10 Mechanische en fysische eigenschappen van staal

De mechanische en fysische eigenschappen van staal ze kunnen enorm variëren afhankelijk van hun samenstelling en percentage onzuiverheden (zoals fosfor of zwavel). Op deze manier kan het staal worden gelegeerd met chroom, kobalt, koper, molybdeen, nikkel, stikstof, selenium, tantaal, titanium, wolfraam of vanadium, wanneer u betere mechanische en fysische eigenschappen wilt bereiken dan andere..

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

Over het algemeen verschillen fysische eigenschappen zoals dichtheid, elektrische en thermische geleidbaarheid niet sterk van de ene legering tot de andere. 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 nadat het aan spanning is blootgesteld. Staalsoorten die zijn gelegeerd met kleine percentages koolstof zijn meer plastic.

2- Breekbaarheid

Breekbaarheid is het gemak waarmee staal onder spanning kan worden gebroken. Wanneer staal is gelegeerd, met een hoog percentage koolstof, heeft het de neiging brosser te zijn. 

3- Vervormbaarheid

De maakbaarheid is het gemak van het te walsen staal. Op deze manier hebben sommige roestvrijstalen legeringen de neiging om meer kneedbaar te zijn dan andere..

4- hardheid

Hardheid is de weerstand die een metaal tegen schuurmiddelen biedt. Hoe meer koolstof aan een staallegering wordt toegevoegd, hoe moeilijker het zal zijn.

5- vasthoudendheid

Taaiheid is het concept dat aangeeft dat staal bestand is tegen de toepassing van een externe kracht zonder te breken..

In het geval van staal met een gemiddelde koolstofconcentratie is de taaiheid doorgaans hoger.

Belangrijkste fysische eigenschappen van staal

1- Lichaam

Ze omvatten de eigenschappen die verband houden met het gewicht van het staal, het volume, de massa en de dichtheid.

2- Thermisch

Het verwijst naar drie fundamentele aspecten van staal: het vermogen om temperatuur te geleiden (geleiding), het vermogen om warmte over te dragen (convectie) en het vermogen om infraroodstralen in het midden uit te stralen (straling)..

3- Elektrisch

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

4- Optiek

Deze eigenschappen in het geval van staal duiden op het vermogen om licht te reflecteren of glans uit te stralen. Voor zover roestvast staal is gelegeerd met een hoger percentage aluminium, zullen de betere optische eigenschappen het hebben.

5- Magnetisch

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 magneet te werken..

Staalsoorten

Afhankelijk van hun toepassing worden verschillende staalsoorten geproduceerd, daarom moeten de mechanische en fysische eigenschappen van deze staalsoorten verschillend zijn..

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 maken, gebruiken fabrikanten verschillende concentraties van andere metalen om legeringen te maken.

Ook het productieproces en de manier waarop het staal wordt bewerkt, heeft een grote invloed op het verkregen eindproduct..

Volgens het American Iron and Steel Institute (AISI) kan staal worden onderverdeeld in vier hoofdgroepen, op basis van de chemische samenstelling:

• Koolstofstaal
• Gelegeerd staal
• Roestvrij staal
• Gereedschapsstaal

Eigenschappen van koolstofstaal

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

Koolstofarm staal staat in de markt bekend als smeedijzer. Deze staalsoort is gemakkelijk te hanteren omdat het een hoog plastic gehalte heeft..

Om deze reden wordt het veel gebruikt om roosters, decoratieve toepassingen of lantaarnpalen te produceren..

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

Van zijn kant wordt koolstofstaal gebruikt om kabels te maken. Wanneer het percentage steenkool groter is dan dat van ijzer, wordt dit gietijzer genoemd, dat wordt gebruikt om vazen ​​en andere soorten artikelen te maken..

Hoewel de laatste staalsoort vrij hard is, is het ook erg bros..

Eigenschappen van gelegeerd staal

Gelegeerd staal is een staal dat is vervaardigd met een klein percentage van een of meer metalen anders dan ijzer. Die metalen die aan de legering worden toegevoegd, kunnen de eigenschappen van het staal veranderen.

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

Wanneer mangaan wordt toegevoegd aan staallegeringen, kunnen ze uitzonderlijke sterkte en taaiheid bereiken.

Eigenschappen van roestvrij staal

Roestvrij staal bevat tussen de 10 en 20% chroom, een factor waardoor het zeer goed bestand is tegen corrosie en oxidatie..

Wanneer 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 hogere concentratie chroom en een klein percentage nikkel en koolstof.

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

Ferritisch staal- Het is het type staal dat ongeveer 15% chroom bevat, maar slechts enkele sporen van koolstof en andere metalen zoals molybdeen, aluminium of titanium.

Deze staalsoort is magnetisch, zeer hard en resistent. Kan bij koude bewerking worden uitgehard.

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

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

Eigenschappen gereedschapsstaal

Gereedschapsstaal is zeer duurzaam, temperatuurbestendig en heeft een vrij hoge hardheid.

Bevat wolfraam, molybdeen, kobalt en vanadium. Het is degene die wordt gebruikt om de boren te maken.

Referenties

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