Gostota jekla v kg/m3. Ogljikova in legirana jekla

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Jeklo je najpogostejši kovinski material v industriji, na podlagi katerega se izdelujejo konstrukcije in orodja z želenimi lastnostmi. Odvisno od namena tega materiala se spremenijo številne njegove fizikalne lastnosti, vključno z gostoto. V tem članku bomo razmislili, kakšno jeklo ima gostoto v kg / m3.

Kaj je jeklo in kakšno je?

Preden podamo tabele o gostoti jekla v kg / m3, se seznanimo s samim materialom. Jeklo v metalurgiji je zlitina železa z ogljikom, katere vsebnost ne presega 2,1 atomskega odstotka. Če je ogljika več, se v sistemu začne tvoriti grafit, kar vodi do ostre spremembe lastnosti zlitine. Zlasti se povečata njegova trdota in krhkost, plastičnost pa se zmanjša. Če je več kot 2,1 % ogljika, se zlitina imenuje lito železo.

Glavna stvar, ki jo je treba razumeti, je, da je jeklo zlitina železa z drugimi elementi, ki delujejo kot nečistoče. Če železo postane nejedrna komponenta,potem ta zlitina ni jeklo.

Jekla so zelo različna. Tako nizka vsebnost ogljika vodi v nastanek razreda strukturnih materialov. Njegova višja vsebnost tvori razred orodnih jekel. Poleg ogljika obstajajo materiali, legirani z različnimi elementi. Na primer, dodajanje več kot 13 % kroma vodi do tvorbe nerjavnih materialov, velika vsebnost molibdena in volframa pa tvori razred rezalnih jekel.

Kaj določa gostoto jekla?

Obstaja več dejavnikov, ki določajo gostoto jekla v kg/m3. Ti vključujejo naslednje:

• gostota samega železa za dano kristalno mrežo;
• količina in vrsta nečistoč;
• prisotnost faz.

Od teh dejavnikov je prvi najpomembnejši, saj je ravno železo osnova obravnavanih zlitin. Kot je znano, lahko obstaja v dveh kristalnih mrežah: bcc (kubika s telesnim središčem) in fcc (kubika, osredotočena na obraz).

Prva vrsta rešetke tvori tako imenovana feritna jekla, druga - avstenitna. Rešetka fcc je tesno zapakirana, medtem ko je bcc mreža bolj ohlapna za pakiranje atomov. Vendar pa je gostota feritnih jekel na splošno večja od gostote avstenitnih. Razlog za to je preprost, dejstvo je, da je fcc stabilna struktura le pri visokih temperaturah za čisto železo, vse kovine pa se pri segrevanju močno razširijo. Slednje vodi do padca gostote.

ogljikova jekla

Kakšna je gostota ogljikovega jekla? Na splošno lahko rečemo, da je nekoliko nižja od gostote čistega BCC železa (7874 kg/m3). To rahlo zmanjšanje je posledica dejstva, da ogljik v bcc mreži zaseda oktaedrske pore. Sama gostota ogljika v strukturah diamanta in grafita je zelo nizka, zato njegov dodatek železu zmanjša njegovo povprečno gostoto. Ker atomi ogljika zasedajo velike oktaedrske pore, nekoliko povečajo povprečni parameter rešetke, kar vpliva na rahlo zmanjšanje obravnavanega parametra. Spodaj je tabela gostote jekla v kg / m3, odvisno od razreda in temperature.

legirana jekla

Kot že omenjeno, to vključuje vse zlitine na osnovi železa, ki poleg ogljika vsebujejo tudi druge elemente, kot so krom, nikelj, volfram, vanadij itd. Tako je gostota nerjavnega jekla 12X18H9, ki vsebuje poleg kroma, nikelj, pri sobni temperaturi 7900 kg/m3, kar je več kot pri čistem BCC železu. Če v "nerjavečem jeklu" ni niklja, bo njegova gostota manjša od gostote čistega železa, saj je atom kroma lažji od železa.

Najgostejša so hitrorezna jekla. Vsebujejo velike količine težkih kovin, kot sta molibden in volfram. Njihova gostota lahko doseže 8800 kg/m3.