Densitatea oțelului în kg/m3. Oțeluri carbon și oțeluri aliate

Oțelul este materialul cel mai frecvent utilizat în industrie pentru fabricarea structurilor și a uneltelor cu proprietăți specifice. Multe dintre proprietățile fizice ale acestui material se schimbă în funcție de utilizarea sa, inclusiv densitatea sa. Acest articol vă arată cât de mult densitatea oțelului în kg/m3.

Ce este oțelul și ce fel de oțel este?

Înainte de decât să ofere tabele densitatea oțelului în kg/m3, să cunoaștem materialul în sine. În metalurgie, oțelul este un aliaj de fier și carbon care nu conține mai mult de 2,1 procente atomice. Dacă este prezent mai mult carbon, grafitul începe să se formeze în sistem și duce la o schimbare drastică a proprietăților aliajului. În special, crește duritatea și fragilitatea acestuia, iar ductilitatea scade. În cazul în care conținutul de carbon este mai mare de 2,1%, aliajul se numește fontă.

Principalul lucru care trebuie înțeles este că oțelul este un aliaj de fier și alte elemente care acționează ca impurități. Dacă fierul nu devine componenta principală, un astfel de aliaj nu este oțel.

Oțelurile pot fi tot felul de lucruri. De exemplu, un conținut scăzut de carbon duce la o clasă de oțeluri structurale. Un conținut mai mare de fier creează o clasă de oțeluri pentru scule. În plus față de oțelul carbon, există materiale aliate cu diferite elemente. De exemplu, mai mult de 13% crom produce oțeluri inoxidabile, iar aliajele cu conținut ridicat de molibden și tungsten produc oțeluri de tăiere.

De ce depinde densitatea oțelului??

Există o serie de factori care determină densitatea oțelului în kg/m3. Printre acestea se numără următoarele:

• Densitatea fierului propriu-zisă pentru o anumită rețea;
• cantitatea și tipul de impurități;
• prezența fazelor.

Dintre acești factori, primul este cel mai important, deoarece fierul este cel care stă la baza aliajelor în cauză. După cum se știe, acesta poate exista în două rețele cristaline: BCC (cubic centrat volumetric) și HCC (cub centrat pe față).

Primul tip de rețea formează ceea ce se numește oțeluri feritice, iar cel de-al doilea tip de oțeluri austenitice. Rețeaua de BCC este o rețea dens compactă, în timp ce rețeaua de BCC este o rețea de atomi mai puțin compactă. Cu toate acestea, densitatea oțelurilor feritice este în general mai mare decât cea a oțelurilor austenitice. Motivul este simplu; ideea este că FCC este o structură stabilă doar la temperaturi ridicate pentru fierul pur, iar toate metalele se dilată puternic atunci când sunt încălzite. Aceasta din urmă duce la o scădere a densității.

Oțeluri cu carbon

Care este densitatea oțelului carbon?? În general, se poate spune că este ușor mai mică decât densitatea fierului UCC pur (7874 kg/m2 )³). Această ușoară scădere se datorează faptului că carbonul din rețeaua BCC ocupă pori octaedrici. Carbonul în sine are o densitate foarte mică în structurile de diamant și grafit și, prin urmare, adăugarea sa la fier reduce densitatea medie a acestuia. Deoarece atomii de carbon ocupă pori octaedrici mari, aceștia cresc ușor parametrul mediu al rețelei, ceea ce duce la o ușoară scădere a parametrului în cauză. Tabelul de mai jos prezintă densitatea oțelului în kg/m3 în funcție de clasa și temperatura acestuia.

Oțeluri aliate

După cum s-a menționat, acestea includ orice aliaje pe bază de fier care, pe lângă carbon, conțin și alte elemente, cum ar fi crom, nichel, tungsten, vanadiu etc. De exemplu, densitatea oțelului inoxidabil 12X18H9 care conține nichel în plus față de crom este de 7.900 kg/m la temperatura camerei³, care este mai mare decât densitatea fierului CIR pur. Dacă în "oțel inoxidabil" fără nichel, densitatea sa va fi mai mică decât cea a fierului pur, deoarece atomul de crom este mai ușor decât cel de fier.

cele mai dense sunt oțelurile cu tăiere rapidă. Acestea conțin metale grele, cum ar fi molibdenul și tungstenul, în cantități mari. Densitatea lor poate ajunge până la 8800 kg/m³.