Общая характеристика стали. Плотность стали

Сталь – это не чистый металл, а сплав железа и углерода. Его получают в кислородных конвертерах или в мартеновских печах, сплавляя чугун и стальной лом.

Плотность нержавеющей стали зависит от марки. Она может варьироваться от 7,6 г/см³ до 8,10 г/см³.

Стоит отметить, что если в сплаве железа с углеродом содержание углерода более 2,14%, то этот сплав называют чугуном.

Классификация стали

Существует несколько классификаций:

1. По структурному составу.
2. По химическому составу.
3. По назначению.
4. По качеству.

Классификация по структурному составу

Легированная сталь (или ее сплавы) могут быть:

• в нормализованном состоянии аутенитная, мартенситная, перлитная;
• в отожженном состоянии ферритная, доэвтектоидная, заэвтектоидная, карбидная, аустенитная.

Классификация по химическому составу

В данной группе сталь делится на классы в зависимости от процентного содержания в ее сплаве углерода. Бывают:

1. Низкоуглеродистая или малоуглеродистая. Содержание углерода менее 0,3%.
2. Среднеуглеродистые. Содержание углерода от 0,3% до 0,7%.
3. Высокоуглеродистые. Содержание углерода более 0,7%.

Чистой стали не бывает. Для того чтобы сплав был более крепким и имел необходимые качества, ее легируют, т. е. добавляют легирующие элементы: натрий, хлор, никель, молибден, вольфрам, алюминий и др.

В легированной стали классификация по химическому составу всегда определяется процентом содержания вышеперечисленных легирующих элементов.

Классификация по назначению

Эта классификация достаточно широкая. Здесь выделяют следующие типы: конструкционные, с особыми химическими и физическими свойствами, а также инструментальные.

Конструкционные: строительные, цементируемые, улучшаемые, высокопрочные, для холодной штамповки, автоматные, пружинные, подшипниковые и другие.

Инструментальные: штампованные, для режущих инструментов, для измерительных инструментов.

Общие сведения об изделиях

Средняя плотность стали составляет 8,0 г/см³. Плотность зависит от того, какое количество углерода содержится, какие легирующие вещества были использованы. Плотность нержавеющей стали в среднем равна 7,9 г/см³.

Почти все сплавы, о которых идет речь в этой статье, изготавливается для конструкционного материала, в широком смысле этого слова. Главные качества, необходимые для данного материала, – это прочность и пластичность. Необходимо, чтобы материал выдерживал достаточные нагрузки во время работы и не ломался.

Существует более 1500 марок, каждая из которых предназначается для определенной продукции, поэтому удельная плотность стали сильно отличается у каждой марки.

Например, для того чтобы изготовить подшипники, необходима хромистая специальная шарикоподшипниковая сталь марки ШХ15 и ШХ15СГ. Она отличается высокой твердостью, прочностью и контактной выносливостью. Плотность нержавеющей стали этой марки равна 7,65 г/см³.

Различные упругие элементы, например рессоры, пружины, должны быть изготовлены из материала, который будет хорошо выдерживать высокую деформацию детали. Марки 50ХФА, 30Х13, 03Х12Н10Д2Т обладают такой важной характеристикой, как высокая упругость, выносливость, текучесть. Плотность стали этих марок равна 7,6 г/см³.

40ХН2МА – это марка сплава, содержащая среднее количество углерода и легирующие элементы, поэтому она имеет высокую прочность и достаточно пластична. Плотность стали данной марки составляет 7,8 г/см³. Из нее делают высокопрочные конструкции.

Человечество с незапамятных времен добывает железо и делает из него различные орудия труда. В настоящее время производство стали является ведущей отраслью. Практически все, что нас окружает, имеет в составе сталь: автомобили, каркасы зданий, предметы обихода, инструменты и др.