10 Mekaniska och fysiska egenskaper hos stål

den mekaniska och fysiska egenskaper hos stål De kan variera enormt beroende på deras sammansättning och procentuella föroreningar (som fosfor eller svavel).

Sålunda, när det är önskvärt att uppnå förbättrade mekaniska och fysikaliska egenskaper över andra, stål kan legeras med krom, kobolt, koppar, molybden, nickel, kväve, selen, tantal, titan, volfram eller vanadin.

Stålets sammansättning och egenskaper varierar mycket. Stål i allmänhet har en lägre kolhalt än den som finns i järn och ett lägre antal föroreningar än de som finns i andra metaller.

I allmänhet varierar fysikaliska egenskaper som täthet, elektrisk och värmeledningsförmåga inte mycket från en legering till en annan.

De mekaniska egenskaperna, såsom styrkan, duktiliteten och hårdheten, beror dock starkt på stållegeringens typ och legering.

Huvud mekaniska egenskaper hos stål

1- Plastitet

Det är stålets förmåga att behålla sin form efter att ha utsatts för en ansträngning. Stålen som legeras med små procentandelar kol, är mer plastiska.

2- Bräcklighet

Bräcklighet är det lätthet med vilket stål kan brytas när det utsätts för en ansträngning. När stål legeras, med en hög andel kol, tenderar den att vara mer ömtålig. 

3- Smältbarhet

Smältbarheten är den anläggning som stålet ska lamineras. På detta sätt tenderar vissa rostfria legeringar att vara smidigare än andra.

4- Hårdhet

Hårdheten är motståndet som motsätter sig en metall mot slipmedel. Ju mer kol tillsätts till en stållegering desto hårdare blir det (Kailas, s.f.)

5- Fasthet

Täthet är konceptet som betecknar stålets förmåga att motstå tillämpningen av en yttre kraft utan att bryta.

När det gäller stål med en medelhaltig kolkoncentration tenderar tätheten att vara högre (Kapitel 6. Mekaniska egenskaper hos metaller 2004).

Huvudsakliga fysikaliska egenskaper hos stål

1- kropp

Inkludera egenskaper relaterade till stålvikt, volym, massa och densitet.

2- Termisk

Den hänvisar till tre grundläggande aspekter av stål körförmåga temperatur (körning), potentialen för värmeöverföring (konvektion), och dess förmåga att emanera infraröda strålar i mediet (strålning).

3- el

De hänvisar till stålets förmåga att genomföra elektrisk ström.

4- optik

Dessa egenskaper vid stål betecknar dess förmåga att reflektera ljus eller avge ljusstyrka. I den utsträckning att rostfritt stål legeras med en högre andel aluminium, kommer bättre optiska egenskaper att ha.

5- Magnetisk

Det hänvisar till stålets förmåga att induceras eller att framkalla ett elektromagnetiskt fält.

Ju högre andelen järn i stållegeringen desto större är dess förmåga att fungera som en magnet (Sandhyarani, 2016).

Typer av stål

Olika typer av stål produceras enligt deras tillämpning, därför måste de mekaniska och fysikaliska egenskaperna hos dessa ståltyper vara olika.

På detta sätt har olika skalor skapats för att klassificera stål enligt dess egenskaper (elasticitet, densitet, smältpunkt, värmeledningsförmåga, styrka, hårdhet bland annat).

Att tillverka olika typer av stål använder tillverkare olika koncentrationer av andra metaller för att göra legeringar.

Tillverkningsprocessen och sättet att stålet bearbetas har också ett betydande inflytande på den erhållna slutprodukten.

Enligt American Institute of Iron and Steel (AISI för dess akronym på engelska), kan stål kategoriseras i fyra huvudgrupper enligt deras kemiska sammansättning:

• Kolstål
• Legerat stål
• Rostfritt stål
• Verktygsstål

Egenskaper av kolstål

Kolstål härrör från legeringen mellan järn och kol. Genom att variera procentandelen kol är det möjligt att producera stål med olika egenskaper. I allmänhet är ju högre procentuellt kol, desto hårdare och styva stålet kommer att vara.

Stål med en låg andel kol är känd på marknaden som smidesjärn. Denna typ av stål är lätt att hantera eftersom det är mycket plast.

Av den anledningen används det ofta för att producera galler, dekorativa applikationer eller lampstolpar.

Stål med en genomsnittlig kolhalt är mycket tålamod, vilket är anledningen till att det används för att göra broar eller konstruktionsdelar som kan stödja stora belastningar.

För sin del används stål med högt kolinnehåll för att göra kablar. När procentandelen kol är större än järn talar vi om gjutjärn, vilket används för att göra vaser och andra föremål.

Även om den här typen av stål är ganska svår, är den också mycket bräcklig (Material, 2014).

Egenskaper av legerat stål

Alloy stål är ett som tillverkas med en liten andel av en eller flera metaller andra än järn.

De metaller som läggs till legeringen har möjlighet att ändra stålets egenskaper.

Till exempel resulterar stål i järn, krom och nickel i rostfritt stål. När aluminium läggs till denna legering, är resultatet mera formbart och enhetligt i utseende.

När manganlegeringar tillsätts kan de uppnå exceptionell styrka och hårdhet.

Egenskaper av rostfritt stål

Rostfritt stål innehåller mellan 10 och 20% krom, en faktor som gör att den är mycket resistent mot korrosion och oxidation.

När stål innehåller 11% krom, är det cirka 200 gånger mer korrosionsbeständigt än stål som inte innehåller krom. Det finns tre grupper av rostfritt stål:

Austenitiskt stål: det är den som har en större koncentration av krom och en liten andel nickel och kol.

Det används vanligtvis för livsmedelsförädling och rör. Det är lätt att känna igen, eftersom det inte är magnetiskt.

Ferritiskt stål: Är den typ av stål som innehåller ca 15% krom, men endast en streckad kol och andra metaller, såsom molybden, aluminium eller titan.

Denna typ av stål är magnetisk, mycket hård och resistent. Det kan härdas när det fungerar kallt.

Martensitiskt stål: är en som innehåller måttliga mängder krom, nickel och kol. Det är mycket magnetiskt och behandlas vid höga temperaturer.

Martensitiskt stål används vanligen för att göra skärverktyg som knivar och kirurgisk utrustning.

Verktygsstålegenskaper

Verktygsstålet är mycket slitstarkt, motståndskraftigt mot temperatur och med ganska hög hårdhet.

Innehåller volfram, molybden, kobolt och vanadin. Det är det som brukade göra borrbitar (Bell, 2017).

referenser

1. Bell, T. (17 mars 2017). Hämtad från vad är typ och egenskaper hos stål?: Thebalance.com.
2. Kapitel 6. Mekaniska egenskaper hos metaller. (2004). Hämtat från mekaniska egenskaper hos metaller: virginia.edu.
3. Guru, W. (2017). Svetsguru Hämtad från Guide till Metals Mekaniska Egenskaper: weldguru.com.
4. Kailas, S. V. (s.f.). Kapitel 4. Mekaniska egenskaper hos metaller. Hämtad från Materialvetenskap: nptel.ac.in.
5. Matter, T. (augusti 2002). Total materia Hämtat från mekaniska egenskaper hos metaller: totalmateria.com.
6. Material, A. (2 december 2014). Hämtat från MEKANISKA OCH FYSISKA EGENSKAPER: worldstainless.org.
7. Sandhyarani, N. (4 augusti 2016). Hämtat från fysiska egenskaper hos stål: buzzle.com.