Inleiding
Koolstofstaal wordt veel gebruikt in industrieën. Een paar voorbeelden zijn de auto-industrie, de machine- en gereedschapindustrie en de bouwindustrie, waar koolstofstaal wordt gebruikt in hun activiteiten.
Het is belangrijk om te onthouden dat het grootste bestanddeel van dit staal koolstof is, waarvan de kleinere delen mangaan, silicium en andere legeringsmetalen zijn.
Als je dit artikel leest, kun je te weten komen wat voor soort eigenschappen en de eenvoudigste informatie over de dichtheid van koolstofstaal zijn. Zonder hulp kun je direct de sterkte, vervormbaarheid, bewerkbaarheid en thermische prestaties van het materiaal meten.
Wat is de dichtheid van koolstofstaal?
Fabrikanten van verwarmingsbuizen en -pijpen moeten vertrouwd raken met het begrip dichtheid. De dichtheid is de aanpassing van een bepaald materiaal in elke ruimte en hoe dicht de moleculen op elkaar zitten. De dichtheid van staal is ongeveer 490 pond per kubieke voet, of 7,85 g/cm³ of 7850 kg/m³.
Koolstofstaal heeft meestal een dichtheid van 7,75 g/cm³ tot 8,05 g/cm³, wat overeenkomt met een dichtheid van 7.750 kg/m³ tot 8.050 kg/m³. Dat is een aantal 0,282 tot 0,291 lb/in³ in imperiale eenheden. De gemiddelde dichtheid van 7,85 g/cm³ (7,850 kg/m³, 0,284 lb/in³) is de meest geciteerde. Dit is een gemiddelde van de populairste kwaliteiten, waaronder ASTM A36, Grade B, A106 en A53.
Welke effecten heeft dichtheid op de eigenschappen van koolstofstaal?
Het koolstofgehalte van het staal, dat de dichtheid beïnvloedt, is de belangrijkste bron van variatie. Hier zijn de details:
Verhouding sterkte/gewicht
Een fabrikant moet weten dat een hoger koolstofgehalte in koolstofstaal het staal dichter maakt. Sommige mensen maken bruggen, drukvaten en grote machines door staal met een hoog koolstofgehalte te gebruiken.
Hardheid en vervormbaarheid
De sterkte en flexibiliteit maken koolstofstaal geschikt voor het maken van harde en buigzame materialen. De fabrikant moet weten dat de flexibiliteit omgekeerd evenredig is met het koolstofgehalte in het koolstofstaal, terwijl de sterkte er direct mee samenhangt.
Thermische eigenschappen
Dichtere koolstofstalen hebben een hogere warmtecapaciteit en thermische uitzettingscoëfficiënt. Voordat ze de cruciale temperatuur bereiken, houden ze meer warmte vast.
Elektrische geleidbaarheid
Een toename in dichtheid betekent een afname in elektrische geleiding, omdat de weerstand toeneemt.
Corrosiebestendigheid
Corrosie is niet noodzakelijk afhankelijk van de dichtheid, maar hoe hoger de atomaire verdichting van staal, hoe beter het materiaal bestand is tegen milieu-invloeden.
Samenstelling en soorten koolstofstaal
De fabrikant moet erkennen dat het koolstofgehalte van het materiaal de dichtheid en prestatiekenmerken van staal aanzienlijk beïnvloedt.
Koolstofarm (zacht) staal
- Het koolstofgehalte is ongeveer 05%-0.25%.
- De dichtheid is 85 g/cm³.
- Gebruikelijke cijfers zijn AISI 1018, ASTM A36.
- Koolstofarm staal kan worden gebruikt in structurele balken, buizen, autopanelen en bevestigingsmiddelen.
- Het is goed vervormbaar, lasbaar en bewerkbaar.
Staal met gemiddelde koolstof
- Het koolstofgehalte is ongeveer 0,25%-0,60%.
- Dichtheid gehandhaafd als 83 g/cm³.
- Gebruikelijke cijfers zijn AISI 1045 en AISI 1055.
- Het kan worden gebruikt voor het maken van assen, tandwielen, machineonderdelen en assen.
- Sterkte en vervormbaarheid zijn in evenwicht.
Koolstofrijk staal
- De dichtheid wordt verlaagd tot 81 g/cm³.
- Tussen 0,60 en 1,00% koolstof aanwezig is.
- Gebruikelijke cijfers zijn AISI 1075 en AISI 1095.
- Het kan worden gebruikt in snijgereedschappen, messen en slijtvaste onderdelen.
- Broos, hard en sterk. Het moet een specifieke warmtebehandeling ondergaan om de taaiheid te verbeteren.
Er is een lichte afname in dichtheid met toenemend koolstofgehalte, ongeveer 0,02 g/cm³ per toename van 0,1%. Dit gebeurt omdat de toename de atoomafstand in het koolstofgehalte verkleint.
Conclusie
De dichtheid van koolstofstaal heeft een directe invloed op de sterkte, vervormbaarheid en prestaties in verschillende sectoren. Veranderingen in het koolstofgehalte resulteren in producten met verschillende eigenschappen en dichtheden, waardoor ze toepasbaar zijn in verschillende industrieën.
Als fabrikant moet je bekend zijn met de eigenschappen van koolstofstaal met verschillende koolstofgehaltes, zodat ingenieurs en fabrikanten beslissingen kunnen nemen op basis van de toepassing.