צפיפות הפלדה בק"ג/מ"ק. פלדות פחמן וסגסוגת

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

פלדה הוא החומר המתכתי הנפוץ ביותר בתעשייה, שעל בסיסו עשויים מבנים וכלים בעלי תכונות רצויות. בהתאם למטרה של חומר זה, רבים מתכונותיו הפיזיקליות, כולל צפיפות, משתנות. במאמר זה נשקול לאיזו פלדה יש צפיפות בק"ג/מ"ק.

מהי פלדה ואיך היא?

לפני מתן טבלאות על צפיפות הפלדה בק"ג/מ"ק, בואו נכיר את החומר עצמו. פלדה במטלורגיה היא סגסוגת של ברזל עם פחמן, שתכולתה אינה עולה על 2.1 אחוז אטומי. אם יש יותר פחמן, גרפיט מתחיל להיווצר במערכת, מה שמוביל לשינוי חד בתכונות הסגסוגת. בפרט, הקשיות והשבירות שלו גדלות, והפלסטיות פוחתת. אם יש יותר מ-2.1% פחמן, אז הסגסוגת נקראת ברזל יצוק.

הדבר העיקרי שצריך להבין הוא שפלדה היא סגסוגת של ברזל עם אלמנטים אחרים הפועלים כזיהומים. אם ברזל הופך לרכיב שאינו הליבה,אז הסגסוגת הזו אינה פלדה.

פלדות שונות מאוד. לפיכך, תכולת פחמן נמוכה מובילה להיווצרות מחלקה של חומרים מבניים. התוכן הגבוה יותר שלו מהווה סוג של פלדות כלי עבודה. בנוסף לפחמן, ישנם חומרים מסוגגים עם אלמנטים שונים. לדוגמה, הוספת יותר מ-13% כרום מובילה להיווצרות חומרים אל חלד, ותכולה גדולה של מוליבדן וטונגסטן מהווה סוג של פלדות חיתוך.

מה קובע את צפיפות הפלדה?

ישנם מספר גורמים הקובעים את צפיפות הפלדה בק"ג/מ"ק. אלה כוללים את הדברים הבאים:

• צפיפות הברזל עצמו עבור סריג קריסטל נתון;
• כמות וסוג זיהומים;
• הנוכחות של שלבים.

מבין הגורמים הללו, הראשון הוא החשוב ביותר, שכן הברזל הוא הבסיס לסגסוגות הנחשבות. כידוע, הוא יכול להתקיים בשני סריג קריסטל: bcc (קובי במרכז הגוף) ו-fcc (מעוקב במרכז הפנים).

הסוג הראשון של הסריג יוצר את מה שנקרא פלדות פריטיות, השני - אוסטניטי. סריג ה-fcc צפוף, בעוד שסריג ה-bcc הוא אריזה רופפת יותר של אטומים. עם זאת, הצפיפות של פלדות פריטיות בדרך כלל גבוהה מזו של אוסטניטיות. הסיבה לכך פשוטה, העובדה היא ש-fcc הוא מבנה יציב רק בטמפרטורות גבוהות עבור ברזל טהור, וכל המתכות מתרחבות מאוד בחימום. האחרון מוביל לירידה בצפיפות.

פלדות פחמן

מהי הצפיפות של פלדת פחמן? באופן כללי, אנו יכולים לומר שהוא מעט נמוך מצפיפות ברזל BCC טהור (7874 ק"ג/מ"ר3). ירידה קלה זו נובעת מהעובדה שפחמן בסריג ה-bcc תופס נקבוביות אוקטהדרליות. צפיפות הפחמן עצמו במבני היהלום והגרפיט נמוכה מאוד, ולכן התוספת שלו לברזל מפחיתה את הצפיפות הממוצעת שלו. מכיוון שאטומי פחמן תופסים נקבוביות אוקטהדרליות גדולות, הם מגדילים מעט את פרמטר הסריג הממוצע, מה שמשפיע על ירידה קלה בפרמטר הנחשב. להלן טבלה של צפיפות פלדה בק"ג/מ"ק, בהתאם לדרגה ולטמפרטורה.

פלדות סגסוגת

כאמור, אלה כוללים סגסוגות על בסיס ברזל שמכילות, בנוסף לפחמן, יסודות נוספים, כגון כרום, ניקל, טונגסטן, ונדיום וכדומה. לפיכך, הצפיפות של נירוסטה 12X18H9, המכילה, בנוסף לכרום, ניקל, בטמפרטורת החדר היא 7900 ק"ג/מ"ר3, הגבוהה מזו של ברזל BCC טהור. אם אין ניקל ב"נירוסטה", אז הצפיפות שלו תהיה נמוכה מזו של ברזל טהור, שכן אטום הכרום קל יותר מברזל.

הצפופים ביותר הם פלדות במהירות גבוהה. הם מכילים כמויות גדולות של מתכות כבדות כמו מוליבדן וטונגסטן. הצפיפות שלהם יכולה להגיע ל-8800 ק"ג/מ"ר3.