Metalo profilis: Plienas

Savybės, istorija ir programos

Thierry Dosogne / Getty Images

Plienas, svarbiausia pasaulyje statybinė medžiaga, yra geležies lydinys, kuriame yra nuo 0,2 % iki 2 % masės anglies ir kartais nedidelis kiekis kitų elementų, įskaitant manganą. Be pastatų, jis naudojamas prietaisų, automobilių ir lėktuvų gamyboje.

Istorija

The komercinio plieno atsiradimas gamyba atsirado XIX amžiaus pabaigoje ir buvo sero Henrio Bessemerio sukūrimo veiksmingo būdo sumažinti anglies kiekį ketuje rezultatas. Sumažinus anglies kiekį, tuo daug sunkiau ir daugiau kaliojo gaminamas metalo gaminys iš plieno.

Plienas buvo maždaug nuo Geležies amžius , kuris truko maždaug nuo 1200 m. pr. m. e. iki 550 m. pr. Kr., nors pradžios ir pabaigos datos skiriasi priklausomai nuo geografinės vietovės. Hetitai, gyvenę šiuolaikinėje Turkijoje, galėjo būti pirmieji žmonės, kurie sukūrė plieną kaitindami geležį su anglimi.

Gamyba

Šiandien dauguma gaminamas plienas pagrindiniais deguonies metodais (taip pat žinomas kaip bazinė deguonies plieno gamyba arba BOS). BOS pavadinimas kilęs iš proceso, kai deguonis turi būti pučiamas į didelius indus, kuriuose yra išlydyta geležis ir plieno laužas.

Nors BOS gamina didžiausią pasaulinės plieno gamybos dalį, elektros lanko krosnių (EAF) naudojimas auga nuo XX amžiaus pradžios ir dabar sudaro apie du trečdalius JAV plieno produkcijos . EAF gamyba apima plieno laužo lydymą elektros srove.

Klasės ir tipai

Pasaulio plieno asociacijos duomenimis, yra per 3500 įvairių rūšių plienas , apimantis unikalias fizines, chemines ir aplinkos savybes. Šios savybės apima tankį, elastingumą, lydymosi temperatūrą, šilumos laidumą, stiprumą ir kietumą. Gamindami įvairių rūšių plieną, gamintojai keičia legiruotų metalų rūšis ir kiekius, anglies ir priemaišų kiekius, gamybos procesą ir gauto plieno apdirbimo būdą.

Komercinis plienas taip pat paprastai skirstomas į keturias grupes, kurios skiriasi pagal jų savybes metalo lydinys turinys ir galutinio naudojimo programos:

1. Angliniai plienai apima mažai anglies (mažiau nei 0,3 % anglies), vidutinės anglies (net 0,6 % anglies), daug anglies (net 1 % anglies) ir itin didelio anglies kiekio (net 2 proc. anglies) plieno. Mažai anglies plienas yra labiausiai paplitęs ir silpniausias iš trijų tipų. Jis yra įvairių formų, įskaitant lakštus ir sijas. Kuo didesnis anglies kiekis, tuo sunkiau dirbti su plienu. Daug anglies ir ypač daug anglies turintis plienas naudojamas pjovimo įrankiuose, radiatoriuose, perforatoriuose ir laiduose.
2. Legiruotojo plieno sudėtyje yra kitų metalų, tokių kaip aliuminis, varis ar nikelis. Jie gali būti naudojami automobilių dalyse, vamzdynuose ir varikliuose.
3. Nerūdijančiame pliene visada yra chromo, o gal ir nikelio ar molibdeno. Jie yra blizgūs ir paprastai atsparūs korozijai. The keturi pagrindiniai nerūdijančio plieno tipai yra feritinis , kuris yra panašus į anglinį plieną ir yra labai atsparus įtempių korozijos įtrūkimams, tačiau nėra tinkamas suvirinimui; austenitinis , kuris yra labiausiai paplitęs ir tinkamas suvirinimui; martensitinis , kuris yra vidutiniškai atsparus korozijai, bet didelis stiprumas; ir dvipusis , kurį sudaro pusiau feritinis ir pusiau austenitinis plienas ir kuris yra stipresnis nei bet kuris iš šių dviejų tipų. Kadangi nerūdijantis plienas yra lengvai sterilizuojamas , jie dažnai naudojami medicinos įrangoje ir instrumentuose bei maisto gamybos įrangoje.
4. Įrankių plienas yra legiruotas su kietaisiais metalais, tokiais kaip vanadis, kobaltas, molibdenas ir volframas. Kaip rodo jų pavadinimas, jie dažnai naudojami įrankiams, įskaitant plaktukus, gaminti.

Papildomi naudojimo būdai

Plienas yra universalus, todėl jis yra plačiausiai naudojama ir daugiausiai perdirbama metalo medžiaga Žemėje. Be to, dėl didelio stiprumo ir santykinai mažų gamybos sąnaudų jis tinkamas naudoti daugelyje sričių, įskaitant geležinkelius, laivus, tiltus, maisto ruošimo reikmenis, pakuotes ir elektros transformatorius.