Железо и сталь — два наиболее широко используемых металла в мире. Эти два материала обладают особыми свойствами, отличающими их от других, и современные технологии и процессы позволили разработать новые разновидности — чугун и оцинкованную сталь. Они находят широкое применение в различных отраслях промышленности, быту и канализационных системах. В этой статье будут описаны различия между чугуном и оцинкованным железом, а также рассмотрено, как эти различия влияют на их пригодность для использования в трубопроводах и канализационных системах.
Компоненты
Основной компонент чугуна получают из железной руды. Затем из него изготавливают сплав, состоящий из железа, углерода и кремния. Обычно он содержит от 2 до 4% углерода и меньшие количества кремния. В чугуне иногда присутствуют примеси, такие как марганец, сера и фосфаты. Эти дополнительные компоненты, как правило, слишком малы, чтобы повлиять на свойства чугуна.
Оцинкованная сталь изготавливается из углеродистой или низкоуглеродистой стали, которые представляют собой металлические сплавы. Углеродистая сталь состоит из двух элементов: железа и углерода. Другие металлы, которые могут присутствовать в этом сплаве, — это марганец, кремний и медь. Обычно они составляют менее 0,60% сплава, что означает, что их влияние на свойства сплава незначительно.
Подготовка
Чугун получают в доменной печи из железоуглеродистых сплавов или чугуна. В процессе производства чугун формируется непосредственно из расплавленного металла. Упомянутые примеси могут выгорать на этом этапе. Однако углерод также может выгорать таким же образом, и его необходимо восполнить до завершения формовки чугуна. Чугун будет дефектным, если в нем отсутствуют углерод и кремний. После доменной печи чугун не требует рафинирования молотками и другими инструментами. В результате получается менее трудоемкий процесс рафинирования и более дешевый конечный продукт.
Оцинкованная сталь изготавливается из углеродистой стали, покрытой защитным слоем цинка. Это достигается в процессе, называемом цинкованием, который бывает нескольких типов, таких как термическое напыление, горячее цинкование, гальваническое покрытие и другие. При горячем цинковании углеродистая сталь погружается в горячий расплавленный цинк при температуре до 460°C. После полного покрытия сталь поднимают и подвергают воздействию атмосферы. В результате этого воздействия цинк реагирует с кислородом, образуя оксид цинка. Затем он реагирует с углеродом, присутствующим в воздухе, образуя карбонат цинка, который формирует серый слой на поверхности стали. Несмотря на то, что сталь покрыта другим элементом, она остается пластичной и легко поддается обработке другими металлообрабатывающими станками.
Сопротивление
Чугун, как правило, устойчив к атмосферной коррозии. Он обладает большей устойчивостью, чем некоторые стальные сплавы. Чугун также износостойкий и способен гасить вибрации. Однако чугун очень восприимчив к воздействию морской воды и легко подвергается коррозии и образованию точечных повреждений при длительном воздействии высокосоленой среды. Чугун также может быть более хрупким, чем другие обработанные металлы.
Оцинкованная сталь обладает высокой коррозионной стойкостью по сравнению с большинством других металлов. Коррозия снижается двумя способами, которые обеспечиваются процессом цинкования. Расплавленный цинк покрывает поверхность углеродистой стали подобно краске, образуя очень прочный оксидный слой. Он также служит цинковым анодом, принимающим коррозию вместо стали.
Даже если цинковое покрытие повреждено или поцарапано, цинковый анод все равно сможет защитить окружающую сталь. Оставшийся цинк также может восстановить защитное покрытие из оксида цинка. Подобно алюминию, цинк очень реактивен по отношению к кислороду и, следовательно, поглощает большую часть кислорода, с которым контактирует. Это предотвращает дальнейшее окисление стали под покрытием.
Применение
Чугун — это прочный и умеренно износостойкий металлический материал, что делает его пригодным для широкого спектра применений. Из чугуна изготавливают шестерни, компоненты и трубы для автомобилей. Он используется в штампах для металлообработки и деталях машин и механизмов. Чугун также широко применяется в кухонной утвари, поскольку хорошо подходит для нагрева, и наиболее распространенным видом чугунной посуды для приготовления пищи являются сковороды. Однако можно найти и чугунные кухонные принадлежности, формы для выпечки и кастрюли. Чугун также используется в сантехнике, хотя и не так широко, и обычно не рекомендуется для новых домов.
Оцинкованная сталь ценится за долговечность и устойчивость к коррозии. Одним из ярких примеров её применения являются водопроводные трубы. Защитный слой цинка легко предотвращает ржавление — разновидность коррозии. Оцинкованная сталь также используется в стальных каркасах при строительстве домов. Кроме того, из неё изготавливают большинство деталей кузова и каркасов автомобилей. Этот металл также используется в защитной экипировке и дорожных знаках.
Дата публикации: 07 марта 2022 г.