10 MEKANISKA OCH FYSISKA EGENSKAPER HOS STÅL - KEMI - 2026

De mekaniska och fysiska egenskaperna hos stål kan variera enormt beroende på dess sammansättning och procentuella föroreningar (såsom fosfor eller svavel). På detta sätt, när bättre mekaniska och fysiska egenskaper önskas jämfört med andra, kan stålet legeras med krom, kobolt, koppar, molybden, nickel, kväve, selen, tantal, titan, volfram eller vanadin.

Stålets sammansättning och egenskaper varierar mycket. Stål har i allmänhet lägre kolhalt än järn och ett lägre antal föroreningar än de som finns i andra metaller.

I allmänhet varierar fysiska egenskaper såsom densitet, elektrisk och termisk konduktivitet inte mycket från en legering till en annan. Mekaniska egenskaper såsom styrka, duktilitet och hårdhet är emellertid mycket beroende av typen av legering och stålets sammansättning.

Stålens viktigaste mekaniska egenskaper

1- Plastisitet

Det är stålets förmåga att behålla sin form efter att ha utsatts för stress. Stål som är legerade med små procentandelar kol är mer plast.

2 - Bräcklighet

Bräcklighet är den lätthet med vilken stål kan brytas under stress. När stål legeras med en hög andel kol, tenderar det att bli mer sprött.

3 - formbarhet

Smidbarheten är det enkla att stålet ska rullas. På detta sätt tenderar vissa rostfria legeringar att vara mer formbara än andra.

4 - Hårdhet

Hårdhet är motståndet som en metall motsätter sig slipmedel. Ju mer kol du lägger till en stållegering, desto svårare blir det.

5 - Hålighet

Tuffhet är konceptet som anger stålens förmåga att motstå applicering av en extern kraft utan att bryta.

När det gäller stål med en medellång kolkoncentration tenderar segheten att vara högre.

Stålens viktigaste fysiska egenskaper

1- Kropp

De inkluderar egenskaper relaterade till stålens vikt, dess volym, massa och densitet.

2- Termisk

Den hänvisar till tre grundläggande aspekter av stål: dess förmåga att leda temperatur (ledning), dess potential att överföra värme (konvektion) och dess förmåga att ge ut infraröda strålar i mitten (strålning).

3 - Elektrisk

De hänvisar till förmågan hos stål att leda elektrisk ström.

4 - Optik

Dessa egenskaper för stål betecknar dess förmåga att reflektera ljus eller avge glans. I den utsträckning rostfritt stål legeras med en högre andel aluminium kommer det att ha bättre optiska egenskaper.

5 - Magnetisk

Det hänvisar till förmågan hos stål att induceras eller att inducera ett elektromagnetiskt fält.

Ju högre andel järn i stållegeringen, desto större är dess förmåga att fungera som en magnet.

Ståltyper

Olika ståltyper produceras enligt deras tillämpning, därför måste de mekaniska och fysiska egenskaperna hos dessa ståltyper vara olika.

På detta sätt har olika vågar skapats för att klassificera stål enligt dess egenskaper (elasticitet, densitet, smältpunkt, värmeledningsförmåga, styrka, hårdhet, bland andra).

För att tillverka olika typer av stål använder tillverkare olika koncentrationer av andra metaller för att tillverka legeringar.

Produktionsprocessen och hur stålet bearbetas har också ett betydande inflytande på den erhållna slutprodukten.

Enligt American Iron and Steel Institute (AISI) kan stål kategoriseras i fyra huvudgrupper enligt dess kemiska sammansättning:

• Kolstål
• Legerat stål
• Rostfritt stål
• Verktygsstål

Egenskaper för kolstål

Kolstål härrör från legeringen mellan järn och kol. Genom att variera procentandelen kol är det möjligt att producera stål med olika kvaliteter. Generellt sett är ju högre andel kol, desto tuffare och styvare blir stålet.

Stål med en låg procentandel kol är känt på marknaden som smidesjärn. Denna typ av stål är lätt att hantera eftersom det är mycket plast.

Av denna anledning används den ofta för att producera galler, dekorativa applikationer eller lampstolpar.

Stål med ett medelt kolinnehåll är mycket tufft, varför det används för att göra broar eller konstruktionsdelar som kan stödja enorma laster.

För sin del används högkolstål för att skapa kablar. När andelen kol är större än järn, kallas det gjutjärn, som används för att tillverka vaser och andra typer av artiklar.

Även om den senare typen av stål är ganska hård är den också mycket spröd.

Egenskaper för legerat stål

Legeringsstål är ett som tillverkas med en liten andel av en eller flera andra metaller än järn. De metaller som läggs till legeringen har förmågan att ändra stålets egenskaper.

Till exempel ger stål tillverkat av järn, krom och nickel rostfritt stål. När aluminium läggs till denna legering är resultatet mer formbart och enhetligt i utseende.

När mangan tillsätts stållegeringar kan de uppnå exceptionell styrka och seghet.

Egenskaper i rostfritt stål

Rostfritt stål innehåller mellan 10 och 20% krom, en faktor som gör att den är mycket motståndskraftig mot korrosion och oxidation.

När stål innehåller 11% krom är det cirka 200 gånger mer motståndskraftigt mot korrosion än stål som inte innehåller krom. Det finns tre grupper av rostfritt stål:

Austenitiskt stål : det är det med den högsta koncentrationen av krom och en liten procentandel av nickel och kol.

Det används ofta för livsmedelsbearbetning och rörledning. Det är lätt att känna igen, eftersom det inte är magnetiskt.

Ferritiskt stål : Det är den typ av stål som innehåller cirka 15% krom, men endast några få spår av kol och andra metaller som molybden, aluminium eller titan.

Denna typ av stål är magnetisk, mycket hård och beständig. Det kan härdas vid kallbearbetning.

Martensitiskt stål : det är ett som innehåller måttliga mängder krom, nickel och kol. Det är mycket magnetiskt och behandlingsbart vid höga temperaturer.

Martensitic stål används vanligtvis för att tillverka skärverktyg som knivar och kirurgisk utrustning.

Verktygsstålegenskaper

Verktygsstål är mycket hållbart, temperaturbeständigt och har en relativt hög hårdhet.

Innehåller volfram, molybden, kobolt och vanadin. Det är den som används för att göra borrbitarna.

referenser

1. Bell, T. (17 mars 2017). Hämtad från Vilka är typer och egenskaper hos stål?: Thebalance.com.
2. Kapitel 6. Metallers mekaniska egenskaper. (2004). Hämtad från mekaniska egenskaper hos metaller: virginia.edu.
3. Guru, W. (2017). Weld Guru. Hämtad från Guide to the Mechanical Properties of Metals: weldguru.com.
4. Kailas, SV (sf). Kapitel 4. Metallers mekaniska egenskaper. Erhållen från Materialvetenskap: nptel.ac.in.
5. Materia, T. (augusti 2002). Total sak. Erhålls från mekaniska egenskaper hos metaller: totalmateria.com.
6. Materials, A. (2 december 2014). Erhållen från MEKANISKA OCH FYSISKA EGENSKAPER: worldstainless.org.
7. Sandhyarani, N. (4 augusti 2016). Erhållits från fysiska egenskaper hos stål: buzzle.com.