Gęstość stali w kg/m3. Stale węglowe i stopowe

Stal jest najbardziej rozpowszechnionym materiałem metalicznym stosowanym w przemyśle do wytwarzania konstrukcji i narzędzi o określonych właściwościach. Wiele właściwości fizycznych materiału, w tym gęstość, zmienia się w zależności od jego przeznaczenia. W tym artykule przyjrzyjmy się gęstości stali w kg/m3.

Co to jest stal i jakie są jej rodzaje?

Przed niż do wykorzystania do produkcji Tabele gęstość stali w kg/m3, poznaj sam materiał. W metalurgii stal to stop żelaza i węgla zawierający mniej niż 2,1 procenta atomowego. Jeśli jest więcej węgla, w układzie zaczyna się tworzyć grafit, co prowadzi do drastycznej zmiany właściwości stopu. W szczególności wzrasta jego twardość i kruchość, a maleje plastyczność. Jeśli zawartość węgla jest większa niż 2,1%, stop nazywa się żeliwem.

Główną rzeczą do zrozumienia jest to, że stal jest stopem żelaza z innymi elementami, które działają jako zanieczyszczenia. Jeśli żelazo nie staje się głównym składnikiem, stop nie jest stalą.

Stale są najróżniejszy. W związku z tym niska zawartość węgla powoduje powstanie klasy materiałów konstrukcyjnych. Wyższe poziomy chromu powodują powstanie klasy stali narzędziowych. Oprócz stali węglowych istnieją materiały stopowe z różnymi pierwiastkami. Na przykład, dodatek więcej niż 13% chromu produkuje stali nierdzewnej, a wysoka zawartość molibdenu i wolframu tworzy klasę stali do cięcia.

Od czego zależy gęstość stali??

Istnieje szereg czynników, które decydują o gęstości stali w kg/m3. Należą do nich:

• gęstość samego żelaza dla danej sieci krystalicznej;
• ilość i rodzaj zanieczyszczeń;
• Obecność faz.

Z tych czynników najważniejszy jest pierwszy, ponieważ żelazo jest podstawą tych stopów. Jak wiadomo, może on występować w dwóch siatkach krystalicznych: BCC (volume-centred cubic) i HCC (face-centred cubic).

Pierwszy typ siatki tworzy siatkę ferrytyczną, drugi - siatkę austenityczną. Sieć HCC jest siecią gęsto upakowaną, natomiast sieć BCC jest siecią o luźniejszym upakowaniu atomów. Niemniej jednak, gęstość stali ferrytycznych jest na ogół wyższa niż stali austenitycznych. Powód jest prosty, typ kratowy jest stabilny tylko w wysokich temperaturach dla czystego żelaza, a wszystkie metale silnie rozszerzają się po podgrzaniu. To ostatnie prowadzi do spadku gęstości.

Stale węglowe

Jaka jest gęstość stali węglowej?? Ogólnie można powiedzieć, że jest ona nieco niższa od gęstości czystego żelaza DCI (7874 kg/m³). Ten niewielki spadek wynika z faktu, że węgiel w sieci BCC zajmuje pory oktaedryczne. Gęstość samego węgla w strukturach diamentu i grafitu jest bardzo mała, więc jego dodatek do żelaza zmniejsza jego średnią gęstość. Ponieważ atomy węgla zajmują duże pory oktaedryczne, nieznacznie zwiększają średni parametr sieciowy, co powoduje nieznaczne obniżenie omawianego parametru. Poniższa tabela przedstawia gęstość stali w kg/m3 w zależności od jej gatunku i temperatury.

Stale stopowe

Jak wspomniano wyżej, obejmuje to wszelkie stopy na bazie żelaza, które oprócz węgla zawierają inne pierwiastki, takie jak chrom, nikiel, wolfram, wanad itp. Na przykład gęstość stali nierdzewnej 12X18H9, która oprócz chromu zawiera również nikiel, w temperaturze pokojowej wynosi 7900 kg/m³, który jest wyższy niż w przypadku czystego żelaza PCC. Jeśli w "stal nierdzewna" Jeśli nie ma niklu, jego gęstość jest mniejsza niż czystego żelaza, ponieważ atom chromu jest lżejszy od atomu żelaza.

Stale o największej gęstości są stalami szybko tnącymi. Zawierają one duże ilości metali ciężkich, takich jak molibden i wolfram. Ich gęstość może sięgać nawet 8800 kg/m³.