10 Mechanische en fysieke eigenschappen van staal



de mechanische en fysische eigenschappen van staal ze kunnen enorm variëren, afhankelijk van hun samenstelling en percentage van onzuiverheden (zoals fosfor of zwavel).

Dus wanneer het wenselijk is verbeterde mechanische en fysische eigenschappen dan andere bereiken, staal kunnen worden gelegeerd met chroom, kobalt, koper, molybdeen, nikkel, stikstof, selenium, tantaal, titaan, wolfraam of vanadium.

De samenstelling en eigenschappen van staal lopen sterk uiteen. Staal heeft in het algemeen een lager koolstofgehalte dan ijzer en minder onzuiverheden dan die in andere metalen.

In het algemeen variëren fysische eigenschappen zoals dichtheid, elektrische en thermische geleidbaarheid niet sterk van de ene legering tot de andere.

De mechanische eigenschappen zoals sterkte, ductiliteit en hardheid zijn echter sterk afhankelijk van het type legering en de samenstelling van het staal.

Belangrijkste mechanische eigenschappen van staal

1- Plasticiteit

Het is het vermogen van staal om zijn vorm te behouden na een inspanning. De staalsoorten die zijn gelegeerd met kleine percentages koolstof, zijn meer van plastic.

2- Breekbaarheid

Breekbaarheid is het gemak waarmee staal kan worden gebroken wanneer het aan inspanning wordt onderworpen. Wanneer staal gelegeerd is, met een hoog percentage steenkool, is het meestal fragieler. 

3- Malleability

De maakbaarheid is de faciliteit waar het staal moet worden gelamineerd. Op deze manier zijn sommige roestvrijstaallegeringen doorgaans buigzamer dan andere.

4- Hardheid

De hardheid is de weerstand die een metaal tegen abrasieve middelen verzet. Hoe meer koolstof aan een staallegering wordt toegevoegd, hoe moeilijker het wordt (Kailas, s.f.)

5- vasthoudendheid

Vasthoudendheid is het concept dat het vermogen van staal weergeeft om weerstand te bieden aan het uitoefenen van een externe kracht zonder te breken.

In het geval van staal met een gemiddelde concentratie van koolstof, is de vasthoudendheid meestal hoger (Hoofdstuk 6. Mechanische eigenschappen van metalen, 2004).

Belangrijkste fysische eigenschappen van staal

1- Lichaam

Omvat eigenschappen die gerelateerd zijn aan staalgewicht, volume, massa en dichtheid.

2- Thermisch

Het verwijst naar drie fundamentele aspecten stalen aandrijfvermogen temperatuur (rij), de mogelijke warmteoverdracht (convectie) en het vermogen om infrarode straling uitstralen in het medium (straling).

3- Elektrisch

Ze verwijzen naar het vermogen van staal om elektrische stroom te geleiden.

4- Optica

Deze eigenschappen in het geval van staal duiden op het vermogen om licht te reflecteren of helderheid uit te stralen. In de mate dat roestvrij staal is gelegeerd met een hoger percentage aluminium, zullen betere optische eigenschappen hebben.

5- Magnetisch

Het verwijst naar het vermogen van staal om te worden geïnduceerd of om een ​​elektromagnetisch veld te induceren.

Hoe hoger het percentage ijzer in de staallegering, hoe groter het vermogen om als een magneet te werken (Sandhyarani, 2016).

Soorten staal

Verschillende soorten staal worden geproduceerd volgens hun toepassing, daarom moeten de mechanische en fysische eigenschappen van deze staalsoorten verschillen.

Op deze manier zijn verschillende schalen gemaakt om staal te classificeren op basis van zijn eigenschappen (elasticiteit, dichtheid, smeltpunt, thermische geleidbaarheid, sterkte, hardheid, onder andere).

Om verschillende soorten staal te vervaardigen, gebruiken fabrikanten verschillende concentraties van andere metalen om legeringen te maken.

Het productieproces en de manier waarop staal wordt bewerkt, oefenen ook een aanzienlijke invloed uit op het verkregen eindproduct.

Volgens het American Iron and Steel Institute (AISI voor zijn afkorting in het Engels), kan staal worden ingedeeld in vier hoofdgroepen, volgens hun chemische samenstelling:

  • Koolstofstaal
  • Gelegeerd staal
  • Roestvrij staal
  • Gereedschapstaal

Eigenschappen van koolstofstaal

Koolstofstaal is afgeleid van de legering tussen ijzer en koolstof. Door het percentage steenkool te variëren, is het mogelijk om staalsoorten met verschillende kwaliteiten te produceren. Over het algemeen geldt: hoe hoger het percentage steenkool, hoe taaier en stijver het staal zal zijn.

Staal met een laag percentage steenkool is in de markt bekend als smeedijzer. Dit type staal is gemakkelijk in gebruik omdat het zeer kunststof is.

Om deze reden wordt het veel gebruikt voor het produceren van roosters, decoratieve toepassingen of lantaarnpalen.

Staal met een gemiddeld koolstofgehalte is zeer taai en daarom wordt het gebruikt om bruggen of constructiedelen te maken die grote ladingen kunnen dragen..

Van zijn kant wordt staal met een hoog koolstofgehalte gebruikt om kabels te maken. Wanneer het percentage steenkool groter is dan ijzer, hebben we het over gietijzer, dat wordt gebruikt voor het maken van vazen ​​en andere items.

Hoewel dit laatste staal vrij hard is, is het ook erg fragiel (Materials, 2014).

Eigenschappen van gelegeerd staal

Gelegeerd staal is er een dat wordt vervaardigd met een klein percentage van een of meer metalen anders dan ijzer.

Die metalen toegevoegd aan de legering hebben het vermogen om de eigenschappen van staal te veranderen.

Bijvoorbeeld, staal gemaakt met ijzer, chroom en nikkel resulteert in roestvrij staal. Wanneer aluminium wordt toegevoegd aan deze legering, is het resultaat meer kneedbaar en uniform van uiterlijk.

Wanneer mangaanlegeringen worden toegevoegd, kunnen ze uitzonderlijke sterkte en hardheid bereiken.

Eigenschappen van roestvrij staal

Roestvast staal bevat tussen 10 en 20% chroom, een factor die ervoor zorgt dat het zeer goed bestand is tegen corrosie en oxidatie.

Als staal 11% chroom bevat, is het ongeveer 200 keer beter bestand tegen corrosie dan staal dat geen chroom bevat. Er zijn drie groepen roestvrij staal:

Austenitisch staal: het is degene met een grotere concentratie chroom en een klein percentage nikkel en steenkool.

Het wordt vaak gebruikt voor voedselverwerking en pijpen. Het is gemakkelijk te herkennen, omdat het niet magnetisch is.

Ferritisch staal: is het type staal dat ongeveer 15% chroom bevat, maar slechts een paar sporen van steenkool en andere metalen zoals molybdeen, aluminium of titanium.

Dit type staal is magnetisch, zeer hard en bestendig. Het kan worden uitgehard als het koud is.

Martensitisch staal: is er een die matige hoeveelheden chroom, nikkel en koolstof bevat. Het is zeer magnetisch en behandelbaar bij hoge temperaturen.

Martensitisch staal wordt vaak gebruikt om snijgereedschappen zoals messen en chirurgische apparatuur te maken.

Eigenschappen gereedschapstaal

Het gereedschapsstaal is zeer duurzaam, bestand tegen temperatuur en met een vrij hoge hardheid.

Bevat wolfraam, molybdeen, kobalt en vanadium. Het is degene die wordt gebruikt om boren te maken (Bell, 2017).

referenties

  1. Bell, T. (17 maart 2017). Opgehaald uit Wat zijn de typen en eigenschappen van Steels?: Thebalance.com.
  2. Hoofdstuk 6. Mechanische eigenschappen van metalen. (2004). Opgehaald uit mechanische eigenschappen van metalen: virginia.edu.
  3. Guru, W. (2017). Weld Guru Uit de gids voor de mechanische eigenschappen van metalen gehaald: weldguru.com.
  4. Kailas, S.V. (s.f.). Hoofdstuk 4. Mechanische eigenschappen van metalen. Teruggeplaatst van Material Science: nptel.ac.in.
  5. Matter, T. (augustus 2002). Total Matter Opgehaald uit mechanische eigenschappen van metalen: totalmateria.com.
  6. Materialen, A. (2 december 2014). Opgehaald uit MECHANISCHE EN FYSIEKE EIGENSCHAPPEN: worldstainless.org.
  7. Sandhyarani, N. (4 augustus 2016). Opgehaald uit fysieke eigenschappen van staal: buzzle.com.