Hustota oceli v kg/m3. Uhlíkové a legované oceli

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Ocel je nejběžnějším kovovým materiálem v průmyslu, na jehož základě se vyrábí konstrukce a nástroje s požadovanými vlastnostmi. V závislosti na účelu tohoto materiálu se mění mnoho jeho fyzikálních vlastností, včetně hustoty. V tomto článku se budeme zabývat tím, jaká ocel má hustotu v kg / m3.

Co je ocel a jaká je?

Než uvedeme tabulky hustoty oceli v kg / m3, seznamme se se samotným materiálem. Ocel v metalurgii je slitina železa s uhlíkem, jejíž obsah nepřesahuje 2,1 atomového procenta. Pokud je uhlíku více, pak se v systému začne tvořit grafit, což vede k prudké změně vlastností slitiny. Zvyšuje se zejména jeho tvrdost a křehkost a klesá plasticita. Pokud obsahuje více než 2,1 % uhlíku, pak se slitina nazývá litina.

Hlavní věcí je pochopit, že ocel je slitina železa s dalšími prvky, které působí jako nečistoty. Pokud se železo stane vedlejší složkou,pak tato slitina není ocel.

Oceli jsou velmi odlišné. Nízký obsah uhlíku tedy vede k vytvoření třídy konstrukčních materiálů. Jeho vyšší obsah tvoří třídu nástrojových ocelí. Kromě karbonu existují materiály legované různými prvky. Například přidání více než 13 % chrómu vede k tvorbě nerezových materiálů a velký obsah molybdenu a wolframu tvoří třídu řezných ocelí.

Co určuje hustotu oceli?

Existuje řada faktorů, které určují hustotu oceli v kg/m3. Patří mezi ně následující:

• hustota samotného železa pro danou krystalovou mřížku;
• množství a typ nečistot;
• přítomnost fází.

Z těchto faktorů je nejdůležitější první, protože základem uvažovaných slitin je železo. Jak je známo, může existovat ve dvou krystalových mřížkách: bcc (krychlový centrovaný na tělo) a fcc (krychlový centrovaný na obličej).

První typ mřížky tvoří tzv. feritické oceli, druhý - austenitické. Mřížka fcc je těsně zabalená, zatímco mřížka bcc je volnější uspořádání atomů. Hustota feritických ocelí je však obecně vyšší než hustota austenitických ocelí. Důvod je jednoduchý, faktem je, že fcc je u čistého železa stabilní struktura pouze při vysokých teplotách a všechny kovy se při zahřívání velmi roztahují. To druhé vede k poklesu hustoty.

Uhlíkové oceli

Jaká je hustota uhlíkové oceli? Obecně lze říci, že je o něco nižší než hustota čistého železa BCC (7874 kg/m3). Tento mírný pokles je způsoben tím, že uhlík v mřížce bcc zabírá oktaedrické póry. Hustota samotného uhlíku ve strukturách diamantu a grafitu je velmi nízká, takže jeho přidání do železa snižuje jeho průměrnou hustotu. Protože atomy uhlíku zabírají velké oktaedrické póry, mírně zvyšují průměrný parametr mřížky, což ovlivňuje mírný pokles uvažovaného parametru. Níže je uvedena tabulka hustoty oceli v kg / m3 v závislosti na jakosti a teplotě.

legované oceli

Jak již bylo zmíněno, tyto zahrnují jakékoli slitiny na bázi železa, které kromě uhlíku obsahují další prvky, jako je chrom, nikl, wolfram, vanad a tak dále. Hustota nerezové oceli 12X18H9, obsahující kromě chrómu, nikl, při pokojové teplotě je tedy 7900 kg/m3, což je vyšší než u čistého železa BCC. Pokud v „nerezové oceli“není žádný nikl, bude její hustota nižší než u čistého železa, protože atom chrómu je lehčí než železo.

Nejhustší jsou rychlořezné oceli. Obsahují velké množství těžkých kovů, jako je molybden a wolfram. Jejich hustota může dosáhnout 8800 kg/m3.