ფოლადის სიმკვრივე კგ/მ3-ში. ნახშირბადის და შენადნობის ფოლადები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ფოლადი ინდუსტრიაში ყველაზე გავრცელებული მეტალის მასალაა, რომლის საფუძველზეც მზადდება სასურველი თვისებების მქონე კონსტრუქციები და ხელსაწყოები. ამ მასალის დანიშნულებიდან გამომდინარე, იცვლება მისი მრავალი ფიზიკური თვისება, სიმკვრივის ჩათვლით. ამ სტატიაში განვიხილავთ რა ფოლადს აქვს სიმკვრივე კგ/მ3.

რა არის ფოლადი და როგორია?

ფოლადის სიმკვრივის ცხრილების დაყენებამდე კგ/მ3-ში, გავეცნოთ თავად მასალას. ფოლადი მეტალურგიაში არის რკინის შენადნობი ნახშირბადთან, რომლის შემცველობა არ აღემატება 2,1 ატომურ პროცენტს. თუ მეტი ნახშირბადია, მაშინ სისტემაში იწყებს ფორმირებას გრაფიტი, რაც იწვევს შენადნობის თვისებების მკვეთრ ცვლილებას. კერძოდ, იზრდება მისი სიმტკიცე და მტვრევადობა, მცირდება პლასტიურობა. თუ ნახშირბადის 2,1%-ზე მეტია, მაშინ შენადნობას თუჯის ეწოდება.

მთავარია იმის გაგება, რომ ფოლადი არის რკინის შენადნობი სხვა ელემენტებთან, რომლებიც მოქმედებენ როგორც მინარევები. თუ რკინა ხდება არაძირითადი კომპონენტი,მაშინ ეს შენადნობი არ არის ფოლადი.

ფოლადები ძალიან განსხვავებულია. ამრიგად, ნახშირბადის დაბალი შემცველობა იწვევს სტრუქტურული მასალების კლასის ფორმირებას. მისი მაღალი შემცველობა ქმნის ხელსაწყოების ფოლადების კლასს. ნახშირბადის გარდა, არსებობს სხვადასხვა ელემენტებით შერწყმული მასალები. მაგალითად, 13%-ზე მეტი ქრომის დამატება იწვევს უჟანგავი მასალების წარმოქმნას, ხოლო მოლიბდენისა და ვოლფრამის დიდი შემცველობა ქმნის საჭრელი ფოლადების კლასს.

რა განსაზღვრავს ფოლადის სიმკვრივეს?

არსებობს მრავალი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს ფოლადის სიმკვრივეს კგ/მ3-ში. ეს მოიცავს შემდეგს:

• თავად რკინის სიმკვრივე მოცემული კრისტალური გისოსისთვის;
• მინარევების რაოდენობა და ტიპი;
• ფაზების არსებობა.

ამ ფაქტორებიდან, პირველი ყველაზე მნიშვნელოვანია, რადგან სწორედ რკინაა განსახილველი შენადნობების საფუძველი. როგორც ცნობილია, ის შეიძლება არსებობდეს ორ კრისტალურ ბადეში: bcc (სხეულზე ორიენტირებული კუბური) და fcc (სახეზე ორიენტირებული კუბური).

პირველი ტიპის გისოსები ქმნის ე.წ. fcc გისოსი მჭიდროდ არის შეფუთული, ხოლო bcc გისოსი არის ატომების უფრო თავისუფალი შეფუთვა. თუმცა, ფერიტური ფოლადების სიმკვრივე ზოგადად უფრო მაღალია, ვიდრე ავსტენიტური. ამის მიზეზი მარტივია, ფაქტია, რომ fcc არის სტაბილური სტრუქტურა მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე სუფთა რკინისთვის და ყველა ლითონი დიდად ფართოვდება გაცხელებისას. ეს უკანასკნელი იწვევს სიმკვრივის ვარდნას.

ნახშირბადოვანი ფოლადები

რა არის ნახშირბადოვანი ფოლადის სიმკვრივე? ზოგადად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ის ოდნავ დაბალია სუფთა BCC რკინის სიმკვრივეზე (7874 კგ/მ3). ეს უმნიშვნელო კლება განპირობებულია იმით, რომ ნახშირბადი bcc გისოსში იკავებს ოქტაედრულ ფორებს. თავად ნახშირბადის სიმკვრივე ალმასის და გრაფიტის სტრუქტურებში ძალიან დაბალია, ამიტომ მისი დამატება რკინაში ამცირებს მის საშუალო სიმკვრივეს. მას შემდეგ, რაც ნახშირბადის ატომები იკავებენ დიდ ოქტაედრულ ფორებს, ისინი ოდნავ ზრდის საშუალო გისოსის პარამეტრს, რაც გავლენას ახდენს განხილული პარამეტრის უმნიშვნელო შემცირებაზე. ქვემოთ მოცემულია ფოლადის სიმკვრივის ცხრილი კგ/მ3-ში, ხარისხისა და ტემპერატურის მიხედვით.

შენადნობის ფოლადები

როგორც აღვნიშნეთ, ეს მოიცავს რკინაზე დაფუძნებულ შენადნობებს, რომლებიც ნახშირბადის გარდა შეიცავს სხვა ელემენტებს, როგორიცაა ქრომი, ნიკელი, ვოლფრამი, ვანადიუმი და ა.შ. ამრიგად, ოთახის ტემპერატურაზე ქრომის გარდა ნიკელის შემცველი უჟანგავი ფოლადის 12X18H9 სიმკვრივეა 7900 კგ/მ3, რაც უფრო მაღალია ვიდრე სუფთა BCC რკინის. თუ "უჟანგავი ფოლადში" არ არის ნიკელი, მაშინ მისი სიმკვრივე უფრო დაბალი იქნება ვიდრე სუფთა რკინისა, რადგან ქრომის ატომი რკინაზე მსუბუქია.

ყველაზე მკვრივი არის მაღალსიჩქარიანი ფოლადი. ისინი შეიცავს დიდი რაოდენობით მძიმე მეტალებს, როგორიცაა მოლიბდენი და ვოლფრამი. მათი სიმკვრივე შეიძლება მიაღწიოს 8800 კგ/მ3.