10 Proprietățile mecanice și fizice ale oțelului

Proprietățile mecanice și fizice ale oțelului pot varia foarte mult în funcție de compoziția și procentul de impurități (cum ar fi fosforul sau sulful).

În acest fel, când doriți să obțineți mai bune proprietăți mecanice și fizice față de altele, oțelul poate fi aliat cu crom, cobalt, cupru, molibden, nichel, azot, seleniu, tantal, titan, tungsten sau vanadiu.

Compoziția și proprietățile oțelului variază foarte mult. Oțelul are în general un conținut de carbon mai mic decât cel din fier și un număr mai mic de impurități decât cele din alte metale.

În general, proprietățile fizice, cum ar fi densitatea, conductivitatea electrică și termică, nu variază foarte mult de la un aliaj la altul.

Cu toate acestea, proprietățile mecanice, cum ar fi rezistența, ductilitatea și duritatea, depind în mare măsură de tipul aliajului și de compoziția oțelului.

Principalele proprietăți mecanice ale oțelului

1- Plasticitate

Este abilitatea oțelului de a-și păstra forma după ce a fost supus unui efort. Oțelurile aliate cu un procent redus de carbon sunt mai plastice.

2 Fragilitate

Fragilitatea este ușurința cu care oțelul poate fi rupt când este supus unui efort. Atunci când oțelul este aliat, cu un procent ridicat de carbon, acesta tinde să fie mai fragil.

3- Malleabilitate

Malleabilitatea este instalația care are oțelul care urmează să fie laminat. În acest fel, unele aliaje din oțel inoxidabil tind să fie mai maleabile decât altele.

4- Duritate

Duritatea este rezistența care se opune unui metal împotriva agenților abrazivi. Mai mult carbon adăugat la un aliaj de oțel, cu atât mai greu va fi (Kailas, nd)

5- Tenacitate

Tenacitatea este conceptul care denotă capacitatea oțelului de a rezista la aplicarea unei forțe externe fără rupere.

În cazul oțelului cu o concentrație medie de carbon, tenacitatea tinde să fie mai mare (Capitolul 6. Proprietățile mecanice ale metalelor, 2004).

Principalele proprietăți fizice ale oțelului

1 Corp

Acestea includ proprietățile legate de greutatea oțelului, volumul, masa și densitatea acestuia.

2- Termică

Se referă la trei aspecte fundamentale ale oțelului: capacitatea sa de a conduce temperatura (conducția), potențialul său de a transfera căldură (convecția) și capacitatea sa de a emite raze infraroșii în mediu (radiații).

3- Electric

Acestea se referă la capacitatea oțelului de a efectua curent electric.

4- Optica

Aceste proprietăți în cazul oțelului denotă capacitatea sa de a reflecta lumina sau de a emite luminozitate. În măsura în care oțelul inoxidabil este aliat cu un procent mai mare de aluminiu, vor avea proprietăți optice mai bune.

5- Magnetice

Se referă la capacitatea oțelului de a fi indusă sau de a induce un câmp electromagnetic.

Cu cât este mai mare procentul de fier din aliajul de oțel, cu atât este mai mare capacitatea de a acționa ca un magnet (Sandhyarani, 2016).

Tipuri de oțel

Diferitele tipuri de oțel sunt produse în funcție de aplicarea lor, prin urmare, proprietățile mecanice și fizice ale acestor tipuri de oțel trebuie să fie diferite.

În acest fel, s-au creat diferite scări pentru clasificarea oțelului în funcție de proprietățile sale (elasticitate, densitate, punct de topire, conductivitate termică, rezistență, duritate, printre altele).

Pentru fabricarea diferitelor tipuri de oțel, producătorii folosesc diferite concentrații de alte metale pentru a produce aliaje.

Procesul de producție și modul de lucru al oțelului exercită, de asemenea, o influență semnificativă asupra produsului final obținut.

Potrivit Institutului american de fier și oțel (AISI pentru acronimul său în limba engleză), oțelul poate fi clasificat în patru grupe principale, în funcție de compoziția lor chimică:

Oțel carbon
Oțel aliat
Stainless Steel
Oțel pentru scule

Proprietăți ale oțelului carbon

Oțelul carbonic este derivat din aliajul dintre fier și carbon. Prin modificarea procentului de cărbune, este posibil să se producă oțeluri cu calități diferite. În general, cu cât procentul de cărbune este mai mare, cu atât va fi mai rezistent și rigid oțelul.

Oțelul cu un procent redus de cărbune este cunoscut pe piață ca fier forjat. Acest tip de oțel este ușor de manevrat deoarece este foarte plastic.

Din acest motiv, este utilizat pe scară largă pentru a produce grile, aplicații decorative sau posturi de lampă.

Otelul cu un continut mediu de carbon este extrem de tenace, motiv pentru care este folosit pentru a face poduri sau componente structurale capabile sa suporte sarcini enorme.

La rândul său, oțelul cu conținut ridicat de carbon este utilizat pentru a realiza cabluri. Când procentul de cărbune este mai mare decât fierul, vorbim despre fontă, care este folosită pentru a face vase și alte obiecte.

Deși acest ultim tip de oțel este destul de greu, este foarte fragil (Materiale, 2014).

Proprietăți ale oțelului aliat

Oțelul aliat este unul fabricat cu un procent mic de unul sau mai multe metale, altele decât fierul.

Aceste metale adăugate la aliaj au capacitatea de a schimba proprietățile oțelului.

De exemplu, oțelul realizat cu fier, crom și nichel are ca rezultat oțel inoxidabil. Atunci când aluminiul este adăugat la acest aliaj, rezultatul este mai maleabil și uniform în aparență.

Când se adaugă aliaje de mangan, pot obține rezistență și duritate excepționale.

Proprietăți ale oțelului inoxidabil

Oțelul inoxidabil conține între 10 și 20% crom, factor care îi permite să fie foarte rezistent la coroziune și oxidare.

Când oțelul conține 11% crom, este de aproximativ 200 de ori mai rezistent la coroziune decât oțelul care nu conține crom. Există trei grupe de oțel inoxidabil:

Oțel austenitic : acesta este cel care are o concentrație mai mare de crom și un procent mic de nichel și carbon.

Este utilizat în mod obișnuit pentru prelucrarea produselor alimentare și pentru țevi. Este ușor de recunoscut, pentru că nu este magnetic.

Oțel feritic : este tipul de oțel care conține aproximativ 15% crom, dar numai câteva urme de cărbune și alte metale, cum ar fi molibden, aluminiu sau titan.

Acest tip de oțel este magnetic, foarte dur și rezistent. Poate fi întărită când se lucrează la rece.

Oțel martensitic : acesta conține cantități moderate de crom, nichel și carbon. Este foarte magnetică și poate fi tratată la temperaturi ridicate.

Oțelul martensitic este utilizat în mod obișnuit pentru a produce unelte de tăiere, cum ar fi cuțite și echipamente chirurgicale.