10 Mehanske in fizikalne lastnosti jekla

The mehanske in fizikalne lastnosti jekla lahko se zelo razlikujejo glede na njihovo sestavo in odstotek nečistoč (kot sta fosfor ali žveplo).

Na ta način, ko želimo doseči boljše mehanske in fizikalne lastnosti pred ostalimi, lahko jeklo legiramo s kromom, kobaltom, bakrom, molibdenom, nikljem, dušikom, selenom, tantalom, titanom, volframom ali vanadijem..

Sestava in lastnosti jekla se zelo razlikujejo. Na splošno ima jeklo manj vsebnosti ogljika, kot ga ima železo, in manjše število nečistoč, kot jih najdemo v drugih kovinah.

Na splošno se fizikalne lastnosti, kot so gostota, električna in toplotna prevodnost, od ene zlitine do druge zelo razlikujejo.

Vendar pa so mehanske lastnosti, kot so trdnost, duktilnost in trdota, zelo odvisne od vrste zlitine in sestave jekla.

Glavne mehanske lastnosti jekla

1 - Plastičnost

To je sposobnost jekla, da obdrži svojo obliko, potem ko je bila izpostavljena naporu. Jekla, ki so legirana z majhnim deležem ogljika, so bolj plastična.

2. Krhkost

Krhkost je enostavnost, s katero se jeklo lahko razbije, ko je podvrženo naporu. Ko je jeklo legirano in ima visok odstotek premoga, je bolj občutljivo. 

3. Okretnost

Temeljnost je objekt, ki ima jeklo za laminiranje. Na ta način so nekatere zlitine iz nerjavnega jekla bolj voljne kot druge.

4 - Trdota

Trdota je upor, ki nasprotuje kovini pred abrazivnimi sredstvi. Več ogljika doda jekleni zlitini, težje bo (Kailas, s.f)

5. Trdnost

Upornost je koncept, ki označuje sposobnost jekla, da se upre uporabi zunanje sile, ne da bi se zlomila.

V primeru jekla s srednjo koncentracijo ogljika je trdnost ponavadi višja (poglavje 6. Mehanske lastnosti kovin, 2004)..

Glavne fizikalne lastnosti jekla

1 - telo

Vključite lastnosti, povezane z maso, prostornino, maso in gostoto jekla.

2. Toplotna

Nanaša se na tri temeljne vidike jekla: njegovo sposobnost vodenja temperature (prevodnost), njen potencial za prenos toplote (konvekcijo) in njegovo sposobnost, da oddaja infrardeče žarke v mediju (sevanje)..

3- Električni

Nanašajo se na zmožnost jekla za vodenje električnega toka.

4 - Optika

Te lastnosti v primeru jekla označujejo njegovo sposobnost, da odbija svetlobo ali oddaja svetlost. Če je nerjavno jeklo legirano z višjim odstotkom aluminija, bodo imele boljše optične lastnosti.

5 - Magnetni

Nanaša se na sposobnost jekla, da se inducira ali inducira elektromagnetno polje.

Višji kot je delež železa v jeklenih zlitinah, večja je njegova sposobnost, da deluje kot magnet (Sandhyarani, 2016).

Vrste jekla

Glede na njihovo uporabo se proizvajajo različne vrste jekla, zato morajo biti mehanske in fizikalne lastnosti teh vrst jekla različne.

Na ta način so bile izdelane različne tehtnice za razvrščanje jekla glede na njegove lastnosti (elastičnost, gostota, tališče, toplotna prevodnost, trdnost, trdota, med drugim).

Za izdelavo različnih vrst jekla proizvajalci uporabljajo različne koncentracije drugih kovin za izdelavo zlitin.

Proizvodni proces in način obdelave jekla pomembno vplivata tudi na končni proizvod.

Po podatkih Ameriškega inštituta za železo in jeklo (AISI za akronim v angleščini) se jeklo lahko razvrsti v štiri glavne skupine glede na njihovo kemično sestavo:

• Ogljikovo jeklo
• Legirano jeklo
• Iz nerjavečega jekla
• Orodno jeklo

Lastnosti ogljikovega jekla

Ogljikovo jeklo je pridobljeno iz zlitine med železom in ogljikom. S spreminjanjem odstotka premoga je mogoče izdelovati jekla z različnimi kvalitetami. Na splošno velja, da kolikor višji je odstotek premoga, tem bolj je trdna jekla.

Jeklo z nizkim deležem premoga je na trgu znano kot kovanega železa. Ta vrsta jekla je enostavna za uporabo, saj je zelo plastična.

Zaradi tega se pogosto uporablja za izdelavo rešetk, dekorativnih aplikacij ali svetlobnih stebrov.

Jeklo s povprečno vsebnostjo ogljika je zelo vzdržljivo, zato se uporablja za izdelavo mostov ali konstrukcijskih delov, ki lahko podpirajo velike obremenitve.

Jeklo z visoko vsebnostjo ogljika se uporablja za izdelavo kablov. Ko je odstotek premoga večji od železa, govorimo o litini, ki se uporablja za izdelavo vaz in drugih predmetov.

Čeprav je ta zadnja vrsta jekla precej trda, je tudi zelo krhka (Materiali, 2014).

Lastnosti legiranega jekla

Zlitina je tista, ki je izdelana z majhnim deležem ene ali več kovin, razen železa.

Te kovine, dodane zlitini, lahko spremenijo lastnosti jekla.

Na primer, jeklo, narejeno iz železa, kroma in niklja, ima za posledico nerjavno jeklo. Ko je aluminija dodan tej zlitini, je rezultat bolj okreten in enakomeren videz.

Ko dodamo manganove zlitine, lahko dosežejo izjemno trdnost in trdoto.

Lastnosti nerjavečega jekla

Nerjaveče jeklo vsebuje med 10 in 20% kroma, kar mu omogoča, da je zelo odporen proti koroziji in oksidaciji.

Kadar jeklo vsebuje 11% kroma, je približno 200-krat bolj odporno proti koroziji kot jeklo, ki ne vsebuje kroma. Obstajajo tri skupine nerjavnega jekla:

Avstenitno jeklo: to je tista, ki ima širšo koncentracijo kroma in majhen odstotek niklja in premoga.

Običajno se uporablja za predelavo hrane in cevi. To je enostavno prepoznati, ker ni magnetno.

Feritno jekloje vrsta jekla, ki vsebuje približno 15% kroma, vendar le nekaj sledi premoga in drugih kovin, kot so molibden, aluminij ali titan \ t.

Ta vrsta jekla je magnetna, zelo trda in odporna. Lahko se strdi pri mrazu.

Martenzitno jekloje tista, ki vsebuje zmerne količine kroma, niklja in ogljika. Je zelo magnetna in se lahko obdeluje pri visokih temperaturah.

Martenzitno jeklo se pogosto uporablja za izdelavo rezalnih orodij, kot so noži in kirurška oprema.

Lastnosti orodne jekla

Orodno jeklo je zelo trpežno, odporno na temperaturo in s precej visoko trdoto.

Vsebuje volfram, molibden, kobalt in vanadij. Uporablja se za izdelavo svedrov (Bell, 2017).

Reference

1. Bell, T. (17. marec 2017). Pridobljeno iz vrst in lastnosti jekel?: Thebalance.com.
2. Poglavje 6. Mehanske lastnosti kovin. (2004). Pridobljeno iz mehanskih lastnosti kovin: virginia.edu.
3. Guru, W. (2017). Varilni guru Pridobljeno iz vodnika po mehanskih lastnostih kovin: weldguru.com.
4. Kailas, S. V. (s.f.). Poglavje 4. Mehanske lastnosti kovin. Pridobljeno iz znanosti o materialih: nptel.ac.in.
5. Matter, T. (avgust 2002). Skupna zadeva Pridobljeno iz mehanskih lastnosti kovin: totalmateria.com.
6. Materiali, A. (2. december 2014). Pridobljeno iz MEHANSKIH IN FIZIČNIH LASTNOSTI: worldstainless.org.
7. Sandhyarani, N. (4. avgust 2016). Pridobljeno iz fizikalnih lastnosti jekla: buzzle.com.