Acél sűrűsége kg/m3-ben. Szén és ötvözött acélok

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az acél a legelterjedtebb fémanyag az iparban, amely alapján a kívánt tulajdonságokkal rendelkező szerkezetek és szerszámok készülnek. Ennek az anyagnak a céljától függően számos fizikai tulajdonsága, beleértve a sűrűséget, megváltozik. Ebben a cikkben megvizsgáljuk, hogy milyen acél sűrűsége van kg / m3-ben.

Mi az acél, és milyen?

Mielőtt táblázatokat adunk meg az acél sűrűségéről kg/m3-ben, ismerkedjünk meg magával az anyaggal. Az acél a kohászatban vas ötvözete szénnel, amelynek tartalma nem haladja meg a 2,1 atomszázalékot. Ha több a szén, akkor a rendszerben grafit kezd képződni, ami az ötvözet tulajdonságainak éles megváltozásához vezet. Különösen keménysége és törékenysége nő, plaszticitása pedig csökken. Ha 2,1%-nál több szén van, akkor az ötvözetet öntöttvasnak nevezik.

A legfontosabb, hogy megértsük, hogy az acél vas ötvözete más elemekkel, amelyek szennyeződésként működnek. Ha a vas nem magkomponenssé válik,akkor ez az ötvözet nem acél.

Az acélok nagyon különbözőek. Így az alacsony széntartalom a szerkezeti anyagok egy osztályának kialakulásához vezet. Magasabb tartalma a szerszámacélok egy osztályát alkotja. A szénen kívül vannak különféle elemekkel ötvözött anyagok. Például 13%-nál több króm hozzáadása rozsdamentes anyagok képződéséhez vezet, és a nagy mennyiségű molibdén és volfrám a forgácsolóacélok osztályát alkotja.

Mi határozza meg az acél sűrűségét?

Számos tényező határozza meg az acél sűrűségét kg/m3-ben. Ide tartoznak a következők:

• maga vas sűrűsége adott kristályrácshoz;
• szennyeződések mennyisége és típusa;
• fázisok jelenléte.

Ezen tényezők közül az első a legfontosabb, mivel a vizsgált ötvözetek alapja a vas. Mint ismeretes, két kristályrácsban létezhet: bcc (testközpontú kocka) és fcc (arcközpontú kocka).

Az első típusú rács az úgynevezett ferrites acélokat, a második ausztenites acélokat alkotja. Az fcc rács szorosan, míg a bcc rács lazább atomtömege. A ferrites acélok sűrűsége azonban általában nagyobb, mint az ausztenites acéloké. Ennek egyszerű az oka, tény, hogy az fcc csak magas hőmérsékleten stabil szerkezet a tiszta vas számára, és minden fém hevítés hatására erősen kitágul. Ez utóbbi a sűrűség csökkenéséhez vezet.

Szénacélok

Mekkora a szénacél sűrűsége? Általánosságban elmondható, hogy valamivel kisebb, mint a tiszta BCC vas sűrűsége (7874 kg/m3). Ez az enyhe csökkenés annak a ténynek köszönhető, hogy a bcc-rácsban lévő szén oktaéderes pórusokat foglal el. Maga a szén sűrűsége a gyémánt és a grafit szerkezetében nagyon alacsony, így a vashoz való hozzáadása csökkenti annak átlagos sűrűségét. Mivel a szénatomok nagy oktaéderes pórusokat foglalnak el, kissé megnövelik az átlagos rácsparamétert, ami befolyásolja a figyelembe vett paraméter enyhe csökkenését. Az alábbiakban az acélsűrűség táblázata látható kg/m3-ben, a minőségtől és a hőmérséklettől függően.

Ötözött acélok

Mint említettük, ezek közé tartoznak az olyan vasalapú ötvözetek, amelyek a szénen kívül más elemeket is tartalmaznak, például krómot, nikkelt, volfrámot, vanádiumot stb. Így a krómon kívül nikkelt tartalmazó 12X18H9 rozsdamentes acél sűrűsége szobahőmérsékleten 7900 kg/m3, ami nagyobb, mint a tiszta BCC-vasé. Ha nincs nikkel a "rozsdamentes acélban", akkor a sűrűsége kisebb lesz, mint a tiszta vasé, mivel a króm atomja könnyebb, mint a vas.

A legsűrűbbek a gyorsacélok. Nagy mennyiségben tartalmaznak nehézfémeket, például molibdént és volfrámot. Sűrűségük elérheti a 8800 kg/m3.