Теория:
Из всех добываемых металлов наибольшее значение имеет железо. Вся современная техника связана с применением сплавов железа — чугуна и стали.
Чугун — это сплав железа с углеродом, содержание которого может составлять от \(2\) до \(4\) \(\%\).
В чугуне содержится также небольшое количество кремния, фосфора, марганца, серы и других веществ.
По сравнению с чистым железом чугун характеризуется большей твёрдостью, но меньшей прочностью. Высокое содержание углерода приводит к неоднородности чугуна и его хрупкости. Эта особенность не позволяет изготавливать из чугуна детали, подверженные ударным нагрузкам.
Изделия из чугуна делают способом литья. Расплавленный чугун заливают в формы, в которых он застывает.
В промышленности чугун применяется при строительстве нефте- и газопроводов, мостов, для изготовления оснований различных станков, коленчатых валов.
Используется чугун для производства ванн, раковин, радиаторов отопления, труб, кухонной посуды (сковородки, казаны). Из чугуна изготавливают декоративные изделия: ограждения, решётки, винтовые лестницы и т. д.
 |  |
Рис. \(1\). Детали из чугуна | Рис. \(2\). Чугунная дверца |
Большая часть произведённого чугуна перерабатывается в разные сорта стали.
Сталь — сплав железа с углеродом, содержание которого меньше \(2\) \(\%\).
Сталь отличается от чугуна однородным строением, большей прочностью и ковкостью. Сталь, в отличие от чугуна, можно ковать, штамповать и прокатывать.
Для придания важных качеств в сталь добавляют хром, никель, ванадий, вольфрам и другие металлы. Такие добавки называют легирующими, а сталь, содержащую эти вещества, — легированной.
Рассмотрим подробнее влияние некоторых добавок на свойства стали.
Легирующая добавка | Влияние на свойства стали |
| Хром | Увеличивает твёрдость, повышает устойчивость к коррозии |
| Никель | Повышает вязкость, ковкость, механическую прочность и устойчивость к коррозии |
| Кремний | Увеличивает устойчивость к действию кислот |
| Марганец | Увеличивает твёрдость и механическую прочность, повышает устойчивость к ударам и истиранию |
| Ванадий | Повышает прочность и устойчивость к ударам |
| Вольфрам | Повышает твёрдость и устойчивость к окислению при высоких температурах |
| Молибден | Повышает устойчивость к коррозии, окислению при высоких температурах и упругость |
| Медь | Увеличивает устойчивость к коррозии и ковкость |
| Титан | Повышает устойчивость к коррозии, упругость и жаропрочность |
Сталь имеет очень широкое применение. Из разных видов стали изготавливают железнодорожные рельсы, детали машин и сооружений, химическую аппаратуру. Сталь применяют для производства режущих и измерительных инструментов, а также кухонной посуды.
 |  |
Рис. \(3\). Детали из стали | Рис. \(4\). Кухонная посуда из стали |
Источники:
Рис. 1. Детали из чугуна, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/high-quality-iron-casting-parts-products-1159977976. (Дата обращения: 21.04.2023).
Рис. 2. Чугунная дверца, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/cast-iron-door-furnaces-isolated-on-221518213. (Дата обращения: 21.04.2023).
Рис. 3. Детали из стали, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/steel-turning-milling-parts-gears-on-2188858053. (Дата обращения: 21.04.2023).
Рис. 4. Кухонная посуда из стали, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/stainless-steel-kitchenware-on-table-light-243141508. (Дата обращения: 21.04.2023).