Innehåll
Stål är en legering, en kombination metall gjord av järn och kol. Kolinnehållet i stål når maximalt 1,5 procent. På grund av dess hårdhet och hållfasthet används stål för att bygga byggnader, broar, bilar och en mängd andra tillverknings- och teknikapplikationer.
De flesta stål som produceras idag är vanligt kolstål eller helt enkelt kolstål. Kolet i stål finns i järnkarbidstillståndet. Andra element, däribland svavel, fosfor, mangan och kisel, finns också.
Kolinnehåll i stål
Kolstål definieras som stål som har sina egenskaper främst på grund av dess kolhalt och inte innehåller mer än 0,5 procent kisel och 1,5 procent mangan. Vanliga kolstål, som sträcker sig från 0,06 procent kol till 1,5 procent kol, är indelade i fyra typer:
Dessa stål utvecklas från mjukare till hårdare, men de trendar också mot ökad sprödhet. Den första typen används i bilkroppar. Den andra typen finns i skenor och rälsprodukter som kopplingar, vevaxlar, axlar, växlar och pinnar. Den tredje typen används i skärverktyg och järnvägslinjer, och den sista typen används i kolvar och cylindrar.
Grundläggande fysiska egenskaper hos stål
Stål har en densitet på 7 850 kg / m3, vilket gör den 7,85 gånger så tät som vatten. Dess smältpunkt 1,510 C är högre än för de flesta metaller. Som jämförelse är bronsens smältpunkt 1 040 C, koppar är 1 083 C, den för gjutjärn är 1 300 C, och den för nickel är 1 453 C. Volfram smälter emellertid vid en searing 3,410 C, vilket inte är förvånande eftersom detta element används i glödlamportrådar.
Stålkoefficienten för linjär expansion vid 20 C, i mikrometer per meter per grad Celsius, är 11,1, vilket gör att det är mer motståndskraftigt mot förändrad storlek med temperaturförändringar än till exempel koppar (16,7), tenn (21,4) och bly (29,1 ).
Rostfritt stål
Rostfria stål används i konstruktion när korrosionsbeständighet är en viktig tillgång, liksom med knivar som måste hålla en skarp kant. En annan vanlig orsak till att rostfritt stål används är deras högtemperaturegenskaper. I vissa projekt är högtemperaturoxidationsmotstånd ett absolut krav, medan i andra är högtemperaturstyrka ett primärt behov.
Tillsatser till stål
Små mängder av andra metaller som läggs till stål ändrar dess egenskaper på sätt som är gynnsamma för vissa industriella tillämpningar. Exempelvis resulterar kobolt i högre magnetisk permeabilitet och används i magneter. Mangan tillför styrka och hårdhet, och produkten är lämplig för tunga järnvägskorsningar. Molybden upprätthåller sin styrka vid höga temperaturer, så detta tillsatsmedel är praktiskt när du gör hastighetsborrspetsar. Nickel och krom motstår korrosion och tillsätts vanligtvis vid tillverkning av kirurgiska stålinstrument.