Tỷ trọng của thép tính bằng kg / m3. Thép carbon và hợp kim

Mục lục:

Tỷ trọng của thép tính bằng kg / m3. Thép carbon và hợp kim
Tỷ trọng của thép tính bằng kg / m3. Thép carbon và hợp kim

Video: Tỷ trọng của thép tính bằng kg / m3. Thép carbon và hợp kim

Video: Tỷ trọng của thép tính bằng kg / m3. Thép carbon và hợp kim
Video: 90% không biết những điều này về GDP - GDP là gì? 2024, Tháng tư
Anonim

Thép là vật liệu kim loại phổ biến nhất trong ngành công nghiệp, trên cơ sở đó các cấu trúc và công cụ với các đặc tính mong muốn được tạo ra. Tùy thuộc vào mục đích của vật liệu này, nhiều tính chất vật lý của nó, bao gồm cả mật độ, thay đổi. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét thép có tỷ trọng tính bằng kg / m3.

Thép là gì, và nó như thế nào?

Trước khi đưa ra các bảng về khối lượng riêng của thép theo kg / m3, chúng ta hãy làm quen với bản thân vật liệu. Thép trong luyện kim là hợp kim của sắt với cacbon, hàm lượng của nó không vượt quá 2,1 phần trăm nguyên tử. Nếu có nhiều carbon hơn, thì graphite bắt đầu hình thành trong hệ thống, dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ trong các đặc tính của hợp kim. Đặc biệt, độ cứng và độ giòn của nó tăng lên, và độ dẻo giảm. Nếu có nhiều hơn 2,1% cacbon, thì hợp kim được gọi là gang.

Điều chính cần hiểu là thép là hợp kim của sắt với các nguyên tố khác hoạt động như tạp chất. Nếu sắt trở thành một thành phần không phải cốt lõi,thì hợp kim này không phải là thép.

Thép rất khác nhau. Do đó, hàm lượng carbon thấp dẫn đến sự hình thành của một loại vật liệu cấu trúc. Hàm lượng cao hơn của nó tạo thành một loại thép công cụ. Ngoài carbon, có những vật liệu được hợp kim hóa với nhiều nguyên tố khác nhau. Ví dụ: thêm hơn 13% crom dẫn đến việc hình thành vật liệu không gỉ và một hàm lượng lớn molypden và vonfram tạo thành một loại thép cắt.

Điều gì quyết định khối lượng riêng của thép?

mạng tinh thể sắt bcc
mạng tinh thể sắt bcc

Có một số yếu tố xác định khối lượng riêng của thép tính bằng kg / m3. Chúng bao gồm những điều sau:

  • mật độ riêng của sắt đối với một mạng tinh thể nhất định;
  • số lượng và loại tạp chất;
  • sự hiện diện của các giai đoạn.

Trong số những yếu tố này, yếu tố đầu tiên là quan trọng nhất, vì sắt là cơ sở của các hợp kim đang được xem xét. Như đã biết, nó có thể tồn tại trong hai mạng tinh thể: bcc (lập phương tâm diện) và fcc (lập phương tâm mặt).

Loại mạng tinh thể đầu tiên tạo nên cái gọi là thép ferit, loại thứ hai - Austenit. Mạng fcc được đóng gói chặt chẽ, trong khi mạng bcc được đóng gói lỏng lẻo hơn của các nguyên tử. Tuy nhiên, mật độ của thép ferit thường cao hơn so với mật độ của thép Austenit. Lý do cho điều này rất đơn giản, thực tế là fcc là một cấu trúc ổn định chỉ ở nhiệt độ cao đối với sắt nguyên chất, và tất cả các kim loại đều nở ra rất nhiều khi bị nung nóng. Sau đó dẫn đến giảm mật độ.

Thép carbon

Mật độ của thép cacbon là gì? Nói chung, chúng ta có thể nói rằng nó thấp hơn một chút so với mật độ của sắt BCC nguyên chất (7874 kg / m3). Sự giảm nhẹ này là do cacbon trong mạng tinh thể bcc chiếm các lỗ rỗng hình bát diện. Mật độ của bản thân cacbon trong cấu trúc của kim cương và than chì là rất thấp, vì vậy việc bổ sung sắt vào trong nó sẽ làm giảm mật độ trung bình của nó. Vì các nguyên tử cacbon chiếm các lỗ rỗng hình bát diện lớn, chúng làm tăng một chút thông số mạng trung bình, điều này ảnh hưởng đến việc giảm một chút thông số được xem xét. Dưới đây là bảng tỷ trọng thép tính bằng kg / m3, tùy thuộc vào cấp và nhiệt độ.

Mật độ thép cacbon
Mật độ thép cacbon

Thép hợp kim

Như đã đề cập, chúng bao gồm bất kỳ hợp kim nào làm từ sắt, ngoài cacbon, còn chứa các nguyên tố khác, chẳng hạn như crom, niken, vonfram, vanadi, v.v. Do đó, tỷ trọng của thép không gỉ 12X18H9, ngoài crom, niken, ở nhiệt độ phòng là 7900 kg / m3, cao hơn so với sắt BCC nguyên chất. Nếu không có niken trong "thép không gỉ", thì mật độ của nó sẽ thấp hơn so với sắt nguyên chất, vì nguyên tử crom nhẹ hơn sắt.

Thép hợp kim
Thép hợp kim

Đặc nhất là thép tốc độ cao. Chúng chứa một lượng lớn kim loại nặng như molypden và vonfram. Mật độ của chúng có thể đạt tới 8800 kg / m3.

Đề xuất: