10 МЕХАНІЧНІ ТА ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СТАЛІ - ХІМІЯ - 2025

В механічних та фізичні сталі можуть сильно відрізнятися в залежності від її складу і відсотка від домішок (такі , як фосфор або сірка). Таким чином, коли бажані кращі механічні та фізичні властивості порівняно з іншими, сталь може бути легована хромом, кобальтом, міддю, молібденом, нікелем, азотом, селеном, танталом, титаном, вольфрамом або ванадієм.

Склад і властивості сталі дуже різняться. Сталь взагалі має менший вміст вуглецю, ніж залізо, і меншу кількість домішок, ніж ті, що містяться в інших металах.

Взагалі фізичні властивості, такі як щільність, електрична та теплопровідність, не сильно різняться від одного сплаву до іншого. Однак такі механічні властивості, як міцність, пластичність і твердість сильно залежать від типу сплаву та складу сталі.

Основні механічні властивості сталі

1- Пластичність

Це здатність сталі зберігати форму після того, як вона зазнала напруги. Сталі, леговані невеликими відсотками вуглецю, більш пластичні.

2- Крихкість

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

3- Ковкість

Ковкість - це легкість прокатки сталі. Таким чином, деякі сплави з нержавіючої сталі, як правило, більш ковкі, ніж інші.

4- Твердість

Твердість - це стійкість, яку метал протидіє абразивним агентам. Чим більше вуглецю ви додасте до сталевого сплаву, тим важче буде.

5- завзятість

В'язкість - це поняття, що позначає здатність сталі протистояти застосуванню зовнішньої сили, не руйнуючись.

У випадку зі сталі із середньою концентрацією вуглецю в'язкість, як правило, вище.

Основні фізичні властивості сталі

1- Тіло

Вони включають властивості, пов’язані з вагою сталі, її об'ємом, масою та щільністю.

2- Тепловий

Він стосується трьох основних аспектів сталі: її здатність проводити температуру (провідність), її потенціал передавати тепло (конвекція) та здатність випромінювати інфрачервоні промені в середовищі (випромінювання).

3- Електричні

Вони відносяться до здатності сталі проводити електричний струм.

4- Оптика

Ці властивості у випадку сталі позначають її здатність відбивати світло або випромінювати блиск. Наскільки нержавіюча сталь легується більш високим відсотком алюмінію, вона матиме кращі оптичні властивості.

5- Магнітний

Він відноситься до здатності індукувати сталь або викликати електромагнітне поле.

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

Типи сталей

Різні види сталі виробляються відповідно до їх застосування, тому механічні та фізичні властивості цих типів сталі повинні бути різними.

Таким чином створено різні шкали для класифікації сталі за її властивостями (пружність, щільність, температура плавлення, теплопровідність, міцність, твердість тощо).

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

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

За даними Американського інституту чавуну та сталі (AISI), сталь можна класифікувати за чотирма основними групами за своїм хімічним складом:

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

Властивості вуглецевої сталі

Вуглецева сталь виходить із сплаву між залізом та вуглецем. Змінюючи відсотковий вміст вуглецю, можна отримати сталі з різними якостями. Загалом, чим більший відсоток вуглецю, тим жорсткішою і жорсткішою буде сталь.

Сталь з низьким відсотком вуглецю на ринку відома як коване залізо. Цей тип сталі легко обробляти, оскільки вона є високо пластичною.

З цієї причини його широко застосовують для виготовлення решетування, декоративних застосувань або ліхтариків.

Сталь із середнім вмістом вуглецю є дуже жорсткою, саме тому її використовують для виготовлення мостів або конструкційних деталей, здатних підтримувати величезні навантаження.

Зі свого боку, для виготовлення кабелів використовується високовуглецева сталь. Коли відсоток вугілля більший, ніж у заліза, його називають чавуном, який використовується для виготовлення ваз та інших видів виробів.

Хоча останній тип сталі досить твердий, він також дуже крихкий.

Властивості легованої сталі

Легована сталь - це та, яка виготовляється з невеликим відсотком одного або декількох металів, крім заліза. Ті метали, які додаються до сплаву, мають здатність змінювати властивості сталі.

Наприклад, сталь, виготовлена ​​з заліза, хрому та нікелю, призводить до отримання нержавіючої сталі. Якщо в цей сплав додається алюміній, результат виглядає більш пластичним і рівномірним на вигляд.

Коли марганець додають у сталеві сплави, вони можуть досягти виняткової міцності та міцності.

Властивості нержавіючої сталі

Нержавіюча сталь містить від 10 до 20% хрому - фактор, що дозволяє їй бути високостійкими до корозії та окислення.

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

Аустенітна сталь : це найвища концентрація хрому та малий відсоток нікелю та вуглецю.

Його зазвичай використовують для переробки їжі та трубопроводів. Його легко розпізнати, оскільки він не є магнітним.

Чорна сталь : Це тип сталі, який містить приблизно 15% хрому, але лише кілька слідів вуглецю та інших металів, таких як молібден, алюміній або титан.

Цей вид сталі магнітний, високотвердий і стійкий. Її можна затвердіти при холодній роботі.

Мартенситна сталь : вона містить помірну кількість хрому, нікелю та вуглецю. Він високомагнітний 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 відрізняється високою міцністю, стійкістю до температури і має досить високу твердість.

Містить вольфрам, молібден, кобальт та ванадій. Це той, який використовується для виготовлення свердел.

Список літератури

1. Белл, Т. (17 березня 2017 р.). Отримано з "Які типи та властивості сталей?": Thebalance.com.
2. Глава 6. Механічні властивості металів. (2004). Отримано з механічних властивостей металів: virginia.edu.
3. Гуру, В. (2017). Гуру зварника. Отримано з Посібника по механічних властивостях металів: зварювальне обладнання.
4. Kailas, SV (sf). Глава 4. Механічні властивості металів. Отримано з матеріалознавства: nptel.ac.in.
5. Матерія, Т. (серпень 2002). Загальна матерія. Отримано з механічних властивостей металів: totalmateria.com.
6. Матеріали, А. (2 грудня 2014 р.). Отримано з МЕХАНІЧНИХ ТА ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ: worldstainless.org.
7. Сандхярані, Н. (4 серпня 2016 р.). Отримано з фізичних властивостей сталі: buzzle.com.