หุ้น:
10 สมบัติเชิงกลและทางกายภาพของเหล็ก
สมบัติเชิงกลและทางกายภาพของเหล็ก พวกเขาสามารถแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและร้อยละของสิ่งสกปรก (เช่นฟอสฟอรัสหรือกำมะถัน).
ด้วยวิธีนี้เมื่อคุณต้องการคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่ดีกว่าเหล็กอื่น ๆ สามารถผสมกับโครเมียมโคบอลต์ทองแดงโมลิบดีนัมนิกเกิลไนโตรเจนไนโตรเจนซีลีเนียมแทนทาลัมไทเทเนียมทังสเตนหรือวานาเดียม.
องค์ประกอบและคุณสมบัติของเหล็กแตกต่างกันอย่างมาก โดยทั่วไปแล้วเหล็กมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่าที่พบในเหล็กและมีจำนวนของสิ่งเจือปนที่ต่ำกว่าที่พบในโลหะอื่น ๆ.
โดยทั่วไปคุณสมบัติทางกายภาพเช่นความหนาแน่นการนำไฟฟ้าและความร้อนจะไม่แตกต่างกันอย่างมากจากโลหะผสมหนึ่งไปยังอีก.
อย่างไรก็ตามคุณสมบัติทางกลเช่นความแข็งแรงความเหนียวและความแข็งขึ้นอยู่กับประเภทของโลหะผสมและองค์ประกอบของเหล็ก.
คุณสมบัติทางกลหลักของเหล็ก
1- ความเป็นพลาสติก
มันเป็นความสามารถของเหล็กในการรักษารูปร่างของมันหลังจากถูกพยายาม เหล็กกล้าที่เจือด้วยคาร์บอนในปริมาณเล็กน้อยจะเป็นพลาสติกมากกว่า.
2- ความเปราะบาง
ความเปราะบางคือความสะดวกในการที่เหล็กสามารถแตกหักได้เมื่อถูกทดสอบ เมื่อเหล็กถูกผสมด้วยเปอร์เซ็นต์ของถ่านหินที่สูงก็มีแนวโน้มที่จะเปราะบางมากขึ้น.
3- ความอ่อนนุ่ม
ความอ่อนนุ่มเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีเหล็กที่จะเคลือบ ด้วยวิธีนี้โลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมบางชนิดมีแนวโน้มที่จะอ่อนตัวได้ง่ายกว่าโลหะอื่น ๆ.
4- ความแข็ง
ความแข็งคือความต้านทานที่ต่อต้านโลหะกับสารกัดกร่อน ยิ่งมีการเติมคาร์บอนเข้าไปในเหล็กกล้าผสมมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งมีความแข็งมากขึ้นเท่านั้น (Kailas, s.f. )
5- ความดื้อรั้น
ความดื้อรั้นเป็นแนวคิดที่แสดงถึงความสามารถของเหล็กในการต้านทานการใช้แรงภายนอกโดยไม่ทำลาย.
ในกรณีของเหล็กที่มีความเข้มข้นปานกลางของคาร์บอนความดื้อรั้นมีแนวโน้มสูงขึ้น (บทที่ 6 สมบัติเชิงกลของโลหะ, 2004).
คุณสมบัติทางกายภาพหลักของเหล็ก
1- ร่างกาย
รวมคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับน้ำหนักเหล็กปริมาตรมวลและความหนาแน่น.
2- ความร้อน
มันหมายถึงสามด้านพื้นฐานของเหล็ก: ความสามารถในการควบคุมอุณหภูมิ (การนำ), ศักยภาพในการถ่ายโอนความร้อน (การพาความร้อน) และความสามารถในการเปล่งรังสีอินฟราเรดในตัวกลาง (รังสี).
3- ไฟฟ้า
พวกเขาอ้างถึงความสามารถของเหล็กในการทำกระแสไฟฟ้า.
4- เลนส์
คุณสมบัติเหล่านี้ในกรณีของเหล็กแสดงถึงความสามารถในการสะท้อนแสงหรือเปล่งความสว่าง เท่าที่สแตนเลสผสมกับอลูมิเนียมในสัดส่วนที่สูงขึ้นจะมีคุณสมบัติทางออปติคัลที่ดีกว่า.
5- แม่เหล็ก
มันหมายถึงความสามารถของเหล็กที่จะเหนี่ยวนำหรือเพื่อดึงดูดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า.
เปอร์เซ็นต์ของเหล็กในโลหะผสมเหล็กที่สูงขึ้นความสามารถในการทำหน้าที่เป็นแม่เหล็ก (Sandhyarani, 2016).
ประเภทของเหล็ก
เหล็กชนิดต่าง ๆ นั้นผลิตขึ้นตามการใช้งานดังนั้นคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของเหล็กประเภทนี้จึงต้องแตกต่างกัน.
ด้วยวิธีนี้เครื่องชั่งชนิดต่าง ๆ ได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อจำแนกเหล็กตามคุณสมบัติของมัน (ความยืดหยุ่นความหนาแน่นจุดหลอมเหลวการนำความร้อนความแข็งแรงความแข็งและอื่น ๆ ).
ในการผลิตเหล็กประเภทต่าง ๆ ผู้ผลิตใช้ความเข้มข้นต่าง ๆ ของโลหะอื่น ๆ เพื่อผลิตโลหะผสม.
กระบวนการผลิตและวิธีการทำงานของเหล็กก็มีอิทธิพลอย่างมากต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ได้รับ.
ตามสถาบันเหล็กและเหล็กกล้าของอเมริกา (AISI สำหรับคำย่อเป็นภาษาอังกฤษ) เหล็กสามารถแบ่งได้เป็นสี่กลุ่มหลักตามองค์ประกอบทางเคมีของพวกเขา:
- เหล็กกล้าคาร์บอน
- โลหะผสมเหล็ก
- เหล็กกล้าไร้สนิม
- เครื่องมือเหล็ก
คุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอน
เหล็กกล้าคาร์บอนมาจากโลหะผสมระหว่างเหล็กกับคาร์บอน โดยการเปลี่ยนเปอร์เซ็นต์ของถ่านหินเป็นไปได้ที่จะผลิตเหล็กที่มีคุณภาพแตกต่างกัน โดยทั่วไปยิ่งถ่านหินมีเปอร์เซ็นต์สูงเท่าไหร่ก็ยิ่งมีความเหนียวและแข็งมากเท่านั้น.
เหล็กที่มีเปอร์เซ็นต์ของถ่านหินต่ำเป็นที่รู้จักในตลาดในฐานะเหล็กดัด เหล็กชนิดนี้จับง่ายเพราะเป็นพลาสติกสูง.
ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตลูกกรง, งานตกแต่งหรือเสาโคมไฟ.
เหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนเฉลี่ยมีความเหนียวสูงซึ่งเป็นเหตุผลที่ใช้ในการทำสะพานหรือชิ้นส่วนโครงสร้างที่สามารถรองรับแรงได้มาก.
สำหรับส่วนของมันนั้นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนสูงใช้ทำสายเคเบิล เมื่อเปอร์เซ็นต์ของถ่านหินมากกว่าเหล็กเราพูดถึงเหล็กหล่อซึ่งใช้ทำแจกันและสิ่งของอื่น ๆ.
แม้ว่าเหล็กประเภทสุดท้ายนี้จะค่อนข้างแข็ง แต่ก็มีความเปราะบางสูง (วัสดุ, 2014).
คุณสมบัติของเหล็กอัลลอยด์
โลหะผสมเหล็กเป็นเหล็กกล้าที่ผลิตโดยมีเปอร์เซ็นต์ของโลหะหนึ่งชนิดหรือมากกว่าอื่นที่ไม่ใช่เหล็ก.
โลหะเหล่านั้นที่เติมลงไปในอัลลอยนั้นมีความสามารถในการเปลี่ยนคุณสมบัติของเหล็ก.
ตัวอย่างเช่นเหล็กที่ทำจากเหล็กโครเมียมและนิกเกิลส่งผลให้เหล็กกล้าไร้สนิม เมื่อเพิ่มอลูมิเนียมลงในอัลลอยด์นี้ผลลัพธ์จะอ่อนและสม่ำเสมอในลักษณะที่ปรากฏ.
เมื่อผสมแมงกานีสเข้าด้วยกันพวกเขาจะได้รับความแข็งแกร่งและความแข็งที่ยอดเยี่ยม.
คุณสมบัติของสแตนเลส
สแตนเลสมีโครเมียมอยู่ระหว่าง 10 ถึง 20% ซึ่งเป็นปัจจัยที่ช่วยให้สามารถทนต่อการกัดกร่อนและออกซิเดชั่นได้สูง.
เมื่อเหล็กมีโครเมียม 11% จะมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้มากกว่าเหล็กที่ไม่มีโครเมียมประมาณ 200 เท่า สแตนเลสมีสามกลุ่ม:
เหล็กออสเทนนิติก: เป็นโครเมียมที่มีความเข้มข้นที่กว้างขึ้นและนิกเกิลและถ่านหินในสัดส่วนที่น้อย.
มันถูกใช้กันทั่วไปสำหรับการแปรรูปอาหารและท่อ มันง่ายต่อการจดจำเพราะมันไม่ใช่แม่เหล็ก.
เหล็กเฟอริติก: เป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่มีโครเมียมประมาณ 15% แต่มีเพียงไม่กี่ร่องรอยของถ่านหินและโลหะอื่น ๆ เช่นโมลิบดีนัมอลูมิเนียมหรือไทเทเนียม.
เหล็กชนิดนี้เป็นแม่เหล็กแข็งและทนทานสูง มันสามารถชุบแข็งเมื่อทำงานเย็น.
เหล็กกล้า Martensitic: เป็นตัวที่ประกอบด้วยโครเมียมนิกเกิลและคาร์บอนในปริมาณปานกลาง มันเป็นแม่เหล็กสูงและรักษาได้ที่อุณหภูมิสูง.
เหล็กกล้า Martensitic มักใช้ทำเครื่องมือตัดเช่นมีดและอุปกรณ์ผ่าตัด.
คุณสมบัติเครื่องมือเหล็ก
เหล็กกล้าเครื่องมือมีความทนทานสูงทนต่ออุณหภูมิและมีความแข็งค่อนข้างสูง.
ประกอบด้วยทังสเตนโมลิบดีนัมโคบอลต์และวานาเดียม มันเป็นหนึ่งที่ใช้ในการทำดอกสว่าน (Bell, 2017).
การอ้างอิง
- Bell, T. (17 มีนาคม 2017) ดึงจากประเภทและคุณสมบัติของเหล็กคืออะไร: thebalance.com.
- บทที่ 6 คุณสมบัติทางกลของโลหะ (2004) ดึงจากสมบัติเชิงกลของโลหะ: virginia.edu.
- Guru, W. (2017) คุรุเชื่อม สืบค้นจากคุณสมบัติทางกลของโลหะ: weldguru.com.
- Kailas, S. V. (s.f. ) บทที่ 4 คุณสมบัติทางกลของโลหะ สืบค้นจากวัสดุศาสตร์: nptel.ac.in.
- เรื่องต. (สิงหาคม 2545) เรื่องรวม เรียกคืนจากคุณสมบัติเชิงกลของโลหะ: totalmateria.com.
- วัสดุ, A. (2 ธันวาคม 2014) สืบค้นจากคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ: worldstainless.org.
- Sandhyarani, N. (4 สิงหาคม 2016) ดึงมาจากคุณสมบัติทางกายภาพของเหล็ก: buzzle.com.