имеет лучшую прочность на сжатие, чем сталь.

Ударопрочность

Пока что использование чугуна, кажется, имеет преимущество перед использованием стали, но сталь имеет существенное преимущество: ударопрочность. Сталь может противостоять внезапному удару без изгиба, деформации или разрушения. Это из-за его прочности: он может выдерживать высокие нагрузки и высокие нагрузки.
Непластичная прочность легко вызывает разрушение хрупкого материала. Чугун является типичным представителем прочности и пластичности. Из-за своей хрупкости применение чугуна ограничено.
В то же время высокая пластическая или неразрушающая деформационная способность бесполезна в случае отсутствия прочности, чтобы выдерживать значительное воздействие.
Хотя железо может быть легче использовать в большинстве случаев литья, сталь обладает наилучшим сочетанием прочности и пластичности, что делает его чрезвычайно прочным. Ударопрочность и всесторонняя несущая способность стали делают ее пригодной для многих механических и конструкционных применений

Устойчивость к коррозии

Железо имеет лучшую коррозионную стойкость, чем сталь. Однако, будучи незащищенными, оба металла окисляются в присутствии воды. Если будет достаточно времени, они в конечном итоге отслаиваются. Поэтому для предотвращения коррозии рекомендуется использовать краску или порошковое покрытие для защиты стальной поверхности. Любые сколы или трещины, подверженные воздействию основного металла, могут вызвать коррозию, поэтому для металла с покрытием важно регулярное техническое обслуживание. Если коррозионная стойкость является важным фактором, легированная сталь может быть лучшим выбором, особенно для нержавеющей стали, где для предотвращения окисления добавляются хром и другие сплавы.

Machinability

В зависимости от конечного применения, отливка может быть подвергнута механической обработке для достижения определенного допуска или для создания требуемой отделки. Обрабатываемость - это мера обрабатываемости или шлифовки данного материала; некоторые материалы труднее обрабатывать, чем другие. Вообще говоря, металлы с высоким содержанием сплава, добавленные для улучшения механических свойств, имеют низкую обрабатываемость.
Чугун обычно легче обрабатывать, чем сталь. Структура графита в чугуне, более вероятно, сломается более однородным способом. Твердое железо, такое как белое железо, трудно обрабатывать из-за его хрупкости.
При той же консистенции сталь нелегко резать, что приведет к большему износу инструмента, что приведет к увеличению производственных затрат. Закаленная сталь или сталь с высоким содержанием углерода также увеличат износ инструмента. Более мягкая сталь не может быть лучше, однако мягкая сталь, хотя и более мягкая, может прилипать и ее будет трудно использовать.

Стоимость

Чугун обычно дешевле, чем чугунная, из-за низкой стоимости материалов, энергии и труда, необходимых для производства конечного продукта. Необработанная сталь более дорогая для покупки и требует больше времени и усилий для разливки. Однако при проектировании литейных изделий следует учитывать стоимость долгосрочного использования и замены. В долгосрочной перспективе детали с более высокими производственными затратами могут в конечном итоге снизить затраты.
Сталь также имеет много видов сборных конструкций, таких как пластины, прутки, прутки, трубы и балки, которые обычно могут быть обработаны или собраны в соответствии с конкретными задачами. Производство существующих стальных изделий может быть экономически эффективным вариантом, в зависимости от требуемого продукта и количества.
Износостойкость
Чугун обычно имеет лучшую механическую износостойкость, чем сталь, особенно в случае трения и износа. Более высокое содержание графита в чугуне дает графитную сухую смазку, которая заставляет твердые поверхности скользить друг с другом без снижения качества поверхности.
Сталь легче носить, чем железо, но она может выдерживать определенные виды износа. Некоторые легирующие присадки также могут улучшить износостойкость стали.

Виды чугуна и стали

Мы сравнили качество самой основной формы чугуна (серого чугуна) с качеством чугуна (мягкая сталь или углеродистая сталь), но конкретный состав и фазовая структура стали могут сильно влиять на механические свойства. Например, углерод в стандартном сером железе находится в форме острых графитовых чешуек, в то время как пластичное железо имеет более сфероидальную структуру графита. Хлопчатобумажный графит делает серое железо хрупким, в то время как круглые частицы графита в железе с шаровидным графитом улучшают ударную вязкость, что делает его более подходящим для ударопрочных применений.
Сплавы можно добавлять в железо и сталь для получения требуемых свойств. Например, марганец может увеличить ударную вязкость, в то время как хром может улучшить коррозионную стойкость. Различное содержание углерода также является причиной различения низкоуглеродистой стали, стандартной стали и высокоуглеродистой стали. Высокое содержание углерода сделает материал более твердым.