Densitatea oțelului în kg/m3. Oțeluri carbon și aliate

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Oțelul este cel mai comun material metalic din industrie, pe baza căruia se realizează structuri și unelte cu proprietățile dorite. În funcție de scopul acestui material, multe dintre proprietățile sale fizice, inclusiv densitatea, se modifică. În acest articol, vom lua în considerare ce oțel are o densitate în kg / m3.

Ce este oțelul și cum este el?

Înainte de a oferi tabele privind densitatea oțelului în kg / m3, să ne familiarizăm cu materialul în sine. Oțelul în metalurgie este un aliaj de fier cu carbon, al cărui conținut nu depășește 2,1 procente atomice. Dacă există mai mult carbon, atunci începe să se formeze grafit în sistem, ceea ce duce la o schimbare bruscă a proprietăților aliajului. În special, duritatea și fragilitatea acestuia cresc, iar plasticitatea scade. Dacă există mai mult de 2,1% carbon, atunci aliajul se numește fontă.

Principalul lucru de înțeles este că oțelul este un aliaj de fier cu alte elemente care acționează ca impurități. Dacă fierul devine o componentă non-nucleu,atunci acest aliaj nu este oțel.

Oțelurile sunt foarte diferite. Astfel, un conținut scăzut de carbon duce la formarea unei clase de materiale structurale. Conținutul său mai mare formează o clasă de oțeluri pentru scule. Pe lângă carbon, există materiale aliate cu diverse elemente. De exemplu, adăugarea a peste 13% de crom duce la formarea de materiale inoxidabile, iar un conținut mare de molibden și wolfram formează o clasă de oțeluri de tăiere.

Ce determină densitatea oțelului?

Există o serie de factori care determină densitatea oțelului în kg/m3. Acestea includ următoarele:

• densitatea fierului în sine pentru o anumită rețea cristalină;
• cantitatea și tipul de impurități;
• prezența fazelor.

Dintre acești factori, primul este cel mai important, deoarece fierul este baza aliajelor luate în considerare. După cum se știe, poate exista în două rețele cristaline: bcc (cubic centrat pe corp) și fcc (cubic centrat pe față).

Primul tip de zăbrele formează așa-numitele oțeluri feritice, al doilea - austenitic. Rețeaua fcc este strânsă, în timp ce rețeaua bcc este o împachetare mai liberă de atomi. Cu toate acestea, densitatea oțelurilor feritice este în general mai mare decât cea a celor austenitice. Motivul pentru acest lucru este simplu, faptul este că fcc este o structură stabilă numai la temperaturi ridicate pentru fier pur și toate metalele se extind foarte mult atunci când sunt încălzite. Acesta din urmă duce la o scădere a densității.

Oțeluri carbon

Care este densitatea oțelului carbon? În general, putem spune că este puțin mai mică decât densitatea fierului BCC pur (7874 kg/m3). Această scădere ușoară se datorează faptului că carbonul din rețeaua bcc ocupă pori octaedrici. Densitatea carbonului în sine în structurile diamantului și grafitului este foarte scăzută, astfel încât adăugarea lui la fier reduce densitatea medie a acestuia. Deoarece atomii de carbon ocupă pori octaedrici mari, ei cresc ușor parametrul mediu al rețelei, ceea ce afectează o scădere ușoară a parametrului considerat. Mai jos este un tabel cu densitatea oțelului în kg/m3, în funcție de calitate și temperatură.

Oțeluri aliate

După cum sa menționat, acestea includ orice aliaje pe bază de fier care, pe lângă carbon, conțin și alte elemente, cum ar fi crom, nichel, wolfram, vanadiu și așa mai departe. Astfel, densitatea oțelului inoxidabil 12X18H9, care conține, pe lângă crom, nichel, la temperatura camerei este de 7900 kg/m3, ceea ce este mai mare decât cea a fierului BCC pur. Dacă nu există nichel în „oțel inoxidabil”, atunci densitatea acestuia va fi mai mică decât cea a fierului pur, deoarece atomul de crom este mai ușor decât fierul.

Cele mai dense sunt oțelurile de mare viteză. Conțin cantități mari de metale grele, cum ar fi molibdenul și wolfram. Densitatea lor poate ajunge la 8800 kg/m3.