10 МЕХАНИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ - ХИМИЯ - 2025

В механических и физических свойствах стали могут сильно различаться в зависимости от ее состава и процента от примесей (такие , как фосфор или сера). Таким образом, когда требуются лучшие механические и физические свойства по сравнению с другими, сталь может быть легирована хромом, кобальтом, медью, молибденом, никелем, азотом, селеном, танталом, титаном, вольфрамом или ванадием.

Состав и свойства стали широко варьируются. Сталь в целом имеет более низкое содержание углерода, чем железо, и меньшее количество примесей, чем те, которые содержатся в других металлах.

В общем, физические свойства, такие как плотность, электрическая и теплопроводность, не сильно отличаются от одного сплава к другому. Однако механические свойства, такие как прочность, пластичность и твердость, в значительной степени зависят от типа сплава и состава стали.

Основные механические свойства стали

1- Пластичность

Это способность стали сохранять форму после воздействия напряжения. Стали, легированные небольшим содержанием углерода, более пластичны.

2- Хрупкость

Хрупкость - это легкость, с которой сталь может сломаться под действием напряжения. Когда сталь легирована с высоким содержанием углерода, она становится более хрупкой.

3- Гибкость

Ковкость - это легкость прокатки стали. Таким образом, некоторые сплавы нержавеющей стали имеют тенденцию быть более пластичными, чем другие.

4- твердость

Твердость - это сопротивление, которое металл оказывает абразивным веществам. Чем больше углерода вы добавите в стальной сплав, тем он будет тверже.

5- Упорство

Прочность - это понятие, обозначающее способность стали противостоять приложению внешней силы без разрушения.

В случае стали со средней концентрацией углерода вязкость обычно выше.

Основные физические свойства стали

1- Тело

К ним относятся свойства, связанные с весом стали, ее объемом, массой и плотностью.

2- Тепловой

Это относится к трем фундаментальным аспектам стали: ее способность проводить температуру (проводимость), ее способность передавать тепло (конвекция) и ее способность излучать инфракрасные лучи в среде (излучение).

3- Электрооборудование

Они относятся к способности стали проводить электрический ток.

4- Оптика

Эти свойства в случае стали обозначают ее способность отражать свет или излучать блеск. Поскольку нержавеющая сталь легирована более высоким процентным содержанием алюминия, она будет иметь лучшие оптические свойства.

5- Магнитный

Это относится к способности стали индуцировать или индуцировать электромагнитное поле.

Чем выше процентное содержание железа в стальном сплаве, тем выше его способность действовать как магнит.

Типы стали

В зависимости от области применения производятся разные типы стали, поэтому механические и физические свойства этих типов стали должны быть разными.

Таким образом, были созданы различные шкалы для классификации стали по ее свойствам (эластичность, плотность, температура плавления, теплопроводность, прочность, твердость и другие).

Для производства различных типов стали производители используют другие металлы с разной концентрацией для изготовления сплавов.

Производственный процесс и способ обработки стали также оказывают значительное влияние на получаемый конечный продукт.

По данным Американского института железа и стали (AISI), сталь можно разделить на четыре основные группы в зависимости от ее химического состава:

• Углеродистая сталь
• Легированная сталь
• Нержавеющая сталь
• Инструментальная сталь

Свойства углеродистой стали

Углеродистая сталь получается из сплава железа и углерода. Изменяя процентное содержание углерода, можно производить стали различного качества. Как правило, чем выше процент углерода, тем жестче и жестче будет сталь.

Сталь с низким содержанием углерода известна на рынке как кованое железо. Эта сталь проста в обращении, поскольку она очень пластична.

По этой причине он широко используется для изготовления решеток, декоративных элементов или фонарных столбов.

Сталь со средним содержанием углерода очень прочная, поэтому ее используют для изготовления мостов или конструктивных элементов, способных выдерживать огромные нагрузки.

В свою очередь, для изготовления кабелей используется высокоуглеродистая сталь. Когда процентное содержание угля больше, чем процентное содержание железа, его называют чугуном, который используется для изготовления ваз и других видов изделий.

Хотя последний тип стали довольно твердый, он также очень хрупкий.

Свойства легированной стали

Легированная сталь - это сталь, которая производится с небольшим процентным содержанием одного или нескольких металлов, кроме железа. Эти металлы, добавленные в сплав, могут изменять свойства стали.

Например, сталь, сделанная из железа, хрома и никеля, дает нержавеющую сталь. Когда к этому сплаву добавляют алюминий, результат становится более пластичным и однородным по внешнему виду.

Когда марганец добавляется к стальным сплавам, они могут достичь исключительной прочности и ударной вязкости.

Свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь содержит от 10 до 20% хрома, что позволяет ей иметь высокую устойчивость к коррозии и окислению.

Когда сталь содержит 11% хрома, она примерно в 200 раз более устойчива к коррозии, чем сталь, не содержащая хрома. Выделяют три группы нержавеющей стали:

Аустенитная сталь : это сталь с самой высокой концентрацией хрома и небольшим процентным содержанием никеля и углерода.

Он обычно используется для пищевой промышленности и трубопроводов. Его легко узнать, так как он не магнитный.

Ферритная сталь : это тип стали, которая содержит примерно 15% хрома, но лишь несколько следов углерода и других металлов, таких как молибден, алюминий или титан.

Этот тип стали магнитный, очень твердый и стойкий. Может затвердеть при холодной обработке.

Мартенситная сталь : она содержит умеренное количество хрома, никеля и углерода. Он очень магнитен и поддается обработке при высоких температурах.

Мартенситная сталь обычно используется для изготовления режущих инструментов, таких как ножи и хирургическое оборудование.

Свойства инструментальной стали

Инструментальная сталь отличается высокой прочностью, термостойкостью и довольно высокой твердостью.

Содержит вольфрам, молибден, кобальт и ванадий. Из него делают сверла.

Ссылки

1. Белл, Т. (17 марта 2017 г.). Получено из раздела «Какие бывают типы и свойства сталей?»: Thebalance.com.
2. Глава 6. Механические свойства металлов. (2004). Получено из "Механические свойства металлов": virginia.edu.
3. Гуру, В. (2017). Weld Guru. Получено из "Руководства по механическим свойствам металлов": weldguru.com.
4. Кайлас, SV (SF). Глава 4. Механические свойства металлов. Получено из материаловедения: nptel.ac.in.
5. Materia, T. (август 2002 г.). Общая материя. Получено из "Механические свойства металлов": totalmateria.com.
6. Материалы, А. (2 декабря 2014 г.). Получено из МЕХАНИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ: worldstange.org.
7. Сандхьярани, Н. (4 августа 2016 г.). Получено из физических свойств стали: buzzle.com.