10 MEHANSKE IN FIZIKALNE LASTNOSTI JEKLA - KEMIJA - 2026

V Mehanske in fizikalne lastnosti jekla lahko zelo razlikuje glede na svojo sestavo in odstotek nečistoč (kot fosfor ali žveplo). Na ta način, ko želite doseči boljše mehanske in fizikalne lastnosti pred drugimi, lahko jeklo legiramo s kromom, kobaltom, bakrom, molibdenom, nikljem, dušikom, selenom, tantalom, titanom, volframom ali vanadijem.

Sestava in lastnosti jekla se zelo razlikujejo. Jeklo na splošno ima nižjo vsebnost ogljika kot železo in manjše število nečistoč kot tiste, ki jih najdemo v drugih kovinah.

Na splošno se fizikalne lastnosti, kot so gostota, električna in toplotna prevodnost, med zlitinami v drugo zelo ne razlikujejo. Vendar so mehanske lastnosti, kot so trdnost, duktilnost in trdota, zelo odvisne od vrste zlitine in sestave jekla.

Glavne mehanske lastnosti jekla

1- Plastičnost

To je sposobnost jekla, da ohrani svojo obliko, potem ko je izpostavljen stresu. Jeklo, ki je legirano z majhnimi odstotki ogljika, je bolj plastično.

2- Krhkost

Krhkost je enostavnost, s katero se pod stresom lahko razbije jeklo. Ko je jeklo legirano z visokim odstotkom ogljika, je ponavadi bolj krhko.

3- kovnost

Gladkost je enostavnost jekla, ki ga je treba valjati. Na ta način so nekatere zlitine iz nerjavečega jekla bolj dovzetne od drugih.

4- Trdota

Trdota je odpornost, ki jo kovina nasprotuje abrazivnim sredstvom. Več ogljika dodate jekleni zlitini, težje bo.

5- Trdoživost

Strogost je koncept, ki označuje sposobnost jekla, da se upira uporabi zunanje sile, ne da bi se zlomil.

V primeru jekla s srednjo koncentracijo ogljika je žilavost težja.

Glavne fizikalne lastnosti jekla

1 - telo

Vključujejo lastnosti, povezane s težo jekla, njegovo prostornino, maso in gostoto.

2- toplotni

Nanaša se na tri temeljne vidike jekla: njegovo sposobnost vodenja temperature (prevodnost), potencial za prenos toplote (konvekcija) in zmožnost oddajanja infrardečih žarkov v mediju (sevanje).

3- električni

Nanašajo se na sposobnost jekla, da vodi električni tok.

4- Optika

Te lastnosti v primeru jekla označujejo njegovo sposobnost, da odbija svetlobo ali oddaja sijaj. Če je nerjavno jeklo legirano z večjim odstotkom aluminija, bo imelo boljše optične lastnosti.

5- magnetni

Nanaša se na sposobnost indukcije jekla ali indukcije elektromagnetnega polja.

Večji kot je delež železa v jekleni zlitini, večja je njegova sposobnost, da deluje kot magnet.

Vrste jekla

Glede na uporabo se proizvajajo različne vrste jekla, zato morajo biti mehanske in fizikalne lastnosti teh vrst jekla različne.

Na ta način so bile ustvarjene različne lestvice za razvrščanje jekla glede na njegove lastnosti (elastičnost, gostota, tališče, toplotna prevodnost, trdnost, trdota, med drugim).

Proizvajalci za izdelavo različnih vrst jekla uporabljajo različne koncentracije drugih kovin za izdelavo zlitin.

Postopek proizvodnje in način obdelave jekla pomembno vplivata tudi na končni izdelek.

Po podatkih Ameriškega inštituta za železo in jeklo (AISI) lahko jeklo glede na kemijsko sestavo razvrstimo v štiri glavne skupine:

• Ogljikovo jeklo
• Zlitina jekla
• Nerjaveče jeklo
• Orodje jeklo

Lastnosti ogljikovega jekla

Ogljikovo jeklo se pridobiva iz zlitine med železom in ogljikom. S spreminjanjem odstotka ogljika je mogoče izdelati jekla z različnimi lastnostmi. Na splošno bo višji odstotek ogljika trši in trdnejši.

Jeklo z nizkim odstotkom ogljika je na trgu znano kot kovano železo. Ta vrsta jekla je enostavna za uporabo, saj je zelo plastična.

Zaradi tega se pogosto uporablja za izdelavo rešetk, okrasnih aplikacij ali svetilk.

Jeklo s srednjo vsebnostjo ogljika je zelo žilavo, zato se uporablja za izdelavo mostov ali konstrukcijskih delov, ki lahko prenesejo ogromne obremenitve.

Za izdelavo kablov se uporablja visoko ogljikovo jeklo. Ko je odstotek premoga večji od železa, ga imenujemo lito železo, ki se uporablja za izdelavo vaz in drugih vrst izdelkov.

Čeprav je slednja vrsta jekla precej trda, je tudi zelo krhka.

Lastnosti legiranega jekla

Legirano jeklo je tisto, ki se proizvaja z majhnim odstotkom ene ali več kovin razen železa. Te kovine, dodane zlitini, lahko spremenijo lastnosti jekla.

Na primer, jeklo iz železa, kroma in niklja povzroči nerjavno jeklo. Ko se tej zlitini doda aluminij, je rezultat bolj lep in enakomeren po videzu.

Ko dodamo mangan v jeklene zlitine, lahko dosežejo izjemno trdnost in žilavost.

Lastnosti nerjavečega jekla

Nerjaveče jeklo vsebuje med 10 in 20% kroma, dejavnik, ki omogoča visoko odpornost proti koroziji in oksidaciji.

Kadar jeklo vsebuje 11% kroma, je približno 200-krat bolj odporno proti koroziji kot jeklo, ki ne vsebuje kroma. Obstajajo tri skupine nerjavečega jekla:

Avstenitno jeklo : je tisto z največjo koncentracijo kroma in majhnim odstotkom niklja in ogljika.

Običajno se uporablja za predelavo hrane in cevovode. Prepoznati ga je enostavno, saj ni magnetno.

Feritno jeklo : je vrsta jekla, ki vsebuje približno 15% kroma, le nekaj sledi ogljika in drugih kovin, kot so molibden, aluminij ali titan.

Ta vrsta jekla je magnetna, zelo trda in odporna. Lahko se utrdi pri hladnem delu.

Martenzitno jeklo : je tisto, ki vsebuje zmerne količine kroma, niklja in ogljika. Je visoko magnetno in ga je mogoče obdelati pri visokih temperaturah.

Za izdelavo rezalnega orodja, kot so noži in kirurška oprema, se običajno uporablja martenzitno jeklo.

Lastnosti orodnega jekla

Orodje jeklo je zelo trpežno, temperaturno odporno in ima precej visoko trdoto.

Vsebuje volfram, molibden, kobalt in vanadij. Je tisti, ki se uporablja za izdelavo svedrov.

Reference

1. Bell, T. (17. marec 2017). Pridobljeno iz Kakšne so vrste in lastnosti jekel?: Thebalance.com.
2. Poglavje 6. Mehanske lastnosti kovin. (2004). Pridobljeno iz mehanskih lastnosti kovin: virginia.edu.
3. Guru, W. (2017). Gvari Guru. Pridobljeno iz Vodnika po mehanskih lastnostih kovin: varguru.com.
4. Kailas, SV (sf). Poglavje 4. Mehanske lastnosti kovin. Pridobljeno iz znanosti o materialih: nptel.ac.in.
5. Materia, T. (avgust 2002). Skupna zadeva. Pridobljeno iz mehanskih lastnosti kovin: totalmateria.com.
6. Gradivo, A. (2. december 2014). Pridobljeno iz MEHANIČNIH IN FIZIČNIH LASTNOSTI: worldstainless.org.
7. Sandhyarani, N. (4. avgust 2016). Pridobljeno iz fizikalnih lastnosti jekla: buzzle.com.