ความหนาแน่นของเหล็กเป็นกก./ลบ.ม. เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสม

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

เหล็กเป็นวัสดุโลหะที่พบมากที่สุดในอุตสาหกรรมโดยพิจารณาจากโครงสร้างและเครื่องมือที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ คุณสมบัติทางกายภาพหลายอย่างรวมถึงความหนาแน่นการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของวัสดุนี้ ในบทความนี้เราจะพิจารณาว่าเหล็กมีความหนาแน่นเป็นกิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร

เหล็กคืออะไร และเป็นอย่างไร

ก่อนจะแจกตารางเรื่องความหนาแน่นของเหล็กเป็นกก./ลบ.ม. มาทำความรู้จักกับวัสดุกันก่อนดีกว่า เหล็กกล้าในโลหะวิทยาเป็นโลหะผสมของเหล็กที่มีคาร์บอนซึ่งมีปริมาณไม่เกิน 2.1 เปอร์เซ็นต์ของอะตอม หากมีคาร์บอนมากขึ้น กราไฟท์จะเริ่มก่อตัวในระบบซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะผสมอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งและความเปราะบางของมันเพิ่มขึ้นและความเป็นพลาสติกลดลง หากมีคาร์บอนมากกว่า 2.1% โลหะผสมจะเรียกว่าเหล็กหล่อ

สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจคือเหล็กเป็นโลหะผสมของเหล็กกับองค์ประกอบอื่นๆ ที่ทำหน้าที่เป็นสิ่งเจือปน ถ้าเหล็กกลายเป็นส่วนประกอบที่ไม่ใช่แกนแล้วโลหะผสมนี้ไม่ใช่เหล็ก

เหล็กต่างกันมาก ดังนั้นปริมาณคาร์บอนต่ำทำให้เกิดชั้นของวัสดุโครงสร้าง เนื้อหาที่สูงขึ้นก่อให้เกิดกลุ่มของเหล็กกล้าเครื่องมือ นอกจากคาร์บอนแล้ว ยังมีวัสดุที่ผสมกับองค์ประกอบต่างๆ ตัวอย่างเช่น การเพิ่มโครเมียมมากกว่า 13% ทำให้เกิดวัสดุสแตนเลส และปริมาณโมลิบดีนัมและทังสเตนที่มีปริมาณมากทำให้เกิดเหล็กตัดประเภทหนึ่ง

อะไรกำหนดความหนาแน่นของเหล็ก

มีหลายปัจจัยที่กำหนดความหนาแน่นของเหล็กเป็นกก./ลบ.ม. สิ่งเหล่านี้รวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

• ความหนาแน่นของเหล็กเองสำหรับตาข่ายคริสตัลที่กำหนด
• ปริมาณและชนิดของสิ่งเจือปน
• การปรากฏตัวของเฟส

จากปัจจัยเหล่านี้ สิ่งแรกคือสิ่งที่สำคัญที่สุด เนื่องจากเป็นเหล็กที่เป็นพื้นฐานของโลหะผสมที่อยู่ระหว่างการพิจารณา อย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้ว มันสามารถมีอยู่ในคริสตัลขัดแตะสองอัน: bcc (ลูกบาศก์ที่มีตัวเป็นศูนย์กลาง) และ fcc (ลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง)

ตะแกรงชนิดแรกทำให้เกิดเหล็กเฟอริติกที่เรียกว่าเหล็กชนิดที่สอง - ออสเทนนิติก fcc lattice ถูกอัดแน่นในขณะที่ bcc lattice นั้นหลวมกว่าการบรรจุอะตอม อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของเหล็กกล้าเฟอริติกโดยทั่วไปจะสูงกว่าของเหล็กกล้าออสเทนนิติก เหตุผลนี้ง่ายมาก ความจริงก็คือว่า fcc เป็นโครงสร้างที่มั่นคงที่อุณหภูมิสูงสำหรับเหล็กบริสุทธิ์เท่านั้น และโลหะทั้งหมดจะขยายตัวอย่างมากเมื่อถูกความร้อน อย่างหลังทำให้ความหนาแน่นลดลง

เหล็กกล้าคาร์บอน

เหล็กคาร์บอนมีความหนาแน่นเท่าไหร่? โดยทั่วไป เราสามารถพูดได้ว่ามันต่ำกว่าความหนาแน่นของเหล็ก BCC บริสุทธิ์เล็กน้อย (7874 kg/m3) การลดลงเล็กน้อยนี้เกิดจากการที่คาร์บอนในตาข่าย bcc ตรงบริเวณรูแปดด้าน ความหนาแน่นของคาร์บอนในโครงสร้างของเพชรและกราไฟต์นั้นต่ำมาก ดังนั้นการเติมธาตุเหล็กจะช่วยลดความหนาแน่นเฉลี่ย เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนครอบครองรูแปดด้านขนาดใหญ่ พวกมันจึงเพิ่มพารามิเตอร์ตาข่ายเฉลี่ยเล็กน้อย ซึ่งส่งผลต่อการลดลงเล็กน้อยในพารามิเตอร์ที่พิจารณา ด้านล่างเป็นตารางความหนาแน่นของเหล็กเป็นกก. / ลบ.ม. ขึ้นอยู่กับเกรดและอุณหภูมิ

เหล็กโลหะผสม

ดังที่กล่าวไว้ สิ่งเหล่านี้รวมถึงโลหะผสมที่มีธาตุเหล็กซึ่งนอกจากคาร์บอนแล้ว ยังมีองค์ประกอบอื่นๆ เช่น โครเมียม นิกเกิล ทังสเตน วานาเดียม และอื่นๆ ดังนั้น ความหนาแน่นของเหล็กกล้าไร้สนิม 12X18H9 ซึ่งบรรจุ นอกเหนือไปจากโครเมียม นิกเกิล ที่อุณหภูมิห้องคือ 7900 กก./ม.3 ซึ่งสูงกว่าเหล็ก BCC บริสุทธิ์ หากไม่มีนิกเกิลใน "เหล็กกล้าไร้สนิม" ความหนาแน่นของนิกเกิลจะต่ำกว่าของเหล็กบริสุทธิ์ เนื่องจากอะตอมของโครเมียมจะเบากว่าเหล็ก

ที่หนาแน่นที่สุดคือเหล็กกล้าความเร็วสูง ประกอบด้วยโลหะหนักจำนวนมาก เช่น โมลิบดีนัมและทังสเตน ความหนาแน่นสูงถึง 8800 กก./ม.3.