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10 Mechanische und physikalische Eigenschaften von Stahl
Die mechanische und physikalische Eigenschaften von Stahl Sie können je nach Zusammensetzung und Anteil an Verunreinigungen (wie Phosphor oder Schwefel) sehr unterschiedlich sein.
Auf diese Weise kann der Stahl, wenn Sie bessere mechanische und physikalische Eigenschaften als andere erzielen wollen, mit Chrom, Kobalt, Kupfer, Molybdän, Nickel, Stickstoff, Selen, Tantal, Titan, Wolfram oder Vanadium legiert werden.
Die Zusammensetzung und Eigenschaften von Stahl sind sehr unterschiedlich. Stahl hat im Allgemeinen einen niedrigeren Kohlenstoffgehalt als Eisen und eine geringere Anzahl an Verunreinigungen als in anderen Metallen.
Im Allgemeinen variieren physikalische Eigenschaften wie Dichte, elektrische und thermische Leitfähigkeit nicht stark von einer Legierung zu einer anderen.
Die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit, Duktilität und Härte hängen jedoch stark von der Art der Legierung und der Zusammensetzung des Stahls ab.
Mechanische Haupteigenschaften von Stahl
1- Plastizität
Es ist die Fähigkeit von Stahl, seine Form zu behalten, nachdem es einer Anstrengung unterworfen wurde. Die Stähle, die mit geringen Anteilen an Kohlenstoff legiert sind, sind plastischer.
2- Zerbrechlichkeit
Fragilität ist die Leichtigkeit, mit der Stahl bei Anstrengung gebrochen werden kann. Wenn Stahl legiert wird, neigt er mit einem hohen Kohlenstoffanteil dazu, brüchiger zu sein.
3- Formbarkeit
Die Formbarkeit ist die Einrichtung, die den zu laminierenden Stahl hat. Auf diese Weise neigen einige rostfreie Stahllegierungen dazu, schmiedbarer zu sein als andere.
4- Härte
Die Härte ist der Widerstand, der einem Metall gegenüber abrasiven Mitteln entgegenwirkt. Je mehr Kohlenstoff zu einer Stahllegierung hinzugefügt wird, desto schwieriger wird es (Kailas, s.f.)
5- Hartnäckigkeit
Hartnäckigkeit ist das Konzept, das die Fähigkeit von Stahl bezeichnet, der Einwirkung einer äußeren Kraft zu widerstehen, ohne zu brechen.
Bei Stahl mit einer mittleren Kohlenstoffkonzentration ist die Zähigkeit tendenziell höher (Kapitel 6. Mechanische Eigenschaften von Metallen, 2004).
Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Stahl
1- Körper
Sie umfassen die Eigenschaften, die sich auf das Gewicht des Stahls, sein Volumen, seine Masse und Dichte beziehen.
2- Thermisch
Es bezieht sich auf drei grundlegende Aspekte von Stahl: seine Fähigkeit, Temperatur (Leitung) zu leiten, sein Potenzial, Wärme (Konvektion) zu übertragen, und seine Fähigkeit, Infrarotstrahlen im Medium (Strahlung) auszustrahlen.
3- elektrisch
Sie beziehen sich auf die Fähigkeit von Stahl, elektrischen Strom zu leiten.
4- Optik
Diese Eigenschaften im Fall von Stahl kennzeichnen seine Fähigkeit, Licht zu reflektieren oder Helligkeit zu emittieren. In dem Maße, in dem Edelstahl mit einem höheren Anteil an Aluminium legiert ist, werden bessere optische Eigenschaften aufweisen.
5- Magnetisch
Es bezieht sich auf die Fähigkeit von Stahl, induziert zu werden oder ein elektromagnetisches Feld zu induzieren.
Je höher der Eisenanteil in der Stahllegierung ist, desto größer ist seine Fähigkeit, als Magnet zu wirken (Sandhyarani, 2016).
Arten von Stahl
Je nach Anwendung werden verschiedene Stahlsorten hergestellt, daher müssen die mechanischen und physikalischen Eigenschaften dieser Stahlarten unterschiedlich sein.
Auf diese Weise wurden verschiedene Maßstäbe geschaffen, um Stahl nach seinen Eigenschaften (Elastizität, Dichte, Schmelzpunkt, Wärmeleitfähigkeit, Festigkeit, Härte ua) zu klassifizieren.
Um verschiedene Arten von Stahl herzustellen, verwenden die Hersteller unterschiedliche Konzentrationen anderer Metalle, um Legierungen herzustellen.
Der Produktionsprozess und die Art und Weise, wie Stahl verarbeitet wird, haben ebenfalls einen signifikanten Einfluss auf das Endprodukt.
Laut dem American Iron and Steel Institute (AISI für sein Akronym in Englisch) kann Stahl gemäß seiner chemischen Zusammensetzung in vier Hauptgruppen eingeteilt werden:
- Kohlenstoffstahl
- Legierter Stahl
- Edelstahl
- Werkzeugstahl
Eigenschaften von Kohlenstoffstahl
Kohlenstoffstahl ist von der Legierung zwischen Eisen und Kohlenstoff abgeleitet. Durch Variation des Kohlenstoffanteils können Stähle mit unterschiedlichen Qualitäten hergestellt werden. Im Allgemeinen gilt, je höher der Anteil an Kohle, desto zäher und steifer wird der Stahl sein.
Stahl mit einem geringen Kohleanteil ist auf dem Markt als Schmiedeeisen bekannt. Diese Art von Stahl ist einfach zu handhaben, da es sehr plastisch ist.
Aus diesem Grund wird es häufig zur Herstellung von Gittern, dekorativen Anwendungen oder Laternen verwendet.
Stahl mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt ist sehr hartnäckig, weshalb er zur Herstellung von Brücken oder Bauteilen verwendet wird, die enorme Lasten tragen können.
Für die Herstellung von Kabeln wird Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt verwendet. Wenn der Kohleanteil größer ist als der von Eisen, sprechen wir von geschmolzenem Eisen, das zur Herstellung von Vasen und anderen Artikeln verwendet wird.
Obwohl dieser letzte Stahltyp ziemlich hart ist, ist er auch sehr zerbrechlich (Materials, 2014).
Eigenschaften von legiertem Stahl
Legierter Stahl ist einer, der mit einem kleinen Prozentsatz eines oder mehrerer Metalle außer Eisen hergestellt wird.
Diese der Legierung zugesetzten Metalle haben die Fähigkeit, die Eigenschaften des Stahls zu verändern.
Zum Beispiel führt Stahl mit Eisen, Chrom und Nickel zu Edelstahl. Wenn Aluminium zu dieser Legierung hinzugefügt wird, ist das Ergebnis schmiedbarer und gleichmßiger im Aussehen.
Wenn Manganlegierungen hinzugefügt werden, können sie eine außergewöhnliche Festigkeit und Härte erreichen.
Eigenschaften von Edelstahl
Edelstahl enthält zwischen 10 und 20% Chrom, ein Faktor, der eine hohe Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit ermöglicht.
Wenn Stahl 11% Chrom enthält, ist es ungefähr 200 Mal korrosionsbeständiger als Stahl, der kein Chrom enthält. Es gibt drei Gruppen von rostfreiem Stahl:
Austenitischer Stahl: Es ist derjenige, der eine breitere Konzentration von Chrom und einen kleinen Prozentsatz von Nickel und Kohlenstoff hat.
Es wird häufig für Lebensmittelverarbeitung und Rohre verwendet. Es ist leicht zu erkennen, weil es nicht magnetisch ist.
Ferritischer Stahl: Es ist die Art von Stahl, die etwa 15% Chrom enthält, aber nur ein paar Spuren von Kohle und anderen Metallen wie Molybdän, Aluminium oder Titan.
Diese Art von Stahl ist magnetisch, sehr hart und widerstandsfähig. Es kann bei kaltem Arbeiten gehärtet werden.
Martensitischer Stahl: ist eine, die mäßige Mengen an Chrom, Nickel und Kohlenstoff enthält. Es ist sehr magnetisch und bei hohen Temperaturen behandelbar.
Martensitischer Stahl wird üblicherweise verwendet, um Schneidwerkzeuge wie Messer und chirurgische Ausrüstung herzustellen.
Werkzeugstahl Eigenschaften
Der Werkzeugstahl ist sehr langlebig, temperaturbeständig und mit einer recht hohen Härte.
Enthält Wolfram, Molybdän, Kobalt und Vanadium. Es ist derjenige, der verwendet wird, um Bohrkronen herzustellen (Bell, 2017).
Referenzen
- Bell, T. (17. März 2017). Abgeleitet von Was sind die Typen und Eigenschaften von Stählen?: Thebalance.com.
- Kapitel 6. Mechanische Eigenschaften von Metallen. (2004). Abgeleitet von mechanischen Eigenschaften von Metallen: virginia.edu.
- Guru, W. (2017). Schweißguru Von der Anleitung zu den mechanischen Eigenschaften von Metallen: weldguru.com.
- Kailas, S. V. (s.f.). Kapitel 4. Mechanische Eigenschaften von Metallen. Von Material Science: nptel.ac.in.
- Matter, T. (August 2002). Gesamtsumme Abgeleitet von mechanischen Eigenschaften von Metallen: totalmateria.com.
- Materialien, A. (2. Dezember 2014). Von MECHANISCHEN UND PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN: worldstainless.org.
- Sandhyarani, N. (4. August 2016). Von physikalischen Eigenschaften von Stahl: buzzle.com.