10 MEHANIČKA I FIZIČKA SVOJSTVA ČELIKA - KEMIJA - 2025

Su mehanička i fizička svojstva čelika može varirati izuzetno ovisno o sastavu i postotak nečistoća (kao što su fosfor ili sumpor). Na taj način, kada se žele bolja mehanička i fizikalna svojstva u odnosu na druge, čelik se može legirati hromom, kobaltom, bakrom, molibdenom, niklom, dušikom, selenom, tantalom, titanom, volframom ili vanadijem.

Sastav i svojstva čelika uvelike variraju. Čelik općenito ima niži sadržaj ugljika od željeza i manji broj nečistoća od onih koje se nalaze u drugim metalima.

Općenito, fizička svojstva kao što su gustoća, električna i toplinska vodljivost ne razlikuju se u velikoj mjeri od jedne do druge legure. Međutim, mehanička svojstva poput čvrstoće, duktilnosti i tvrdoće visoko ovise o vrsti legure i sastavu čelika.

Glavna mehanička svojstva čelika

1- plastičnost

To je sposobnost čelika da zadrži svoj oblik nakon što je izložena stresu. Čelici koji su legirani s malim postocima ugljika plastičniji su.

2- Krhkost

Krhkost je lakoća kojom se čelik može razbiti pod stresom. Kad je čelik legiran, s visokim postotkom ugljika, obično je krhkiji.

3- kovljivost

Klekljanje je jednostavnost čelika koji se valja. Na ovaj način, neke legure nehrđajućeg čelika imaju tendenciju podmazivanja od drugih.

4- tvrdoća

Tvrdoća je otpornost metala protiv abrazivnih sredstava. Što više ugljika dodate čeličnoj leguri, to će biti tvrđe.

5- tvrdoglavost

Čvrstoća je koncept koji označava sposobnost čelika da se odupre primjeni vanjske sile bez loma.

U slučaju čelika sa srednjom koncentracijom ugljika, žilavost je obično veća.

Glavna fizikalna svojstva čelika

1- Tijelo

Uključuju svojstva koja se odnose na težinu čelika, njegov volumen, masu i gustoću.

2- termalni

Odnosi se na tri osnovna aspekta čelika: njegovu sposobnost provođenja temperature (kondukciju), potencijal prijenosa topline (konvekcija) i sposobnost zračenja infracrvenih zraka u sredini (zračenje).

3- Električni

Oni se odnose na sposobnost čelika da vodi električnu struju.

4- Optika

Ova svojstva u slučaju čelika označavaju njegovu sposobnost reflektiranja svjetlosti ili emitiranja sjaja. U mjeri u kojoj je nehrđajući čelik legiran s većim postotkom aluminija, imat će bolja optička svojstva.

5- magnetski

Odnosi se na sposobnost indukcije čelika ili na induciranje elektromagnetskog polja.

Što je veći postotak željeza u čeličnoj leguri, to je veća i njegova sposobnost da djeluje kao magnet.

Vrste čelika

Različite vrste čelika proizvode se prema njihovoj primjeni, stoga mehanička i fizička svojstva ovih čelika moraju biti različita.

Na taj su način stvorene različite ljestvice za razvrstavanje čelika prema njegovim svojstvima (elastičnost, gustoća, talište, toplinska vodljivost, čvrstoća, tvrdoća, između ostalog).

Da bi napravili različite vrste čelika, proizvođači koriste različite koncentracije drugih metala za izradu legura.

Proces proizvodnje i način na koji se čelik obrađuje također imaju značajan utjecaj na dobiveni konačni proizvod.

Prema Američkom institutu za željezo i čelik (AISI), čelik se prema svom kemijskom sastavu može svrstati u četiri glavne skupine:

• Ugljični čelik
• Legura čelika
• Ne hrđajući Čelik
• Alatni čelik

Svojstva ugljičnog čelika

Ugljični čelik proizlazi iz legure željeza i ugljika. Promjenom postotka ugljika moguće je proizvesti čelike različitih svojstava. Općenito, što je veći postotak ugljika, čelik će biti čvršći i krutiji.

Čelik s niskim postotkom ugljika na tržištu je poznat kao kovano željezo. Ova vrsta čelika je jednostavna za rukovanje jer je izrazito plastična.

Iz tog razloga se široko koristi za izradu rešetki, ukrasnih aplikacija ili stupova za svjetiljke.

Čelik sa srednjim udjelom ugljika vrlo je tvrd, zbog čega se koristi za izradu mostova ili konstrukcijskih dijelova koji mogu podnijeti ogromna opterećenja.

Sa svoje strane, čelik s visokim udjelom ugljika koristi se za izradu kabela. Kada je postotak ugljena veći od željeza, naziva se lijevano željezo, koje se koristi za izradu vaza i drugih vrsta proizvoda.

Iako je potonja vrsta čelika prilično tvrda, također je vrlo krhka.

Svojstva legiranog čelika

Legirani čelik je onaj koji se proizvodi s malim postotkom jednog ili više metala osim željeza. Oni metali dodani leguri mogu mijenjati svojstva čelika.

Na primjer, čelik izrađen od željeza, kroma i nikla uzrokuje nehrđajući čelik. Kada se u ovu leguru doda aluminij, rezultat je izgledniji i ujednačen.

Kada se mangan doda u čelične legure, oni mogu postići izuzetnu čvrstoću i čvrstinu.

Svojstva nehrđajućeg čelika

Nehrđajući čelik sadrži između 10 i 20% kroma, faktor koji mu omogućava visoku otpornost na koroziju i oksidaciju.

Kada čelik sadrži 11% kroma, otprilike je 200 puta otporniji na koroziju od čelika koji ne sadrži krom. Postoje tri skupine nehrđajućeg čelika:

Austenitni čelik: onaj s najvećom koncentracijom kroma i malim postotkom nikla i ugljika.

Obično se koristi za preradu hrane i cjevovode. Lako je prepoznati, jer nije magnetski.

Feritni čelik: To je vrsta čelika koja sadrži oko 15% kroma, ali samo nekoliko tragova ugljika i drugih metala poput molibdena, aluminija ili titana.

Ova vrsta čelika je magnetska, vrlo tvrda i otporna. Može se očvrsnuti pri hladnom radu.

Martenzitni čelik: onaj koji sadrži umjerene količine kroma, nikla i ugljika. Vrlo je magnetska i liječi se na visokim temperaturama.

Martenzitni čelik obično se koristi za izradu alata za rezanje kao što su noževi i kirurška oprema.

Svojstva alata od čelika

Alatni čelik je vrlo izdržljiv, otporan na temperaturu i ima prilično visoku tvrdoću.

Sadrži volfram, molibden, kobalt i vanadij. Ona se koristi za izradu čepova za bušenje.

Reference

1. Bell, T. (17. ožujka 2017.). Preuzeto s Kakve su vrste i svojstva čelika?: Thebalance.com.
2. Poglavlje 6. Mehanička svojstva metala. (2004). Preuzeto iz Mehanička svojstva metala: virginia.edu.
3. Guru, W. (2017). Gvari Guru. Preuzeto iz Vodiča za mehanička svojstva metala:variguru.com.
4. Kailas, SV (sf). Poglavlje 4. Mehanička svojstva metala. Dobiveno iz znanosti o materijalima: nptel.ac.in.
5. Materia, T. (kolovoz 2002). Ukupno stvar. Dobiveno iz Mehaničkih svojstava metala: totalmateria.com.
6. Materijali, A. (2. prosinca 2014.). Dobiveno iz MEHANIČKIH I FIZIČKIH SVOJSTAVA: worldstainless.org.
7. Sandhyarani, N. (4. kolovoza 2016). Dobiveno iz fizikalnih svojstava čelika: buzzle.com.