Stålets densitet i kg/m3. Kol och legerade stål

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Stål är det vanligaste metalliska materialet i branschen, utifrån vilket strukturer och verktyg med önskade egenskaper tillverkas. Beroende på syftet med detta material förändras många av dess fysiska egenskaper, inklusive densitet. I den här artikeln kommer vi att överväga vilket stål som har en densitet i kg/m3.

Vad är stål och hur är det?

Låt oss bekanta oss med själva materialet innan vi ger tabeller om stålets densitet i kg/m3. Stål i metallurgi är en legering av järn med kol, vars innehåll inte överstiger 2,1 atomprocent. Om det finns mer kol, börjar grafit bildas i systemet, vilket leder till en kraftig förändring av legeringens egenskaper. I synnerhet ökar dess hårdhet och sprödhet och plasticiteten minskar. Om det finns mer än 2,1 % kol kallas legeringen gjutjärn.

Det viktigaste att förstå är att stål är en legering av järn med andra element som fungerar som föroreningar. Om järn blir en icke-kärnkomponent,då är den här legeringen inte stål.

Stål är väldigt olika. Sålunda leder en låg kolh alt till bildandet av en klass av strukturella material. Dess högre innehåll bildar en klass av verktygsstål. Förutom kol finns det material legerade med olika grundämnen. Till exempel leder tillsättning av mer än 13 % krom till bildning av rostfria material, och ett stort innehåll av molybden och volfram utgör en klass av skärstål.

Vad bestämmer stålets densitet?

Det finns ett antal faktorer som bestämmer stålets densitet i kg/m3. Dessa inkluderar följande:

• densitet av järn självt för ett givet kristallgitter;
• mängd och typ av föroreningar;
• närvaron av faser.

Av dessa faktorer är den första den viktigaste, eftersom det är järn som är grunden för de legeringar som övervägs. Som bekant kan den existera i två kristallgitter: bcc (kroppscentrerad kubik) och fcc (ansiktscentrerad kubik).

Den första typen av galler bildar de så kallade ferritiska stålen, den andra - austenitiska. Fcc-gittret är tätpackat, medan bcc-gittret är lösare packning av atomer. Emellertid är densiteten hos ferritiska stål generellt högre än för austenitiska. Anledningen till detta är enkel, faktum är att fcc är en stabil struktur endast vid höga temperaturer för rent järn, och alla metaller expanderar kraftigt när de värms upp. Det senare leder till en minskning av densiteten.

Kolstål

Vilken densitet har kolstål? Generellt kan vi säga att det är något lägre än densiteten för rent BCC-järn (7874 kg/m3). Denna lilla minskning beror på det faktum att kol i bcc-gittret upptar oktaedriska porer. Densiteten av själva kolet i strukturerna av diamant och grafit är mycket låg, så dess tillsats till järn minskar dess genomsnittliga densitet. Eftersom kolatomer upptar stora oktaedriska porer, ökar de den genomsnittliga gitterparametern något, vilket påverkar en liten minskning av den övervägda parametern. Nedan finns en tabell över ståldensitet i kg/m3, beroende på kvalitet och temperatur.

legerade stål

Som nämnts inkluderar dessa alla järnbaserade legeringar som förutom kol innehåller andra grundämnen, såsom krom, nickel, volfram, vanadin och så vidare. Således är densiteten för rostfritt stål 12X18H9, innehållande, förutom krom, nickel, vid rumstemperatur 7900 kg/m3, vilket är högre än för rent BCC-järn. Om det inte finns något nickel i det "rostfria stålet" kommer dess densitet att vara lägre än för rent järn, eftersom kromatomen är lättare än järn.

De tätaste är höghastighetsstål. De innehåller stora mängder tungmetaller som molybden och volfram. Deras densitet kan nå 8800 kg/m3.