Zawartość
Stal jest stopem, metalem złożonym z żelaza i węgla. Zawartość węgla w stali osiąga maksymalnie 1,5 procent. Ze względu na swoją twardość i wytrzymałość stal jest stosowana do budowy budynków, mostów, samochodów oraz wielu innych zastosowań produkcyjnych i inżynieryjnych.
Większość stali produkowanej dzisiaj to zwykła stal węglowa lub po prostu stal węglowa. Węgiel w stali występuje w stanie węglika żelaza. Obecne są również inne pierwiastki, w tym siarka, fosfor, mangan i krzem.
Zawartość węgla w stali
Stal węglowa jest definiowana jako stal, która ma swoje właściwości głównie ze względu na zawartość węgla i nie zawiera więcej niż 0,5 procent krzemu i 1,5 procent manganu. Zwykłe stale węglowe, które zawierają od 0,06 procent węgla do 1,5 procent węgla, dzielą się na cztery typy:
Stale te przechodzą od bardziej miękkich do twardszych, ale mają również tendencję do zwiększania kruchości. Pierwszy typ jest stosowany w nadwoziach samochodowych. Drugi typ występuje w szynach i produktach szynowych, takich jak sprzęgła, wały korbowe, osie, koła zębate i odkuwki. Trzeci typ jest używany w narzędziach tnących i liniach kolejowych, a ostatni typ jest stosowany w tłokach i cylindrach.
Podstawowe właściwości fizyczne stali
Gęstość stali wynosi 7850 kg / m3, dzięki czemu jest 7,85 razy gęstszy niż woda. Jego temperatura topnienia 1510 ° C jest wyższa niż w przypadku większości metali. Dla porównania, temperatura topnienia brązu wynosi 1040 ° C, miedzi wynosi 1083 ° C, żeliwa 1300 ° C, a niklu 1453 ° C. Wolfram topi się jednak w piekącym 3410 ° C, co nie jest zaskakujące ponieważ ten element jest stosowany w żarnikach żarówki.
Współczynnik rozszerzalności liniowej stali w temperaturze 20 ° C, w µm na metr na stopień Celsjusza, wynosi 11,1, co sprawia, że jest bardziej odporny na zmiany wielkości przy zmianach temperatury niż na przykład miedź (16,7), cyna (21,4) i ołów (29,1 ).
Stal nierdzewna
Stale nierdzewne stosuje się w budownictwie, gdy głównym atutem jest odporność na korozję, podobnie jak w przypadku noży, które muszą zachować ostrą krawędź. Innym częstym powodem stosowania stali nierdzewnych są ich właściwości wysokotemperaturowe. W niektórych projektach odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze jest absolutnym wymogiem, podczas gdy w innych projektach najważniejsza jest wytrzymałość w wysokiej temperaturze.
Dodatki do stali
Niewielkie ilości innych metali dodanych do stali zmieniają jej właściwości w sposób sprzyjający niektórym zastosowaniom przemysłowym. Na przykład kobalt powoduje wyższą przepuszczalność magnetyczną i jest stosowany w magnesach. Mangan dodaje siły i twardości, a produkt nadaje się do przejazdów kolejowych o dużej wytrzymałości. Molibden utrzymuje swoją wytrzymałość w wysokich temperaturach, więc ten dodatek jest przydatny podczas wykonywania szybkich końcówek wiertarskich. Nikiel i chrom są odporne na korozję i zwykle dodaje się je do produkcji stalowych narzędzi chirurgicznych.