Ketumpatan keluli dalam kg/m3. Keluli karbon dan aloi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Keluli ialah bahan logam yang paling biasa dalam industri, berdasarkan struktur dan alatan dengan sifat yang dikehendaki dibuat. Bergantung pada tujuan bahan ini, banyak sifat fizikalnya, termasuk ketumpatan, berubah. Dalam artikel ini, kita akan mempertimbangkan keluli yang mempunyai ketumpatan dalam kg / m3.

Apa itu keluli, dan bagaimana rupanya?

Sebelum memberikan jadual tentang ketumpatan keluli dalam kg / m3, mari kita berkenalan dengan bahan itu sendiri. Keluli dalam metalurgi adalah aloi besi dengan karbon, kandungannya tidak melebihi 2.1 peratus atom. Sekiranya terdapat lebih banyak karbon, maka grafit mula terbentuk dalam sistem, yang membawa kepada perubahan mendadak dalam sifat aloi. Khususnya, kekerasan dan kerapuhannya meningkat, dan keplastikan berkurangan. Jika terdapat lebih daripada 2.1% karbon, maka aloi itu dipanggil besi tuang.

Perkara utama yang perlu difahami ialah keluli ialah aloi besi dengan unsur lain yang bertindak sebagai bendasing. Jika besi menjadi komponen bukan teras,maka aloi ini bukan keluli.

Keluli sangat berbeza. Oleh itu, kandungan karbon yang rendah membawa kepada pembentukan kelas bahan struktur. Kandungannya yang lebih tinggi membentuk kelas keluli alat. Selain karbon, terdapat bahan yang dialoi dengan pelbagai unsur. Contohnya, menambahkan lebih daripada 13% kromium membawa kepada pembentukan bahan tahan karat, dan kandungan molibdenum dan tungsten yang besar membentuk kelas keluli pemotongan.

Apakah yang menentukan ketumpatan keluli?

Terdapat beberapa faktor yang menentukan ketumpatan keluli dalam kg/m3. Ini termasuk yang berikut:

• ketumpatan besi itu sendiri untuk kekisi kristal tertentu;
• kuantiti dan jenis kekotoran;
• kehadiran fasa.

Daripada faktor-faktor ini, yang pertama adalah yang paling penting, kerana besi yang menjadi asas aloi yang sedang dipertimbangkan. Seperti yang diketahui, ia boleh wujud dalam dua kekisi kristal: bcc (padu berpusat badan) dan fcc (padu berpusat muka).

Jenis kekisi pertama membentuk apa yang dipanggil keluli ferit, yang kedua - austenit. Kekisi fcc adalah padat rapat, manakala kekisi bcc adalah pembungkusan atom yang lebih longgar. Walau bagaimanapun, ketumpatan keluli ferit biasanya lebih tinggi daripada keluli austenit. Sebabnya adalah mudah, hakikatnya ialah fcc adalah struktur yang stabil hanya pada suhu tinggi untuk besi tulen, dan semua logam mengembang dengan hebat apabila dipanaskan. Yang terakhir membawa kepada penurunan ketumpatan.

Keluli karbon

Berapakah ketumpatan keluli karbon? Secara umum, kita boleh mengatakan bahawa ia lebih rendah sedikit daripada ketumpatan besi BCC tulen (7874 kg/m3). Penurunan sedikit ini disebabkan oleh fakta bahawa karbon dalam kekisi bcc menduduki liang oktahedral. Ketumpatan karbon itu sendiri dalam struktur berlian dan grafit adalah sangat rendah, jadi penambahannya kepada besi mengurangkan ketumpatan puratanya. Oleh kerana atom karbon menduduki liang oktahedral yang besar, ia sedikit meningkatkan parameter kekisi purata, yang menjejaskan sedikit penurunan dalam parameter yang dipertimbangkan. Di bawah ialah jadual ketumpatan keluli dalam kg / m3, bergantung pada gred dan suhu.

Keluli aloi

Seperti yang dinyatakan, ini termasuk sebarang aloi berasaskan besi yang, sebagai tambahan kepada karbon, mengandungi unsur lain, seperti kromium, nikel, tungsten, vanadium dan sebagainya. Oleh itu, ketumpatan keluli tahan karat 12X18H9, yang mengandungi, sebagai tambahan kepada kromium, nikel, pada suhu bilik ialah 7900 kg/m3, yang lebih tinggi daripada besi BCC tulen. Jika tiada nikel dalam "keluli tahan karat", maka ketumpatannya akan lebih rendah daripada besi tulen, kerana atom kromium lebih ringan daripada besi.

Yang paling tumpat ialah keluli berkelajuan tinggi. Ia mengandungi sejumlah besar logam berat seperti molibdenum dan tungsten. Ketumpatannya boleh mencapai 8800 kg/m3.