10 Mehanička i fizikalna svojstva čelika



mehanička i fizička svojstva čelika mogu značajno varirati ovisno o njihovom sastavu i postotku nečistoća (kao što su fosfor ili sumpor).

Na taj način, kada želite postići bolja mehanička i fizička svojstva u odnosu na druge, čelik se može legirati s kromom, kobaltom, bakrom, molibdenom, niklom, dušikom, selenom, tantalom, titanom, volframom ili vanadijem..

Sastav i svojstva čelika uvelike variraju. Čelik općenito ima niži sadržaj ugljika od onog koji se nalazi u željezu i manji broj nečistoća od onih koji se nalaze u drugim metalima.

Općenito, fizička svojstva kao što su gustoća, električna i toplinska vodljivost ne variraju u velikoj mjeri od jedne legure do druge.

Međutim, mehanička svojstva kao što su čvrstoća, duktilnost i tvrdoća uvelike ovise o vrsti legure i sastavu čelika.

Glavna mehanička svojstva čelika

1 - Plastičnost

To je sposobnost čelika da zadrži svoj oblik nakon što se podvrgne naporu. Čelici koji su legirani s malim postotkom ugljika, više su plastični.

2. Krhkost

Krhkost je lakoća s kojom se čelik može slomiti kada se podvrgne naporu. Kada je čelik legiran, s visokim postotkom ugljena, on je skloniji biti krhki. 

3 - kovanost

Zamjenjivost je postrojenje koje ima čelik za laminiranje. Na taj način, neke legure od nehrđajućeg čelika imaju tendenciju da budu više prilagodljive od drugih.

4. Tvrdoća

Tvrdoća je otpor koji se suprotstavlja metalu od abrazivnih sredstava. Što se više ugljika dodaje čeličnoj leguri, to će biti teže (Kailas, s.f)

5 - Upornost

Upornost je koncept koji označava sposobnost čelika da se odupre primjeni vanjske sile bez lomljenja.

U slučaju čelika srednje koncentracije ugljika, otpornost teži da bude viša (Poglavlje 6. Mehanička svojstva metala, 2004).

Glavna fizikalna svojstva čelika

1 - Tijelo

Uključite svojstva koja se odnose na težinu, volumen, masu i gustoću čelika.

2 - Toplinska

Odnosi se na tri temeljna aspekta čelika: njegovu sposobnost provođenja temperature (provođenje), njegov potencijal za prijenos topline (konvekcija), i njegovu sposobnost da zrači infracrvenim zrakama u mediju (zračenje)..

3 - Električni

Oni se odnose na sposobnost čelika da provodi električnu struju.

4 - Optika

Ta svojstva u slučaju čelika označavaju njegovu sposobnost da reflektira svjetlost ili emitira svjetlinu. U mjeri u kojoj se nehrđajući čelik legira s većim postotkom aluminija, imat će bolja optička svojstva.

5 - Magnetic

Odnosi se na sposobnost čelika da se inducira ili inducira elektromagnetsko polje.

Što je veći postotak željeza u leguri čelika, to je veća njegova sposobnost da djeluje kao magnet (Sandhyarani, 2016).

Vrste čelika

Različiti tipovi čelika se proizvode prema njihovoj primjeni, stoga mehanička i fizička svojstva ovih vrsta čelika moraju biti različita.

Na taj način stvorene su različite skale za klasificiranje čelika prema njegovim svojstvima (elastičnost, gustoća, točka taljenja, toplinska vodljivost, čvrstoća, tvrdoća, među ostalima).

Za proizvodnju različitih vrsta čelika, proizvođači koriste različite koncentracije drugih metala za izradu legura.

Proizvodni proces i način obrade čelika također imaju značajan utjecaj na dobiveni konačni proizvod.

Prema Američkom institutu za željezo i čelik (AISI za akronim na engleskom), čelik se može kategorizirati u četiri glavne skupine, u skladu s njihovim kemijskim sastavom:

  • Ugljični čelik
  • Legirani čelik
  • Nehrđajući čelik
  • Čelik za alat

Svojstva ugljičnog čelika

Ugljični čelik je izveden iz legure između željeza i ugljika. Promjenom postotka ugljena moguće je proizvesti čelike različitih kvaliteta. Općenito, što je veći postotak ugljena, to će čelik biti čvršći i kruti.

Čelik s niskim postotkom ugljena na tržištu je poznat kao kovanog željeza. Ovaj tip čelika je jednostavan za rukovanje jer je vrlo plastičan.

Zbog toga se široko koristi za proizvodnju rešetki, dekorativnih aplikacija ili stubova svjetiljki.

Čelik s prosječnim sadržajem ugljika vrlo je otporan, zbog čega se koristi za izradu mostova ili konstrukcijskih dijelova koji mogu podržavati velika opterećenja.

Čelik s visokim sadržajem ugljika koristi se za izradu kabela. Kada je postotak ugljena veći od željeza, govorimo o lijevanom željezu, koji se koristi za izradu vaza i drugih predmeta.

Iako je ova posljednja vrsta čelika prilično tvrda, ona je također vrlo krhka (Materijali, 2014.).

Svojstva legiranog čelika

Legirani čelik je onaj koji se proizvodi s malim postotkom jednog ili više metala osim željeza.

Ti metali koji se dodaju u leguru imaju sposobnost promjene svojstava čelika.

Na primjer, čelik napravljen od željeza, kroma i nikla rezultira nehrđajućim čelikom. Kada se ovoj leguri doda aluminij, rezultat je više kovan i ujednačen.

Kada se dodaju manganove legure, postižu se iznimna čvrstoća i tvrdoća.

Svojstva inoxa

Nehrđajući čelik sadrži između 10 i 20% kroma, što mu omogućuje visoku otpornost na koroziju i oksidaciju.

Kada čelik sadrži 11% kroma, on je otprilike 200 puta otporniji na koroziju od čelika koji ne sadrži krom. Postoje tri skupine nehrđajućeg čelika:

Austenitni čelik: ona je šira koncentracija kroma i mali postotak nikla i ugljena.

Obično se koristi za preradu hrane i cijevi. Lako ga je prepoznati, jer nije magnetski.

Feritni čelik: je tip čelika koji sadrži otprilike 15% kroma, ali samo nekoliko tragova ugljena i drugih metala kao što su molibden, aluminij ili titan.

Ova vrsta čelika je magnetska, vrlo tvrda i otporna. Može se stvrdnuti tijekom rada.

Martenzitni čelik: je onaj koji sadrži umjerene količine kroma, nikla i ugljika. Vrlo je magnetsko i može se liječiti na visokim temperaturama.

Martensitic čelik se obično koristi za izradu reznih alata kao što su noževi i kirurška oprema.

Svojstva alatnog čelika

Alatni čelik je vrlo izdržljiv, otporan na temperaturu i prilično visoke tvrdoće.

Sadrži volfram, molibden, kobalt i vanadij. To je onaj koji se koristi za izradu svrdla (Bell, 2017).

reference

  1. Bell, T. (17. ožujka 2017.). Preuzeto s vrsti i svojstvima čelika?: Thebalance.com.
  2. Poglavlje 6. Mehanička svojstva metala. (2004). Preuzeto iz mehaničkih svojstava metala: virginia.edu.
  3. Guru, W. (2017). Geld za zavarivanje Preuzeto iz Vodiča prema mehaničkim svojstvima metala: weldguru.com.
  4. Kailas, S.V. (s.f.). Poglavlje 4. Mehanička svojstva metala. Preuzeto iz znanosti o materijalima: nptel.ac.in.
  5. Matter, T. (kolovoz 2002). Ukupna stvar Preuzeto iz mehaničkih svojstava metala: totalmateria.com.
  6. Materijali, A. (2. prosinca 2014.). Preuzeto iz MEHANIČKIH I FIZIČKIH SVOJSTAVA: worldstainless.org.
  7. Sandhyarani, N. (4. kolovoza 2016.). Preuzeto iz fizičkih svojstava čelika: buzzle.com.