Geležinis ir plienas: savybių palyginimas
Geležis ir plienas yra du plačiausiai naudojami metalai pasaulyje, kiekviena pasižymi skirtingomis savybėmis, dėl kurių jie yra tinkami skirtingiems pritaikymams. Nors jie turi tam tikrų panašumų, pagrindiniai skirtumai tarp jų yra pagrįsti savo sudėtimi ir tuo, kaip jie sąveikauja su kitais elementais. Šiame straipsnyje mes palyginsime geležies ir plieno savybes, kad geriau suprastume, kaip jos skiriasi ir kodėl vienam gali būti teikiama pirmenybė, palyginti su kitomis įvairiose programose.
1. Kompozicija
Lygintuvas: Gryna geležis su cheminiu simboliu Fe yra metalinis elementas, kuris natūraliai pasireiškia. Jį daugiausia sudaro geležies atomai ir paprastai randama gamtoje kaip hematitas ir magnetas. Grynoji geležis yra palyginti minkšta ir turi mažą tempimo stiprumą.
Plienas: Plienas yra geležies lydinys, kuriame paprastai yra anglies kaip pagrindinis legiruotas elementas, taip pat nedidelius kiekius kitų elementų, tokių kaip manganas, chromas, nikelis ir vanadis. Anglies pridėjimas (paprastai tarp 0. 02% iki 2,1%) reikšmingai keičia geležies savybes, padidindama jo stiprumą, kietumą ir kitas mechanines savybes.
2. Stiprumas ir patvarumas
Lygintuvas: Gryna geležis yra palyginti minkšta, palyginti su plienu. Jis turi mažą tempimo stiprumą, o tai reiškia, kad prieš laužymą jis negali atlaikyti daug traukimo ar tempimo jėgos. Tai daro gryną geležies netinkamą daugumai konstrukcinių programų.
Plienas: Plienas, dėl anglies kiekio ir legiruotų elementų, yra daug stipresnis ir sunkesnis nei gryna geležis. Plieno anglis sudaro geležies karbidą, kuris padidina jo kietumą. Plienas gali būti dar labiau sustiprintas atliekant terminio apdorojimo procesus, tokius kaip grūdinimas, sukietėjimas ar gesinimas, todėl jis yra idealus įvairiausiems pramoniniams tikslams - nuo statybos iki automobilių gamybos.
3. Atsparumas korozijai
Lygintuvas: Geležis yra labai linkusi į koroziją, kai veikiama drėgmės ir deguonies, sudarydamas geležies oksidą ar rūdis. Rūdymo procesas susilpnina metalą ir laikui bėgant pablogina jo našumą.
Plienas: Plieno atsparumas korozijai skiriasi priklausomai nuo jo sudėties. Pavyzdžiui, anglies plienas gali korozuoti kaip ir gryną geležies. Tačiau lydinio plienai, tokie kaip nerūdijantis plienas, kuriame yra chromo, yra labai atsparūs korozijai. Nerūdijantis plienas savo paviršiuje sudaro apsauginį oksido sluoksnį, kuris apsaugo nuo rūdžių ir padidina jo patvarumą atšiaurioje aplinkoje.
4. Darbingumas
Lygintuvas: Gryną geležies kiekį gana lengva dirbti dėl savo minkštumo. Jis gali būti suformuotas, plakamas ir suklastotas nereikalaujant per didelės jėgos, todėl ji yra tinkama sukurti tokius daiktus kaip dekoratyviniai dizainai ar paprasti įrankiai. Tačiau mažas jo stiprumas riboja jo naudojimą reikalaujančiose programose.
Plienas: Plienas taip pat labai veikia, tačiau norint suformuoti formą, reikia daugiau pastangų, palyginti su gryna geležimi, dėl padidėjusio jo kietumo. Plienas gali būti suvirintas, suklastotas ir apdirbtas, tačiau tinkamumo lygis priklauso nuo plieno tipo. Pvz., Švelnų plieną (mažai anglies dioksidoninį plieną) lengviau dirbti, nei su dideliais anglies dioksido plitimu, kuris yra trapesnis.
5. Entucilumas ir kalimas
Lygintuvas: Gryna geležis yra gana lankstus (ją galima ištempti į vielą) ir kaliamųjų (ją galima sudrėkinti į plonus lakštus), tačiau jam trūksta plieno kietumo ir lankstumo. Dėl to gryna geležis yra labiau linkusi deformuoti ar sulaužyti stresą.
Plienas: Plienas paprastai yra mažiau nei grynas geležis, ypač daug anglies iš anglies. Tačiau plieno lankstumą ir klojimą galima valdyti reguliuojant anglies kiekį ir legiruotus elementus. Pavyzdžiui, švelnus plienas yra labai lankstus ir kaltas, todėl jis yra tinkamas programoms, kurioms reikalingas lankstumas, pavyzdžiui, automobilių ir statybų pramonėje.
6. Kaina ir prieinamumas
Lygintuvas: Grynoji geležis yra palyginti nebrangi gaminti ir jos gausu žemės plutos. Tačiau dėl ribotų mechaninių savybių ji netinkama daugeliui šiuolaikinių programų, taip sumažinant bendrą jo paklausą.
Plienas: Plienas yra brangesnis nei gryna geležis dėl papildomų lydinio ir perdirbimo išlaidų. Galimų plieno tipų įvairovė (anglies plienas, nerūdijantis plienas, lydinio plienas ir kt.) Reiškia, kad plienas gali būti pagamintas atsižvelgiant į įvairius poreikius, pradedant nuo statybos iki kosmoso, todėl jis tampa universali ir plačiai naudojama medžiaga.
7. Programos
Lygintuvas: „Pure Geležis“ riboto naudojimo šiuolaikinėmis reikmėmis dėl jos minkštumo ir jautrumo korozijai. Tačiau jis vis dar naudojamas kai kuriose specializuotose programose, tokiose kaip elektriniai komponentai (gryniausia forma) ir kaip pagrindinė ketaus gamybos medžiaga, kuri plačiai naudojama varikliuose, vamzdžiuose ir kituose pramoniniuose produktuose.
Plienas: Plienas naudojamas daugybėje pritaikymų dėl jo geresnio stiprumo, kietumo ir universalumo. Jis naudojamas statant pastatus, tiltus, laivus ir transporto priemones bei gamybos produktus, tokius kaip mašinos, įrankiai ir pramoninė įranga. Specializuoti plienai, tokie kaip nerūdijantis plienas, naudojami programose, kuriose atsparumas korozijai yra kritinis, kaip ir maisto pramonėje, medicinos prietaisuose ir jūrų aplinkoje.
8. Šiluminis apdorojimas
Lygintuvas: Gryno geležies lydymosi taškas yra apie 1538 laipsnį (2800 laipsnių F), tačiau jis nėra daug naudingas termiškai apdorojant savo mechanines savybes, nes ji jau yra palyginti minkšta.
Plienas: Plienas gali būti termiškai apdorotas įvairiais būdais, siekiant pagerinti jo kietumą, stiprumą ir kitas savybes. Šilumos procedūros, tokios kaip gesinimas, grūdinimas ir atkaitinimas, leidžia tiksliai valdyti plieno mikrostruktūrą, todėl jis yra tinkamas įvairiausioms reikmėms - nuo konstrukcinio plieno iki įrankio plieno.
9. Poveikis aplinkai
Lygintuvas: Geležies rūdos gavyba ir perdirbimas gali turėti didelį poveikį aplinkai, įskaitant miškų naikinimą, buveinių sunaikinimą ir taršą. Tačiau pati geležis yra 100% perdirbamas ir gali būti pakartotinai naudojamas įvairiomis formomis.
Plienas: Plieno gamyba yra daug energijos reikalaujanti, tačiau, kaip ir geležis, ji yra labai perdirbama. Tiesą sakant, perdirbant plieną reikia mažiau energijos, nei gaminti naują plieną iš žaliavų. Plieno pramonė siekia sumažinti savo aplinkos pėdsaką naudodama energiją taupančias technologijas ir padidėjusį perdirbto plieno naudojimą.
Išvada: pagrindiniai geležies ir plieno skirtumai
Nors geležis ir plienas yra būtinos medžiagos šiuolaikiniame pasaulyje, jų savybės labai skiriasi. Geležis yra minkšta, linkusi į koroziją ir yra ribota jo naudojimo srityje, nes jos nėra stiprumo ir ilgaamžiškumo. Kita vertus, plienas yra stipresnis, universalesnis ir gali būti pritaikytas konkrečioms reikmėms, pridedant legiruotų elementų ir šilumos apdorojimo.
Patobulintos plieno savybės daro ją pasirinkta medžiaga daugumai pramoninių programų, pradedant statybomis ir baigiant gamyba. Tačiau geležis vis dar vaidina svarbų vaidmenį gaminant ketaus ir tam tikrus specializuotus komponentus.
Apibendrinant galima pasakyti, kad pagrindiniai geležies ir plieno skirtumai slypi jų sudėtyje, stiprumą, darbingumą, atsparumą korozijai ir universalumui, o plienas suteikia didesnį stiprumą ir ilgaamžiškumą platesniam pritaikymui.
