Номер 1, страница 86, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Что такое сталь? Чем сталь отличается от чугуна?

1. Что такое сталь? Чем сталь отличается от чугуна?

Сталь — это деформируемый (ковкий) сплав железа ($Fe$) с углеродом ($\text{C}$), в котором массовая доля углерода не превышает $2.14\%$. Помимо углерода, в стали могут содержаться и другие элементы (легирующие добавки), которые придают ей специальные свойства. Основные характеристики стали — высокая прочность, пластичность и вязкость.

Чугун — это также сплав железа с углеродом, но с более высоким содержанием углерода, которое обычно находится в диапазоне от $2.14\%$ до $6.67\%$.

Ключевое отличие стали от чугуна заключается именно в концентрации углерода, что определяет фундаментальную разницу в их физических и механических свойствах.

Основные различия между сталью и чугуном:

• Содержание углерода.
  • В стали: до $2.14\%$.
  • В чугуне: свыше $2.14\%$.
• Механические свойства.
  • Сталь — материал более пластичный и вязкий. Она хорошо поддается ковке, прокатке, штамповке и сварке. Сталь обладает высокой прочностью на разрыв и изгиб, хорошо сопротивляется ударным нагрузкам.
  • Чугун — материал твёрдый, но хрупкий. Он плохо переносит ударные нагрузки и растягивающие усилия, может расколоться при ударе. При этом чугун имеет высокую прочность на сжатие и отличную износостойкость. Он не пластичен, поэтому его нельзя ковать.
• Температура плавления и литейные свойства.
  • Чугун имеет более низкую температуру плавления (около $1150-1250^\circ C$) по сравнению со сталью (около $1450-1520^\circ C$). Благодаря этому и хорошей текучести в расплавленном состоянии, чугун является превосходным литейным материалом для изготовления сложных по форме деталей.
  • Сталь из-за более высокой температуры плавления и худшей текучести сложнее в литье.
• Обрабатываемость.
  • Сталь легко сваривается (большинство марок), режется и обрабатывается давлением.
  • Сварка чугуна затруднена его хрупкостью и требует специальных технологий (прогрев, специальные электроды). Основной способ формования изделий из чугуна — литьё.
• Применение.
  • Из стали производят несущие конструкции, детали машин и механизмов, инструменты, рельсы, трубы, листовой прокат для автомобилей и бытовой техники.
  • Из чугуна отливают массивные детали, работающие на сжатие и требующие высокой износостойкости: станины станков, блоки цилиндров двигателей, радиаторы отопления, тормозные диски, а также посуду (сковороды, казаны).

Ответ: Сталь — это сплав железа с углеродом (с содержанием углерода до $2.14\%$). От чугуна она отличается меньшим содержанием углерода (в чугуне его больше $2.14\%$). Эта разница делает сталь пластичной, вязкой и прочной на разрыв, что позволяет её ковать и сваривать. Чугун же является твёрдым, хрупким материалом, который не поддаётся ковке, но обладает превосходными литейными свойствами и высокой износостойкостью.