10 МЕХАНИЧНИ И ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА НА СТОМАНАТА - ХИМИЯ - 2025

На механични и физически свойства на стомана може да варира значително в зависимост от неговия състав и процент на примеси (като фосфор или сяра). По този начин, когато се желаят по-добри механични и физични свойства спрямо другите, стоманата може да бъде легирана с хром, кобалт, мед, молибден, никел, азот, селен, тантал, титан, волфрам или ванадий.

Съставът и свойствата на стоманата варират значително. Като цяло стоманата има по-ниско съдържание на въглерод от желязото и по-малък брой примеси от тези, които се намират в други метали.

По принцип физическите свойства като плътност, електрическа и топлопроводимост не варират значително от една сплав до друга. Механичните свойства като здравина, пластичност и твърдост обаче силно зависят от вида на сплавта и състава на стоманата.

Основни механични свойства на стоманата

1- Пластичност

Това е способността на стоманата да запази формата си, след като е подложена на стрес. Стоманите, които са легирани с малки проценти въглерод, са по-пластични.

2- Крехкост

Крепостта е лекотата, с която стоманата може да се счупи при стрес. Когато стоманата е легирана, с висок процент въглерод, тя е по-чуплива.

3- Ковкост

Ковкостта е лекотата на стоманата, която трябва да се валцува. По този начин някои сплави от неръждаема стомана са склонни да бъдат по-податливи от други.

4- Твърдост

Твърдостта е устойчивостта, която един метал противопоставя на абразивни агенти. Колкото повече въглерод добавите към стоманена сплав, толкова по-трудно ще бъде.

5- упоритост

Издръжливостта е концепцията, която обозначава способността на стоманата да се съпротивлява на прилагането на външна сила, без да се счупи.

В случай на стомана със средна концентрация на въглерод, устойчивостта е по-висока.

Основни физични свойства на стоманата

1- Тяло

Те включват свойства, свързани с теглото на стоманата, нейния обем, маса и плътност.

2- термична

Тя се отнася до три основни аспекта на стоманата: способността й да провежда температура (проводимост), способността й да предава топлина (конвекция) и способността й да излъчва инфрачервени лъчи в средата (радиация).

3- електрически

Те се отнасят до способността на стоманата да провежда електрически ток.

4- Оптика

Тези свойства в случай на стомана означават способността й да отразява светлината или да излъчва блясък. Доколкото неръждаемата стомана е легирана с по-висок процент алуминий, тя ще има по-добри оптични свойства.

5- Магнитни

Тя се отнася до способността на стоманата да бъде индуцирана или да индуцира електромагнитно поле.

Колкото по-висок е процентът желязо в стоманената сплав, толкова по-голяма е способността му да действа като магнит.

Видове стомана

Различните видове стомана се произвеждат според тяхното приложение, поради което механичните и физичните свойства на тези видове стомана трябва да са различни.

По този начин са създадени различни скали за класифициране на стоманата според нейните свойства (еластичност, плътност, точка на топене, топлопроводимост, здравина, твърдост и др.).

За да направят различни видове стомана, производителите използват различни концентрации на други метали, за да направят сплави.

Производственият процес и начинът на работа на стоманата също оказват значително влияние върху получения краен продукт.

Според Американския институт за желязо и стомана (AISI) стоманата може да бъде категоризирана в четири основни групи според химичния си състав:

• Въглеродна стомана
• Стомана
• Неръждаема стомана
• Инструментална стомана

Свойства от въглеродна стомана

Въглеродна стомана се получава от сплавта между желязо и въглерод. Чрез промяна на процента на въглерода е възможно да се произвеждат стомани с различни качества. Като цяло, колкото по-висок е процентът на въглерода, толкова по-твърда и твърда ще бъде стоманата.

Стоманата с нисък процент въглерод е известна на пазара като ковано желязо. Този тип стомана е лесна за работа, тъй като е силно пластична.

Поради тази причина се използва широко за производство на решетки, декоративни приложения или стълбове за лампи.

Стоманата със средно съдържание на въглерод е силно жилава, поради което се използва за изработване на мостове или конструктивни части, способни да поддържат огромни товари.

От своя страна, за производството на кабели се използва високо въглеродна стомана. Когато процентът на въглищата е по-голям от този на желязото, той се означава като чугун, който се използва за направа на вази и други видове изделия.

Въпреки че последният тип стомана е доста твърд, той също е силно крехък.

Свойства от легирана стомана

Легираната стомана е тази, която се произвежда с малък процент от един или повече метали, различни от желязото. Тези метали, добавени към сплавта, имат способността да променят свойствата на стоманата.

Например стоманата, направена от желязо, хром и никел, води до неръждаема стомана. Когато към тази сплав се добави алуминий, резултатът е по-ковък и равномерен на външен вид.

Когато манган се добави към стоманени сплави, те могат да постигнат изключителна здравина и здравина.

Свойства от неръждаема стомана

Неръждаемата стомана съдържа между 10 и 20% хром, фактор, който й позволява да бъде високо устойчив на корозия и окисляване.

Когато стоманата съдържа 11% хром, тя е приблизително 200 пъти по-устойчива на корозия от стоманата, която не съдържа хром. Има три групи от неръждаема стомана:

Аустенитна стомана: тя е тази с най-висока концентрация на хром и малък процент никел и въглерод.

Обикновено се използва за обработка на храни и тръбопроводи. Лесно е да се разпознае, тъй като не е магнитен.

Феритна стомана: Това е тип стомана, която съдържа приблизително 15% хром, но само няколко следи от въглерод и други метали, като молибден, алуминий или титан.

Този тип стомана е магнитна, силно твърда и устойчива. Може да се втвърди при студена работа.

Мартензитна стомана: тя съдържа умерени количества хром, никел и въглерод. Той е силно магнитен и лечим при високи температури.

Мартензитната стомана обикновено се използва за изработка на режещи инструменти като ножове и хирургично оборудване.

Свойства на инструменталната стомана

Инструменталната стомана е много издръжлива, устойчива на температура и има доста висока твърдост.

Съдържа волфрам, молибден, кобалт и ванадий. Той е този, използван за направата на свредлата.

Препратки

1. Бел, Т. (17 март 2017 г.). Извлечено от Какви са типовете и свойствата на стоманите?: Thebalance.com.
2. Глава 6. Механични свойства на металите. (2004 г.). Извлечено от механични свойства на металите: virginia.edu.
3. Гуру, У. (2017). Гуру на заварките. Произведено от Ръководство за механичните свойства на металите: varguru.com.
4. Kailas, SV (sf). Глава 4. Механични свойства на металите. Получено от материалознанието: nptel.ac.in.
5. Материя, Т. (август 2002 г.). Обща материя. Получава се от механични свойства на металите: totalmateria.com.
6. Материали, А. (2 декември 2014 г.). Получава се от МЕХАНИЧНИ И ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА: worldstainless.org.
7. Сандхиарани, Н. (4 август 2016 г.). Получено от физичните свойства на стоманата: buzzle.com.