Çeliğin kg/m3 cinsinden yoğunluğu. Karbon ve alaşımlı çelikler

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Çelik, istenilen özelliklere sahip yapı ve aletlerin yapıldığı, sektördeki en yaygın metalik malzemedir. Bu malzemenin amacına bağlı olarak yoğunluk da dahil olmak üzere birçok fiziksel özelliği değişmektedir. Bu yazıda hangi çeliğin yoğunluğunun kg/m3 cinsinden olduğunu ele alacağız.

Çelik nedir ve nasıldır?

Çeliğin kg/m3 cinsinden yoğunluğu ile ilgili tabloları vermeden önce, malzemenin kendisini tanıyalım. Metalurjide çelik, içeriği atomik yüzde 2,1'i geçmeyen karbonlu bir demir alaşımıdır. Daha fazla karbon varsa, sistemde grafit oluşmaya başlar ve bu da alaşımın özelliklerinde keskin bir değişikliğe yol açar. Özellikle sertliği ve kırılganlığı artar, plastisitesi azalır. %2.1'den fazla karbon varsa, alaşıma dökme demir denir.

Anlamanız gereken en önemli şey, çeliğin yabancı maddeler gibi davranan diğer elementlerle birlikte bir demir alaşımı olmasıdır. Demir, çekirdek olmayan bir bileşen haline gelirse,o zaman bu alaşım çelik değil.

Çelikler çok farklıdır. Böylece, düşük karbon içeriği, bir yapısal malzeme sınıfının oluşumuna yol açar. Daha yüksek içeriği, bir takım çelikleri sınıfını oluşturur. Karbonun yanı sıra çeşitli elementlerle alaşımlanmış malzemeler de vardır. Örneğin, %13'ten fazla krom eklenmesi paslanmaz malzemelerin oluşumuna yol açar ve büyük miktarda molibden ve tungsten içeriği bir kesme çelikleri sınıfını oluşturur.

Çeliğin yoğunluğunu ne belirler?

Çeliğin yoğunluğunu kg/m3 olarak belirleyen bir dizi faktör vardır. Bunlar şunları içerir:

• belirli bir kristal kafes için demirin kendisinin yoğunluğu;
• katışıklıkların miktarı ve türü;
• fazların varlığı.

Bu faktörlerden ilki en önemlisidir, çünkü söz konusu alaşımların temeli demirdir. Bilindiği gibi iki kristal kafeste bulunabilir: bcc (vücut merkezli kübik) ve fcc (yüz merkezli kübik).

İlk kafes türü sözde ferritik çelikleri oluşturur, ikincisi - östenitik. Fcc kafesi sıkı bir şekilde paketlenirken, bcc kafesi atomların daha gevşek bir şekilde paketlenmesidir. Bununla birlikte, ferritik çeliklerin yoğunluğu genellikle östenitik çeliklerinkinden daha yüksektir. Bunun nedeni basit, gerçek şu ki, fcc sadece saf demir için yüksek sıcaklıklarda kararlı bir yapıdır ve tüm metaller ısıtıldığında büyük ölçüde genleşir. İkincisi yoğunlukta bir düşüşe yol açar.

Karbon çelikler

Karbon çeliğinin yoğunluğu nedir? Genel olarak saf BCC demirin yoğunluğundan (7874 kg/m3) biraz daha düşük olduğunu söyleyebiliriz. Bu hafif azalma, bcc kafesindeki karbonun oktahedral gözenekleri işgal etmesinden kaynaklanmaktadır. Elmas ve grafit yapılarındaki karbonun yoğunluğu çok düşüktür, bu nedenle demire eklenmesi ortalama yoğunluğunu az altır. Karbon atomları büyük oktahedral gözenekler işgal ettiğinden, ortalama kafes parametresini hafifçe arttırırlar, bu da dikkate alınan parametrede hafif bir azalmayı etkiler. Aşağıda, sınıfa ve sıcaklığa bağlı olarak kg / m3 cinsinden çelik yoğunluğu tablosu bulunmaktadır.

Alaşımlı çelikler

Belirtildiği gibi, bunlar, karbona ek olarak krom, nikel, tungsten, vanadyum ve benzeri gibi diğer elementleri içeren demir bazlı alaşımları içerir. Bu nedenle, kroma ek olarak nikel içeren paslanmaz çelik 12X18H9'un oda sıcaklığında yoğunluğu, saf BCC demirden daha yüksek olan 7900 kg/m3'dir. "Paslanmaz çelik"te nikel yoksa, krom atomu demirden daha hafif olduğu için yoğunluğu saf demirden daha düşük olacaktır.

En yoğun olanlar yüksek hız çelikleridir. Molibden ve tungsten gibi çok miktarda ağır metal içerirler. Yoğunlukları 8800 kg/m3.'a ulaşabilir.