Gustoća čelika u kg/m3. Ugljični i legirani čelici

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Čelik je najčešći metalni materijal u industriji, na temelju kojeg se izrađuju konstrukcije i alati željenih svojstava. Ovisno o namjeni ovog materijala, mijenjaju se mnoga njegova fizička svojstva, uključujući gustoću. U ovom članku ćemo razmotriti koji čelik ima gustoću u kg / m3.

Što je čelik i kakav je?

Prije davanja tablica o gustoći čelika u kg / m3, upoznajmo se sa samim materijalom. Čelik u metalurgiji je legura željeza s ugljikom, čiji sadržaj ne prelazi 2,1 atomski postotak. Ako ima više ugljika, tada se u sustavu počinje stvarati grafit, što dovodi do nagle promjene svojstava legure. Posebno se povećava njegova tvrdoća i lomljivost, a smanjuje se plastičnost. Ako ima više od 2,1% ugljika, tada se legura naziva lijevano željezo.

Glavna stvar koju treba razumjeti je da je čelik legura željeza s drugim elementima koji djeluju kao nečistoće. Ako željezo postane neosnovna komponenta,onda ova legura nije čelik.

Čelici su vrlo različiti. Dakle, nizak sadržaj ugljika dovodi do stvaranja klase strukturnih materijala. Njegov veći sadržaj čini klasu alatnih čelika. Osim ugljika, postoje i materijali legirani raznim elementima. Na primjer, dodavanje više od 13% kroma dovodi do stvaranja nehrđajućih materijala, a veliki sadržaj molibdena i volframa čini klasu čelika za rezanje.

Što određuje gustoću čelika?

Postoji niz faktora koji određuju gustoću čelika u kg/m3. To uključuje sljedeće:

• gustoća samog željeza za danu kristalnu rešetku;
• količina i vrsta nečistoća;
• prisutnost faza.

Od ovih čimbenika, prvi je najvažniji, budući da je željezo osnova legura koje se razmatraju. Kao što je poznato, može postojati u dvije kristalne rešetke: bcc (kubika usmjerena na tijelo) i fcc (kubika usmjerena na lice).

Prva vrsta rešetke tvori takozvane feritne čelike, druga - austenitna. Fcc rešetka je usko zbijena, dok je bcc rešetka labavije pakiranje atoma. Međutim, gustoća feritnih čelika općenito je veća od gustoće austenitnih. Razlog za to je jednostavan, činjenica je da je fcc stabilna struktura samo na visokim temperaturama za čisto željezo, a svi metali se jako šire kada se zagrijavaju. Potonje dovodi do pada gustoće.

ugljični čelici

Kolika je gustoća ugljičnog čelika? Općenito, možemo reći da je nešto niža od gustoće čistog BCC željeza (7874 kg/m3). Ovo neznatno smanjenje posljedica je činjenice da ugljik u bcc rešetki zauzima oktaedarske pore. Gustoća samog ugljika u strukturama dijamanta i grafita je vrlo niska, pa njegov dodatak željezu smanjuje njegovu prosječnu gustoću. Budući da atomi ugljika zauzimaju velike oktaedarske pore, oni neznatno povećavaju prosječni parametar rešetke, što utječe na blago smanjenje razmatranog parametra. Ispod je tablica gustoće čelika u kg / m3, ovisno o vrsti i temperaturi.

Legirani čelici

Kao što je spomenuto, to uključuje sve legure na bazi željeza koje, osim ugljika, sadrže i druge elemente, kao što su krom, nikal, volfram, vanadij i tako dalje. Dakle, gustoća nehrđajućeg čelika 12X18H9, koji sadrži, osim kroma, nikal, na sobnoj temperaturi iznosi 7900 kg/m3, što je više od čistog BCC željeza. Ako u "nehrđajućem čeliku" nema nikla, tada će njegova gustoća biti niža od gustoće čistog željeza, budući da je atom kroma lakši od željeza.

Najgušći su brzorezni čelici. Sadrže velike količine teških metala kao što su molibden i volfram. Njihova gustoća može doseći 8800 kg/m3.