Что можно сделать из отходов черного металла — железа, стали, нержавейки, чугуна

Состав стали

Основа состава – железо и углерод. В сплаве обычно содержится не более 2,14%.

Основной критерий классификации – химический состав. Вся представленная на рынке продукция разделена на два основных вида сырья:

• Углеродистая сталь. В ее составе кроме железа и углерода также есть фосфор, сера, марганец и кремний. В зависимости от процентного содержания углерода сырье разделено на высоко-, средне- и низколегированные марки. Этот материал можно применять, даже если перед вами стоит задача создать инструмент, использующийся под постоянным напряжением и высокими нагрузками.
• Легированная сталь. К основным компонентам добавлены дополнительные легирующие элементы. Среди них – множество типов веществ, от кремния, бора и азота до хрома, циркония, ниобия, вольфрама и титана. Это влияет не только на стоимость, но и на качество продукции, область использования и характеристики. В продаже вы найдете множество типов продукции – жаропрочные, цементуемые, улучшаемые стали. В зависимости от структуры сырье может быть доэвтектоидного, ледебуритного, эвтектоидного и заэвтектоидного типа.

Свойства и применение стали можно определить по ее марке.

В состав стали могут добавляться различные примеси. В зависимости от того, в каком количестве они представлены в рецептуре, выделяются два основных типа продукции:

• Обыкновенного качества. В составе такого сплава углерода не более 0,6%. Основные стандарты, используемые в изготовлении –ГОСТ 14637 и ГОСТ 380-94. Многие виды продукции в маркировке указываются как «Ст», что означает стандартное качество. На рынке этот тип сырья –один из наиболее доступных по стоимости.
• Качественный. К этой категории относятся легированная и углеродистая разновидности. Уже в маркировке указывается особенность состава, количество углерода в сотых долях. Основной стандарт, которого придерживаются изготовители, – ГОСТ 1577. Стоит такая сталь дороже, чем продукт обыкновенного качества. При этом материал намного более пластичен, хорошо сваривается и отлично защищен от механического воздействия.

Как выбрать украшение из стали?

Качественный аксессуар не может стоить дешевле 150 рублей, если речь идет, например, о кольце простого дизайна. Соблазнительно низкий ценник присущ нефабричной бижутерии из Китая, Кореи и других азиатских стран, сделанной из стали с неудовлетворительными характеристиками. Такое изделие может и заржаветь, и потемнеть, и сломаться.

Украшения из стали – товар, подлежащий сертификации. У продавца должен быть сертификат, в котором черным по белому указано «Украшения для пирсинга» (именно так, даже если вы покупаете бижутерию).

На заметку! Стальное кольцо, в отличие от серебряного или золотого, нельзя увеличить (растянуть) или уменьшить (сжать). Сталь слишком прочный материал, поэтому при покупке украшения лучше не ошибаться с размером

Основные свойства стали

При заказе материала нужно учитывать, какими свойствами должна обладать сталь, чтобы подойти под конкретную область применения. Если не понимать такой особенности, есть риск покупки сырья, не соответствующего прочности, уровню защиты от коррозии, качеству свариваемости и другим характеристикам.

Рассмотрим основные характеристики материала.

Механические

Показывают, какие варианты обработки можно выбирать и где использовать. Есть несколько основных параметров:

• Прочность. Показывает, какую нагрузку можно прикладывать к детали, пока не появятся первые признаки разрушения. Для каждой марки материала указывается этот параметр, а также предел текучести.
• Предел прочности. Указывает на защищенность материала от механического напряжения.
• Предел текучести. Дает представление о растягиваемости материала. Это помогает понимать, насколько сильно можно растянуть материал до момента, пока процесс будет продолжаться, даже когда нагрузка перестанет прикладываться.
• Пластичность. Чтобы материал можно было использовать в изготовлении различных типов деталей и заготовок. Такая характеристика помогает сырью менять форму, прописывается, чтобы определить параметры относительного угла изгиба и удлинения.
• Ударная вязкость. Напрямую связана с пределами динамических нагрузок. Характеристика указывает, насколько сильный удар сможет выдержать готовое изделие или заготовка, прежде чем начнет окончательно разрушаться.
• Твердость. Показывает предельную нагрузку по площади до момента возникновения вдавливания. Может определяться разными методами, как Бринелля, так и Виккерса.

Физические

Параметры дают понять, возможно ли применение стали в строительстве или различных областях промышленности. Есть три значимых центральных показателя:

• Плотность. В характеристике зашифровано, какая масса стали содержится в указанном объеме. Чем выше прочность, тем больше защищенность от деформации, сильного давления и других потенциальных угроз.
• Теплопроводность. Параметр дает представление, насколько быстро тепло передается по заготовке. Параметр очень важен для промышленности, к примеру, при изготовлении радиаторов или труб для теплотрасс.
• Электропроводность. Позволяет оценить безопасность применения материала в местах, где есть риск удара током. Также сплав можно выбрать и для установки в сферах, где имеют значение его проводниковые характеристики.

Химические

Весь набор параметров дает представление о том, как поведет себя материал в разных температурах или средах с разной степенью агрессивности. Есть четыре основных параметра:

• Окисляемость. Процесс окисления вызывается контактом металла с кислородом, может стимулироваться увеличением температуры. На уровень окисляемости влияет содержание углерода и среда, в которой используются изделия. Чем больше подверженность окислению, тем быстрее на поверхности появится ржавчина.
• Защищенность от коррозии. Указывается для разных сред. Может меняться при использовании на открытом воздухе, а также при контакте с водой или почвой.
• Жаростойкость. Помогает понять, при каком нагреве на металле начинает постепенно развиваться коррозия. Характеристика напрямую связана с окисляемостью.
• Жаропрочность. От жаростойкости отличается тем, что затрагивает не коррозийную стойкость и защиту от окалины, а саму прочность. Знание параметров поможет вам понять, до какой температуры нагреется заготовка, прежде чем ее можно будет сломать или деформировать.

Технологические

Показывают возможность обработки с применением различных технологий. Центральные параметры:

• Ковкость. Чем она выше, тем быстрее можно будет придать форму постоянным внешним механическим воздействием.
• Жидкотекучесть. Если этот параметр находится на высоком уровне, расплавленный материал сможет лучше заполнять пустоты.
• Свариваемость. Помогает соединять различные заготовки между собой. Отличается как в зависимости от типа использованной сварки, так и самого сплава.
• Обрабатываемость резанием. Сталь можно обрабатывать разными видами режущих инструментов для создания металлопроката и деталей с разными параметрами и областью применения.

Какая сталь используется в украшениях?

Высококачественная нержавеющая сталь марки 316L (код 03Х17Н14М3 по ГОСТу) – она же хирургическая, она же ювелирная. Проще говоря, ювелирами используется тот же сплав, что идет на скальпели, имплантаты и детали медицинского оборудования, на посуду для дома и столовые приборы. Он прочен, очень устойчив к появлению коррозии и повреждений, гипоаллергенен. Неслучайно пирсинги – украшения, которые надо в буквальном смысле носить на теле, – изготавливаются из стали 316L (но! при первичном пирсинге, пока прокол не зажил, рекомендуется носить изделие из титана).

На заметку! Нержавеющую сталь изобрел в 1913 году британский металлург и ученый Гарри Бреарли, работая над сплавами для стволов пушек

Применение стали

Механические и химические свойства стали напрямую влияют на то, где ее можно использовать. Проще всего определиться со сферой по марке, указанной на сырье. Так продукцию с хорошей жаропрочностью можно использовать в средах, где есть риск воздействия постоянных высоких температур. То же относится к маркам, отличающимся хорошей свариваемостью и коррозийной стойкостью.

По сферам производства можно выделить несколько основных категорий:

• Строительные. Применяются при создании металлоконструкций различного масштаба, арматуры, обшивки стен. Необходимые характеристики отличаются в зависимости от области применения. Так для одних видов сплава важна стойкость к коррозии во влажных средах, для других – защита от окисления при контакте с почвой. Но все используемые типы сырья должны хорошо свариваться, иметь повышенную прочность при постоянном или периодическом сильном механическом давлении. В сочетании с важной для строителей доступностью стоимости такими параметрами обладают низколегированные сплавы и варианты обычного качества.
• Инструментальные. Применяются для изготовления инструментов различного назначения. Все сплавы разделены на три категории. Первая используется для создания штампованных деталей. Вторая – при производстве режущего инструмента, третья – измерительного с высокой точностью. Лучшим решением станет заказ высоколегированных и высокоуглеродистых материалов. Они не только хорошо защищены от износа, но и отличаются твердостью, хорошей теплопроводностью.
• Конструкционные. Разнообразны по сфере использования: применяются для металлоконструкций, а также для деталей, крупных механических узлов. Лучшее решение – применение сплава с малой долей марганца. Легирование позволяет расширить список полезных характеристик. Эксперты рекомендуют обратить внимание на высокопрочные, автоматные, износостойкие и другие марки.

Также всегда можно заказать материалы со специальными характеристиками для конкретной зоны применения. Это могут быть как сплавы с повышенной жаропрочностью, так и защищенные от окисления при контакте с кислородом, хорошо плавящиеся, электропроводные и многие другие.

Историческая сводка

Поделки из металла люди начали изготавливать сразу после открытия этого материала, его первичной обработки. Сначала это были простые орудия труда, посуда, емкости, оружие, но постепенно люди начали изготавливать из металлов декоративные поделки, изделия, которые использовались в качестве валюты. Постепенно появились новые виды металлов, сплавов, способы обработки.

Инструменты и оборудование

Выбор инструментов, оборудования зависит от выбранной техники обработки металлических заготовок. Популярные методики — холодная, горячая ковка, простая механическая сборка поделок с помощью ручных, электроинструментов. Оборудование, инструменты для горячей ковки:

• наковальня;
• печь, горн;
• клещи, молоты;
• вилки для гнутья;
• тиски;
• сварочный аппарат;
• кузнечное зубило;
• гвоздильни;
• подсечки из стали;
• гладилки;
• подбойки, пробойник;
• болгарка;
• дрель с оснасткой.

Для холодной ковки используются аналогичные инструменты, но без печи, горна, наковальни. Также понадобится специальные станки для обработки металлических заготовок. Ручной инструмент для холодной ковки:

1. Гнутик. Механизм для сгибания полос из металла, арматуры.
2. Волна. Ручной станок для создания колец, синусоидов из металлических полос, полых трубок, прутьев. Готовые детали нужны для изготовления масштабных узоров.
3. Улитка. Ручные механизмы для сгибания арматуры в спирали. Ограничение в диаметре обрабатываемых заготовок — 12 мм. Можно делать изгибы разного радиуса.
4. Фонарик. Ручной гибочный станок, которые предназначен для изготовления декоративных элементов.
5. Твистер. С помощью этого механизма можно скручивать полосы, чтобы получать вытянутые спирали.

Также может понадобиться гидравлический пресс.

Дрель (Фото: Instagram / _instrument_ua_)