Einführung
Kohlenstoffstahl wird in der Industrie häufig verwendet. Einige davon sind die Automobilindustrie, der Maschinen- und Werkzeugbau sowie die Bauindustrie, wo Kohlenstoffstahl in ihren Betrieben verwendet wird.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass der größte Bestandteil dieses Stahls Kohlenstoff ist, die kleineren Teile sind Mangan, Silizium und andere Legierungsmetalle.
Wenn Sie diesen Artikel lesen, können Sie erfahren, welche Eigenschaften und die einfachsten Informationen über die Dichte von Kohlenstoffstahl. Ohne Hilfe messen Sie direkt die Festigkeit, Duktilität, Bearbeitbarkeit und thermische Leistung des Materials.
Wie hoch ist die Dichte von Kohlenstoffstahl?
Hersteller von Kessel- und Rohrleitungen müssen sich mit dem Begriff der Dichte vertraut machen. Die Dichte ist die Einstellung eines bestimmten Materials in jedem Raum, und wie eng die Moleküle zusammen gepackt sind. Die Dichte von Stahl beträgt etwa 490 Pfund pro Kubikfuß oder 7,85 g/cm³ oder 7850 kg/m³.
Kohlenstoffstahl hat normalerweise eine Dichte von 7,75 g/cm³ bis 8,05 g/cm³, entsprechend einer Dichte von 7.750 kg/m³ bis 8.050 kg/m³. Das ist etwas 0,282 bis 0,291 lb / in³ in imperialen Einheiten. Die durchschnittliche Dichte von 7,85 g/cm³ (7,850 kg/m³, 0,284 lb/in³) ist die am häufigsten zitierte Sorte. Es handelt sich um einen Durchschnitt der gängigsten Sorten, darunter ASTM A36, Grade B, A106 und A53.
Welche Auswirkungen hat die Dichte auf die Eigenschaften von Kohlenstoffstahl?
Der Kohlenstoffgehalt des Stahls, der sich auf seine Dichte auswirkt, ist die Hauptursache für Abweichungen. Hier ist das Detail:
Verhältnis Stärke/Gewicht
Ein Hersteller muss wissen, dass ein höherer Kohlenstoffgehalt in Kohlenstoffstahl dazu führt, dass er dichter wird. Es gibt Leute, die Brücken, Druckbehälter und große Maschinen aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt herstellen.
Härte und Duktilität
Aufgrund seiner Festigkeit und Biegsamkeit eignet sich Kohlenstoffstahl für die Herstellung harter und duktiler Werkstoffe. Der Hersteller muss wissen, dass die Biegsamkeit in umgekehrtem Verhältnis zum Kohlenstoffgehalt des Kohlenstoffstahls steht, während die Festigkeit direkt mit ihm verbunden ist.
Thermische Eigenschaften
Die Wärmekapazität und der Wärmeausdehnungskoeffizient sind bei dichteren Kohlenstoffstählen höher. Bevor sie die entscheidende Temperatur erreichen, halten sie mehr Wärme zurück.
Elektrische Leitfähigkeit
Eine Erhöhung der Dichte führt zu einer Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit, da der spezifische Widerstand zunimmt.
Korrosionsbeständigkeit
Die Korrosion hängt nicht unbedingt von der Dichte ab, aber je höher die atomare Dichte von Stahl ist, desto besser ist das Material gegen Umwelteinflüsse geschützt.
Zusammensetzung und Arten von Kohlenstoffstahl
Der Hersteller muss sich darüber im Klaren sein, dass der Kohlenstoffgehalt des Materials die Dichte und die Leistungsmerkmale des Stahls erheblich beeinflusst.
Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (Baustahl)
- Der Kohlenstoffgehalt beträgt etwa 05%-0.25%.
- Die Dichte ist 85 g/cm³.
- Übliche Noten sind AISI 1018, ASTM A36.
- Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt kann für Strukturträger, Rohre, Automobilverkleidungen und Befestigungselemente verwendet werden.
- Es hat eine gute Duktilität, Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit.
Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt
- Der Kohlenstoffgehalt beträgt etwa 0,25%-0,60%.
- Dichte beibehalten als 83 g/cm³.
- Übliche Noten sind AISI 1045 und AISI 1055.
- Es kann für die Herstellung von Achsen, Getrieben, Maschinenteilen und Wellen verwendet werden.
- Festigkeit und Duktilität sind ausgewogen.
Hochkohlenstoffhaltiger Stahl
- Die Dichte wird gesenkt auf 81 g/cm³.
- Zwischen 0,60 und 1,00% Kohlenstoff ist vorhanden.
- Übliche Noten sind AISI 1075 und AISI 1095.
- Es kann in Schneidwerkzeugen, Messern und verschleißfesten Teilen verwendet werden.
- Spröde, hart und fest. Es muss auf besondere Weise wärmebehandelt werden, um seine Zähigkeit zu erhöhen.
Die Dichte nimmt leicht ab mit steigender Kohlenstoffgehalt, etwa 0,02 g/cm³ pro 0,1% Erhöhung. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich der Atomabstand im Kohlenstoffgehalt durch die Erhöhung verringert.
Schlussfolgerung
Die Dichte des Kohlenstoffstahls wirkt sich direkt auf seine Festigkeit, Duktilität und Leistung in verschiedenen Bereichen aus. Änderungen des Kohlenstoffgehalts führen zu Produkten mit unterschiedlichen Eigenschaften und Dichten, die in verschiedenen Branchen eingesetzt werden können.
Als Hersteller muss man mit den Eigenschaften von Kohlenstoffstahl mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt vertraut sein, um Ingenieuren und Herstellern die Möglichkeit zu geben, anwendungsbezogene Entscheidungen zu treffen.