Hva er de fysiske egenskapene til stål?

Stål er en jernlegering inneholdende en fast oppløsning av karbon; karbon er jevnt fordelt over hele metallet. Samlet er stål mindre enn 2 prosent karbon, selv om dette karboninnhold varierer mellom forskjellige stålkvaliteter, og bestemmer de fysiske egenskaper av stålet. Noen stål inneholder krom i tillegg; disse kalles rustfritt stål og har særegne egenskaper.

Grunnleggende

Alle stål er verdsatt hovedsakelig for sin styrke og holdbarhet, noe som gjør dem avgjørende for bygging og transport. Styrken av et materiale som kan måles på forskjellige måter; en av de viktigste egenskapene til en stål, er imidlertid dens strekkfasthet, mengden av strekk-belastning kan det ta før det blir irremediably deformert. I motsetning til betong, som er sterk når den komprimeres, men svak under strekk, stål respons på kompresjon er vanligvis ikke vesentlig forskjellig fra dens respons på kompresjon.

Rustfritt stål

Rustfrie stållegeringer inneholder typisk en høy fraksjon av krom - ofte omtrent 15 prosent av massen, men noen ganger mer eller mindre. Mangan kan inkluderes i tillegg; karboninnholdet er vanligvis under 1 prosent. Strekkfastheten til rustfrie stållegeringer er mindre enn den mellomkarbonstål, men deres verdi ligger i deres utmerket korrosjonsbestandighet. Tettheten av disse materialene blir ofte målt i forhold til egenvekt, hvor en er tettheten av vann, er to to ganger tettheten av vann og så videre. Rustfritt stål som regel har egenvekter i området rundt 7,75 og et smeltepunkt på 1450 eller 1500 grader Celsius.

Low-Carbon og Mild Steel

Lav-karbon stål er mindre enn 0,15 prosent karbon; mild-karbonstål er 0,15 til 0,25 prosent karbon. Den spesifikke vekt av disse materialene er vanligvis ca 7,85. Low-karbonstål er veldig seigt, noe som betyr at det kan bli trukket til å gjøre wire, mens mild karbonstål kan ikke. Begge er sterkere og mindre formbare enn rent jern; de er svakere og mer formbar, imidlertid, enn middels karbonstål. Carburizin dem (oppvarme dem i et karbon-rik atmosfære) stivner deres overflate for å gjøre dem mer anvendelige for andre anvendelser. Strekkfasthet for mild og lav-karbonstål varierer fra 60 000 til 103 000 pounds per kvadrattomme.

Medium og høy-karbon

Medium-karbonstål inneholder 0,20 til 0,60 prosent karbon, mens høy karbonstål inneholder 0,61 til 1,5 prosent karbon. Medium-karbon stål balanse formbarhet og styrke, mens høy-karbon stål er ekstremt sterk, men også mer skjør ved støt. Legeringer med et karboninnhold større enn 1,5 til 2 prosent, kalles støpejern; disse er generelt hard og sprø og er derfor benyttes hovedsakelig for dekorative anvendelser. Smeltepunktet avtar med økende karboninnhold, slik at høyere legerte stål har smeltepunkter nærmere til 1400 C. Endelig strekkfasthet for høy karbonstål varierer fra 90 000 til 213 000 psi, mens middels karbonstål varierer fra 80 000 til 182 000 psi.