10 WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I FIZYCZNE STALI - CHEMIA - 2026

Właściwości mechaniczne i fizyczne stali mogą się znacznie różnić w zależności od jej składu i procentowej zawartości zanieczyszczeń (takich jak fosfor lub siarka). W ten sposób, jeśli chcesz osiągnąć lepsze właściwości mechaniczne i fizyczne niż inne, stal może być stapiana z chromem, kobaltem, miedzią, molibdenem, niklem, azotem, selenem, tantalem, tytanem, wolframem lub wanadem.

Skład i właściwości stali są bardzo zróżnicowane. Stal ma na ogół niższą zawartość węgla niż żelazo i mniejszą liczbę zanieczyszczeń niż te występujące w innych metalach.

Ogólnie rzecz biorąc, właściwości fizyczne, takie jak gęstość, przewodność elektryczna i cieplna, nie różnią się znacznie w zależności od stopu. Jednak właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość, ciągliwość i twardość, w dużym stopniu zależą od rodzaju stopu i składu stali.

Główne właściwości mechaniczne stali

1- Plastyczność

Jest to zdolność stali do zachowania swojego kształtu po poddaniu jej działaniu naprężeń. Stale z dodatkiem niewielkiej ilości węgla są bardziej plastyczne.

2- Kruchość

Kruchość to łatwość, z jaką stal może zostać złamana pod wpływem stresu. Gdy stal jest stopowa, z dużą zawartością węgla, jest bardziej krucha.

3- Kowalność

Ciągliwość to łatwość walcowania stali. W ten sposób niektóre stopy stali nierdzewnej są bardziej plastyczne niż inne.

4- Twardość

Twardość to odporność, z jaką metal przeciwstawia się środkom ściernym. Im więcej węgla dodasz do stopu stali, tym będzie to trudniejsze.

5- Wytrwałość

Wytrzymałość to pojęcie określające zdolność stali do przeciwstawienia się działaniu siły zewnętrznej bez zerwania.

W przypadku stali o średniej zawartości węgla udarność jest zwykle wyższa.

Główne właściwości fizyczne stali

1- Ciało

Obejmują one właściwości związane z masą stali, jej objętością, masą i gęstością.

2- Termiczne

Odnosi się do trzech podstawowych aspektów stali: jej zdolności do przewodzenia temperatury (przewodzenia), jej potencjału do przenoszenia ciepła (konwekcja) oraz jej zdolności do emitowania promieni podczerwonych w ośrodku (promieniowanie).

3- Elektryczne

Odnoszą się do zdolności stali do przewodzenia prądu elektrycznego.

4- Optyka

Te właściwości w przypadku stali świadczą o jej zdolności do odbijania światła lub świecenia. W takim stopniu, w jakim stal nierdzewna jest stopowa z wyższą zawartością aluminium, będzie miała lepsze właściwości optyczne.

5- Magnetyczny

Odnosi się do zdolności stali do indukowania lub indukowania pola elektromagnetycznego.

Im wyższy procent żelaza w stopie stali, tym większa jego zdolność do działania jak magnes.

Rodzaje stali

W zależności od zastosowania produkowane są różne rodzaje stali, dlatego też właściwości mechaniczne i fizyczne tych stali muszą być różne.

W ten sposób stworzono różne skale do klasyfikowania stali według jej właściwości (m.in. elastyczność, gęstość, temperatura topnienia, przewodność cieplna, wytrzymałość, twardość).

Aby wytwarzać różne rodzaje stali, producenci używają różnych stężeń innych metali do produkcji stopów.

Istotny wpływ na otrzymany produkt finalny ma również proces produkcyjny i sposób obróbki stali.

Według Amerykańskiego Instytutu Żelaza i Stali (AISI) stal można podzielić na cztery główne grupy ze względu na jej skład chemiczny:

• Stal węglowa
• Stali stopowej
• Stal nierdzewna
• Stal narzędziowa

Właściwości stali węglowej

Stal węglowa pochodzi ze stopu żelaza i węgla. Zmieniając zawartość procentową węgla, można produkować stale o różnej jakości. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy procent węgla, tym twardsza i sztywniejsza będzie stal.

Stal o niskiej zawartości węgla jest znana na rynku jako kute żelazo. Ten rodzaj stali jest łatwy w obróbce, ponieważ jest bardzo plastyczny.

Z tego powodu jest szeroko stosowany do produkcji krat, zastosowań dekoracyjnych czy latarni.

Stal o średniej zawartości węgla jest bardzo twarda, dlatego jest używana do wykonywania mostów lub elementów konstrukcyjnych zdolnych do przenoszenia ogromnych obciążeń.

Ze swojej strony do produkcji kabli używa się stali wysokowęglowej. Gdy zawartość procentowa węgla jest większa niż żelaza, określa się go jako żeliwo, z którego wytwarza się wazony i inne rodzaje artykułów.

Chociaż ten ostatni rodzaj stali jest dość twardy, jest również bardzo kruchy.

Właściwości stali stopowej

Stal stopowa to taka, która jest wytwarzana z niewielką zawartością jednego lub więcej metali innych niż żelazo. Te metale dodane do stopu mają zdolność zmiany właściwości stali.

Na przykład stal wykonana z żelaza, chromu i niklu daje w wyniku stal nierdzewną. Dodanie aluminium do tego stopu daje bardziej plastyczny i jednolity wygląd.

Dodanie manganu do stopów stali pozwala uzyskać wyjątkową wytrzymałość i udarność.

Właściwości stali nierdzewnej

Stal nierdzewna zawiera od 10 do 20% chromu, co sprawia, że ​​jest bardzo odporna na korozję i utlenianie.

Gdy stal zawiera 11% chromu, jest około 200 razy bardziej odporna na korozję niż stal niezawierająca chromu. Istnieją trzy grupy stali nierdzewnej:

Stal austenityczna : to ta o największej zawartości chromu i niewielkiej zawartości niklu i węgla.

Jest powszechnie używany do przetwarzania żywności i rurociągów. Łatwo go rozpoznać, ponieważ nie jest magnetyczny.

Stal ferrytyczna : jest to rodzaj stali, który zawiera około 15% chromu, ale tylko kilka śladowych ilości węgla i innych metali, takich jak molibden, aluminium lub tytan.

Ten rodzaj stali jest magnetyczny, bardzo twardy i odporny. Można go utwardzać podczas obróbki na zimno.

Stal martenzytyczna : to taka, która zawiera umiarkowane ilości chromu, niklu i węgla. Jest wysoce magnetyczny i można go leczyć w wysokich temperaturach.

Stal martenzytyczna jest powszechnie stosowana do produkcji narzędzi skrawających, takich jak noże i sprzęt chirurgiczny.

Właściwości stali narzędziowej

Stal narzędziowa jest bardzo trwała, odporna na temperaturę i ma dość wysoką twardość.

Zawiera wolfram, molibden, kobalt i wanad. To jest ten używany do wykonywania wierteł.

Bibliografia

1. Bell, T. (17 marca 2017). Źródło z Jakie są rodzaje i właściwości stali?: Thebalance.com.
2. Rozdział 6. Właściwości mechaniczne metali. (2004). Pobrane z Mechanical Properties of Metals: virginia.edu.
3. Guru, W. (2017). Weld Guru. Pobrane z Guide to the Mechanical Properties of Metals: Welguru.com.
4. Kailas, SV (sf). Rozdział 4. Właściwości mechaniczne metali. Uzyskane z Material Science: nptel.ac.in.
5. Materia, T. (sierpień 2002). Total Matter. Uzyskane z Mechanical Properties of Metals: totalmateria.com.
6. Materiały, A. (2 grudnia 2014). Pozyskano z WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH I FIZYCZNYCH: worldsteless.org.
7. Sandhyarani, N. (4 sierpnia 2016). Uzyskane z Physical Properties of Steel: buzzle.com.