10 Механічні та фізичні властивості сталі



The механічні та фізичні властивості сталі вони можуть значно змінюватися в залежності від їх складу і відсотка домішок (таких як фосфор або сірка).

Таким чином, коли потрібно досягти кращих механічних і фізичних властивостей над іншими, сталь може бути легована хромом, кобальтом, міддю, молібденом, нікелем, азотом, селеном, танталом, титаном, вольфрамом або ванадієм..

Склад і властивості сталі відрізняються в широких межах. Сталь в цілому має більш низький вміст вуглецю, ніж у заліза, і меншу кількість домішок, ніж ті, що містяться в інших металах.

Загалом, такі фізичні властивості, як щільність, електрична і теплопровідність, не відрізняються в значній мірі від одного сплаву до іншого.

Однак такі механічні властивості, як міцність, пластичність і твердість, значною мірою залежать від типу сплаву і складу сталі.

Основні механічні властивості сталі

1 - пластичність

Саме здатність сталі зберігати свою форму після зусиль. Сталі, що легуються з невеликими відсотками вуглецю, є більш пластичними.

2 - Крихкість

Крихкість - це легкість, з якою сталь може бути розбита під час зусиль. Коли сталь легується, з високим відсотком вугілля, вона має тенденцію бути більш крихкою. 

3- Ковкість

Податливістю є установка, яка має ламінову сталь. Таким чином, деякі сплави з нержавіючої сталі, як правило, більш пластичні, ніж інші.

4- Твердість

Твердість - це опір, який протистоїть металу проти абразивних агентів. Чим більше вуглецю додається до сталевого сплаву, тим важче буде (Kailas, s.f.)

5- Міцність

Напруженість - це поняття, яке позначає здатність сталі протистояти застосуванню зовнішньої сили, не порушуючи її.

У випадку сталі з середньою концентрацією вуглецю, міцність має тенденцію бути вищою (Глава 6. Механічні властивості металів, 2004).

Основні фізичні властивості сталі

1 - Тіло

Включіть властивості, пов'язані з вагою, об'ємом, масою та щільністю сталі.

2 - Теплова

Це стосується трьох фундаментальних аспектів сталі: її здатності проводити температуру (провідність), її потенціалу для передачі тепла (конвекції), а також її здатності випромінювати інфрачервоні промені в середовищі (випромінювання)..

3- Електричні

Вони відносяться до здатності сталі проводити електричний струм.

4 - оптика

Ці властивості у випадку сталі означають його здатність відображати світло або випромінювати яскравість. У міру того, як нержавіюча сталь легується з більш високим відсотком алюмінію, кращі оптичні властивості будуть мати.

5 - магнітна

Це стосується здатності сталі індукувати або індукувати електромагнітне поле.

Чим більший відсоток заліза в сталевому сплаві, тим більша його здатність діяти як магніт (Sandhyarani, 2016).

Типи сталі

Різні типи сталі виготовляються відповідно до їх застосування, тому механічні та фізичні властивості цих типів стали повинні бути різними.

Таким чином були створені різні шкали для класифікації сталі за своїми властивостями (еластичність, щільність, температура плавлення, теплопровідність, міцність, твердість, серед інших).

Для виготовлення різних видів сталі виробники використовують різні концентрації інших металів для отримання сплавів.

Процес виробництва і спосіб обробки сталі також мають значний вплив на отриманий кінцевий продукт.

За даними Американського інституту чавуну і сталі (AISI за його абревіатурою англійською мовою), сталь може бути розділена на чотири основні групи, відповідно до їх хімічного складу:

  • Вуглецева сталь
  • Легована сталь
  • Нержавіюча сталь
  • Інструментальна сталь

Властивості вуглецевої сталі

Вуглецева сталь походить від сплаву між залізом і вуглецем. Змінюючи відсоток вугілля, можна виробляти сталі з різними якостями. Загалом, чим вищий відсоток вугілля, тим міцнішою і жорсткішою буде сталь.

Сталь з низьким відсотком вугілля на ринку відома як коване залізо. Ця сталь легко обробляється, тому що вона дуже пластична.

З цієї причини він широко використовується для виготовлення решіток, декоративних застосувань або ламп.

Сталь із середнім вмістом вуглецю є міцною, тому використовується для виготовлення мостів або конструктивних деталей, здатних підтримувати величезні навантаження.

Зі свого боку, сталь з високим вмістом вуглецю використовується для виготовлення кабелів. Коли відсоток вугілля більший за залізо, ми говоримо про чавун, який використовується для виготовлення ваз та інших предметів.

Хоча цей останній тип сталі досить жорсткий, він також дуже крихкий (Матеріали, 2014).

Властивості легованої сталі

Легована сталь є такою, яка виготовляється з невеликим відсотком одного або декількох металів, відмінних від заліза.

Ті метали, що додаються до сплаву, мають здатність змінювати властивості сталі.

Наприклад, сталь, виготовлена ​​з заліза, хрому та нікелю, призводить до отримання нержавіючої сталі. Коли в цей сплав додають алюміній, результат більш податливий і однорідний.

Коли додаються марганцеві сплави, вони можуть досягти виняткової міцності і твердості.

Властивості нержавіючої сталі

Нержавіюча сталь містить від 10 до 20% хрому, що дозволяє йому бути високо стійким до корозії та окислення.

Коли сталь містить 11% хрому, вона приблизно в 200 разів більш стійка до корозії, ніж сталь, яка не містить хрому. Існує три групи нержавіючої сталі:

Аустенітна сталь: це той, що має більш широку концентрацію хрому і невеликий відсоток нікелю і вугілля.

Зазвичай використовується для харчової промисловості та труб. Його легко розпізнати, тому що вона не магнітна.

Феритна сталь: тип сталі, що містить приблизно 15% хрому, але лише кілька слідів вугілля та інших металів, таких як молібден, алюміній або титан.

Даний тип сталі магнітний, дуже жорсткий і стійкий. Затвердіти при роботі в холоді.

Мартенситна сталь: це та, яка містить помірні кількості хрому, нікелю та вуглецю. Він високо магнітний і піддається лікуванню при високих температурах.

Мартенситна сталь зазвичай використовується для виготовлення ріжучих інструментів, таких як ножі та хірургічне обладнання.

Властивості інструментальної сталі

Інструментальна сталь має високу міцність, стійкість до температури і з досить високою твердістю.

Містить вольфрам, молібден, кобальт і ванадій. Це той, що використовується для виготовлення бурових долот (Bell, 2017).

Список літератури

  1. Белл, Т. (17 березня 2017 р.). Отримано з того, які типи та властивості сталей?: Thebalance.com.
  2. Глава 6. Механічні властивості металів. (2004). Отримано з механічних властивостей металів: virginia.edu.
  3. Гуру, W. (2017). Гуру зварювання Отримано з керівництва по механічним властивостям металів: weldguru.com.
  4. Kailas, S.V. (s.f.). Глава 4. Механічні властивості металів. Отримано з матеріалознавства: nptel.ac.in.
  5. Матерія, Т. (серпень 2002). Загальна кількість Отримано з механічних властивостей металів: totalmateria.com.
  6. Матеріали, А. (2 грудня 2014 року). Отримано з МЕХАНІЧНИХ І ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ: worldstainless.org.
  7. Сандхярани, Н. (4 серпня 2016 р.). Отримано з фізичних властивостей сталі: buzzle.com.