Hustota ocele v kg/m3. Uhlíkové a legované ocele

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Ocel je najbežnejším kovovým materiálom v priemysle, na základe ktorého sa vyrábajú konštrukcie a nástroje s požadovanými vlastnosťami. V závislosti od účelu tohto materiálu sa menia mnohé jeho fyzikálne vlastnosti vrátane hustoty. V tomto článku zvážime, aká oceľ má hustotu v kg / m3.

Čo je oceľ a aká je?

Pred uvedením tabuliek o hustote ocele v kg / m3 sa zoznámime so samotným materiálom. Oceľ v metalurgii je zliatina železa s uhlíkom, ktorej obsah nepresahuje 2,1 atómového percenta. Ak je uhlíka viac, potom sa v systéme začne vytvárať grafit, čo vedie k prudkej zmene vlastností zliatiny. Zvyšuje sa najmä jeho tvrdosť a krehkosť a znižuje sa plasticita. Ak obsahuje uhlík viac ako 2,1 %, potom sa zliatina nazýva liatina.

Hlavné je pochopiť, že oceľ je zliatina železa s ďalšími prvkami, ktoré pôsobia ako nečistoty. Ak sa železo stane vedľajšou zložkou,potom táto zliatina nie je oceľ.

Ocele sú veľmi odlišné. Nízky obsah uhlíka teda vedie k vytvoreniu triedy konštrukčných materiálov. Jeho vyšší obsah tvorí triedu nástrojových ocelí. Okrem karbónu existujú materiály legované rôznymi prvkami. Napríklad pridanie viac ako 13 % chrómu vedie k tvorbe nehrdzavejúcich materiálov a veľký obsah molybdénu a volfrámu tvorí triedu rezných ocelí.

Čo určuje hustotu ocele?

Je množstvo faktorov, ktoré určujú hustotu ocele v kg/m3. Patria sem nasledujúce položky:

• hustota samotného železa pre danú kryštálovú mriežku;
• množstvo a typ nečistôt;
• prítomnosť fáz.

Z týchto faktorov je najdôležitejší prvý, pretože základom uvažovaných zliatin je železo. Ako je známe, môže existovať v dvoch kryštálových mriežkach: bcc (kubický centrovaný na telo) a fcc (kubický centrovaný na tvár).

Prvý typ mriežky tvorí takzvané feritické ocele, druhý - austenitické. Mriežka fcc je tesne zbalená, zatiaľ čo mriežka bcc je voľnejšie zoskupenie atómov. Hustota feritických ocelí je však vo všeobecnosti vyššia ako hustota austenitických ocelí. Dôvod je jednoduchý, faktom je, že fcc je stabilná štruktúra iba pri vysokých teplotách pre čisté železo a všetky kovy sa pri zahrievaní veľmi rozťahujú. To vedie k poklesu hustoty.

Uhlíkové ocele

Aká je hustota uhlíkovej ocele? Vo všeobecnosti môžeme povedať, že je o niečo nižšia ako hustota čistého železa BCC (7874 kg/m3). Tento mierny pokles je spôsobený skutočnosťou, že uhlík v mriežke bcc zaberá oktaedrické póry. Hustota samotného uhlíka v štruktúrach diamantu a grafitu je veľmi nízka, takže jeho pridanie do železa znižuje jeho priemernú hustotu. Pretože atómy uhlíka zaberajú veľké oktaedrické póry, mierne zvyšujú priemerný parameter mriežky, čo ovplyvňuje mierny pokles uvažovaného parametra. Nižšie je uvedená tabuľka hustoty ocele v kg / m3 v závislosti od triedy a teploty.

legované ocele

Ako už bolo spomenuté, patria sem akékoľvek zliatiny na báze železa, ktoré okrem uhlíka obsahujú ďalšie prvky, ako je chróm, nikel, volfrám, vanád atď. Hustota nehrdzavejúcej ocele 12X18H9, ktorá okrem chrómu obsahuje aj nikel, je pri izbovej teplote 7900 kg/m3, čo je vyššia ako hustota čistého železa BCC. Ak „nehrdzavejúca oceľ“neobsahuje nikel, jej hustota bude nižšia ako hustota čistého železa, pretože atóm chrómu je ľahší ako železo.

Najhustejšie sú rýchlorezné ocele. Obsahujú veľké množstvo ťažkých kovov ako molybdén a volfrám. Ich hustota môže dosiahnuť 8800 kg/m3.