10 MEKANISKE OG FYSISKE EGENSKABER VED STÅL - KEMI - 2025

De mekaniske og fysiske egenskaber ved stål kan variere enormt afhængigt af dets sammensætning og procentdel af urenheder (såsom fosfor eller svovl). Når man ønsker bedre mekaniske og fysiske egenskaber i forhold til andre, kan stålet legeres med krom, cobalt, kobber, molybdæn, nikkel, nitrogen, selen, tantal, titan, wolfram eller vanadium.

Stålets sammensætning og egenskaber varierer meget. Stål har generelt et lavere kulstofindhold end jern og et lavere antal urenheder end dem, der findes i andre metaller.

Generelt varierer fysiske egenskaber såsom densitet, elektrisk og termisk ledningsevne ikke meget fra en legering til en anden. Mekaniske egenskaber såsom styrke, duktilitet og hårdhed er dog meget afhængige af typen af ​​legering og sammensætning af stålet.

Stålets vigtigste mekaniske egenskaber

1- Plasticitet

Det er stålets evne til at bevare sin form efter at have været udsat for stress. Stål, der er legeret med små procentdele kulstof, er mere plastiske.

2 - Skørhed

Skølsomhed er den lethed, hvorpå stål kan brydes under stress. Når stål er legeret med en høj procentdel af kulstof, har det en tendens til at være mere sprødt.

3 - formbarhed

Smidbarheden er let det stål, der skal rulles. På denne måde har nogle rustfri stållegeringer en tendens til at være mere formbare end andre.

4 - Hårdhed

Hårdhed er den modstand, som et metal modstår mod slibemidler. Jo mere kulstof du tilføjer til en stållegering, jo sværere vil det være.

5 - Holdbarhed

Hårdhed er det koncept, der angiver stålets evne til at modstå anvendelsen af ​​en ekstern kraft uden at bryde.

Når det gælder stål med en mellemkulstofkoncentration, har sejheden en tendens til at være højere.

Stålets vigtigste fysiske egenskaber

1- Krop

De inkluderer egenskaber relateret til stålets vægt, dens volumen, masse og densitet.

2 - Termisk

Det henviser til tre grundlæggende aspekter af stål: dets evne til at lede temperatur (ledning), dets potentiale til at overføre varme (konvektion) og dets evne til at udsende infrarøde stråler i midten (stråling).

3 - Elektrisk

De henviser til stålets evne til at lede elektrisk strøm.

4 - Optik

Disse egenskaber i tilfælde af stål angiver dets evne til at reflektere lys eller udsende glans. I det omfang rustfrit stål legeres med en højere procentdel aluminium, vil det have bedre optiske egenskaber.

5 - Magnetisk

Det henviser til stålets evne til at induceres eller at inducere et elektromagnetisk felt.

Jo højere procentdelen af ​​jern i stållegeringen, jo større er dens evne til at fungere som en magnet.

Ståltyper

Forskellige ståltyper produceres i henhold til deres anvendelse, derfor må de mekaniske og fysiske egenskaber af disse ståltyper være forskellige.

På denne måde er der skabt forskellige skalaer for at klassificere stål i henhold til dets egenskaber (elasticitet, densitet, smeltepunkt, varmeledningsevne, styrke, hårdhed, blandt andre).

For at fremstille forskellige typer stål bruger fabrikanter forskellige koncentrationer af andre metaller til at fremstille legeringer.

Produktionsprocessen og måden, hvorpå stålet bearbejdes, har også en betydelig indflydelse på det opnåede slutprodukt.

Ifølge American Iron and Steel Institute (AISI) kan stål kategoriseres i fire hovedgrupper i henhold til dets kemiske sammensætning:

• Kulstål
• Legeret stål
• Rustfrit stål
• Værktøjsstål

Egenskaber i kulstofstål

Kulstål stammer fra legeringen mellem jern og kulstof. Ved at variere procentdelen af ​​kulstof er det muligt at fremstille stål med forskellige kvaliteter. Generelt vil jo højere procentdel af kulstof være, desto hårdere og stivere vil stålet være.

Stål med en lav procentdel af kulstof er kendt på markedet som smedejern. Denne type stål er let at håndtere, da den er meget plastisk.

Af denne grund er det vidt brugt til fremstilling af gitter, dekorative applikationer eller lyktestolper.

Stål med et medium kulstofindhold er meget hårdt, hvorfor det bruges til at fremstille broer eller konstruktionsdele, der er i stand til at understøtte enorme belastninger.

På sin side bruges højt kulstofstål til at fremstille kabler. Når procentdelen af ​​kul er større end jern, kaldes det støbejern, der bruges til at fremstille vaser og andre typer genstande.

Selvom sidstnævnte ståltype er ret hårdt, er det også meget sprødt.

Egenskaber for legeret stål

Legeret stål er et, der er fremstillet med en lille procentdel af en eller flere andre metaller end jern. Disse metaller, der er føjet til legeringen, har evnen til at ændre stålets egenskaber.

F.eks. Resulterer stål fremstillet af jern, krom og nikkel i rustfrit stål. Når aluminium tilsættes denne legering, er resultatet mere formbart og ensartet i udseendet.

Når mangan tilsættes stållegeringer, kan de opnå enestående styrke og sejhed.

Egenskaber i rustfrit stål

Rustfrit stål indeholder mellem 10 og 20% ​​chrom, en faktor, der gør det muligt at være meget modstandsdygtig over for korrosion og oxidation.

Når stål indeholder 11% krom, er det ca. 200 gange mere modstandsdygtigt over for korrosion end stål, der ikke indeholder krom. Der er tre grupper af rustfrit stål:

Austenitisk stål: det er det med den højeste koncentration af krom og en lille procentdel af nikkel og kulstof.

Det bruges ofte til madforarbejdning og rørføring. Det er let at genkende, da det ikke er magnetisk.

Ferritisk stål: Det er den type stål, der indeholder ca. 15% krom, men kun få spor af kulstof og andre metaller, såsom molybdæn, aluminium eller titan.

Denne type stål er magnetisk, meget hård og modstandsdygtig. Det kan hærdes, når koldt arbejde.

Martensitisk stål: det er et, der indeholder moderate mængder chrom, nikkel og kulstof. Det er meget magnetisk og kan behandles ved høje temperaturer.

Martensitic stål bruges ofte til at fremstille skæreværktøjer såsom knive og kirurgisk udstyr.

Værktøjsstålegenskaber

Værktøjsstål er meget holdbart, temperaturbestandigt og har en ret høj hårdhed.

Indeholder wolfram, molybdæn, kobolt og vanadium. Det er den der bruges til at fremstille bor.

Referencer

1. Bell, T. (17. marts, 2017). Hentet fra Hvad er typer og egenskaber ved stål?: Thebalance.com.
2. Kapitel 6. Metals mekaniske egenskaber. (2004). Hentet fra mekaniske egenskaber ved metaller: virginia.edu.
3. Guru, W. (2017). Svejs Guru. Hentet fra Guide til de mekaniske egenskaber ved metaller: weldguru.com.
4. Kailas, SV (sf). Kapitel 4. Metals mekaniske egenskaber. Opnået fra materialevidenskab: nptel.ac.in.
5. Materia, T. (august 2002). Samlet spørgsmål. Opnået fra mekaniske egenskaber ved metaller: totalmateria.com.
6. Materials, A. (2. december 2014). Erhvervet fra MEKANISKE OG FYSISKE EGENSKABER: worldstainless.org.
7. Sandhyarani, N. (4. august 2016). Opnået fra fysiske egenskaber ved stål: buzzle.com.