Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Kemiske og fysiske egenskaber ved Steel

Stål er en legering, et kombinationsmetal fremstillet af jern og kulstof. Kulstofindholdet i stål når højst 1,5 procent. På grund af dets hårdhed og styrke anvendes stål til konstruktion af bygninger, broer, biler og en lang række andre fremstillings- og tekniske applikationer.

Det største stål produceret i dag er almindeligt kulstofstål eller simpelthen carbonstål. Karbonet i stål findes i jernkarbidtilstanden. Andre elementer, herunder svovl, fosfor, mangan og silicium, er også til stede.

Karbonindhold i stål

Kulstål defineres som stål, der har sine egenskaber hovedsageligt på grund af dets kulstofindhold og indeholder ikke mere end 0,5 procent silicium og 1,5 procent af mangan. De enkle kulstål, der spænder fra 0,06 procent kulstof til 1,5 procent kulstof, er opdelt i fire typer:

  • Døde mildt stål, op til 0,15 procent kulstof

  • Lavt -carbon eller mildt stål, 0,15 procent til 0,45 procent kulstof

  • Mellemcarbonstål, 0,45 procent til 0,8 procent kulstof

  • Kulstofstål 0,8 procent til 1,5 procent kulstof


    Disse stål skrider frem fra blødere til sværere, men de udvikler også mod stigende brølhed. Den første type anvendes i billegemer. Den anden type findes i skinner og skinneprodukter som koblinger, krumtapaksler, aksler, tandhjul og smedestykker. Den tredje type anvendes til skæreværktøjer og jernbanelinjer, og den sidste type anvendes i stempler og cylindre.

    Grundlæggende fysiske egenskaber ved stål

    Stål har en tæthed på 7.850 kg /m < sup> 3, hvilket gør det 7,85 gange så tæt som vand. Dens smeltepunkt på 1.510 C er højere end for de fleste metaller. Til sammenligning er smeltepunktet af bronze 1.040 C, det for kobber er 1.083 C, det for støbejern er 1300 C, og det for nikkel er 1.453 C. Tungsten smelter imidlertid ved en searing på 3.410 C, hvilket ikke er overraskende da dette element bruges i glødelamper.

    Stålets lineære ekspansionskoefficient ved 20 C i μm pr. meter pr. grad Celsius er 11,1, hvilket gør det mere modstandsdygtigt over for ændringer i størrelsen med ændringer i temperaturen end, for eksempel kobber (16,7), tin (21,4) og bly (29,1).

    Rustfrit stål

    Rustfrit stål er ansat i konstruktion, når korrosionsbestandighed er et stort aktiv, som med knive, at skal fastholde en skarp kant. En anden almindelig årsag til, at rustfrit stål anvendes, er deres høj temperaturegenskaber. I nogle projekter er højtemperaturoxidationsbestandighed et absolut krav, mens i andre er højtryksstyrken et primært behov.

    Tilsætninger til stål

    Små mængder andre metaller tilsat stål ændre dens egenskaber på måder der er gunstige for visse industrielle anvendelser. For eksempel resulterer kobolt i højere magnetisk permeabilitet og anvendes i magneter. Mangan giver styrke og hårdhed, og produktet er velegnet til kraftige jernbaneovergange. Molybden opretholder sin styrke ved høje temperaturer, så dette tilsætningsstof er praktisk, når der laves hastighedsboretips. Nikkel og krom modstår korrosion og er normalt tilføjet til fremstilling af stål kirurgiske instrumenter.