- คุณสมบัติทางกลหลักของเหล็ก
- 1- ปั้น
- 2- ความเปราะบาง
- 3- ความอ่อนตัว
- 4- ความแข็ง
- 5- ความดื้อรั้น
- คุณสมบัติทางกายภาพหลักของเหล็ก
- 1- ร่างกาย
- 2- ความร้อน
- 3- ไฟฟ้า
- 4- เลนส์
- 5- แม่เหล็ก
- ประเภทเหล็ก
- คุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอน
- คุณสมบัติของโลหะผสมเหล็ก
- คุณสมบัติของสแตนเลส
- คุณสมบัติของเหล็กเครื่องมือ
- อ้างอิง
คุณสมบัติเชิงกลและทางกายภาพของเหล็กอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและเปอร์เซ็นต์ของสิ่งสกปรก (เช่นฟอสฟอรัสหรือกำมะถัน) ด้วยวิธีนี้เมื่อต้องการคุณสมบัติเชิงกลและทางกายภาพที่ดีกว่าเหล็กอื่น ๆ เหล็กสามารถผสมกับโครเมียมโคบอลต์ทองแดงโมลิบดีนัมนิกเกิลไนโตรเจนซีลีเนียมแทนทาลัมไทเทเนียมทังสเตนหรือวานาเดียม
องค์ประกอบและคุณสมบัติของเหล็กแตกต่างกันไป เหล็กโดยทั่วไปมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่าเหล็กและมีจำนวนสิ่งสกปรกต่ำกว่าที่พบในโลหะอื่น ๆ
โดยทั่วไปคุณสมบัติทางกายภาพเช่นความหนาแน่นการนำไฟฟ้าและความร้อนไม่แตกต่างกันมากจากโลหะผสมหนึ่งไปสู่อีกโลหะหนึ่ง อย่างไรก็ตามคุณสมบัติเชิงกลเช่นความแข็งแรงความเหนียวและความแข็งนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของโลหะผสมและองค์ประกอบของเหล็กเป็นอย่างมาก
คุณสมบัติทางกลหลักของเหล็ก
1- ปั้น
เป็นความสามารถของเหล็กในการรักษารูปร่างหลังจากได้รับความเครียด เหล็กกล้าที่ผสมด้วยคาร์บอนเปอร์เซ็นต์น้อยจะเป็นพลาสติกมากกว่า
2- ความเปราะบาง
ความเปราะคือความง่ายในการหักเหล็กภายใต้ความเค้น เมื่อเหล็กเป็นโลหะผสมที่มีคาร์บอนสูงจะมีแนวโน้มที่จะเปราะมากขึ้น
3- ความอ่อนตัว
ความสามารถในการรีดคือความสะดวกในการรีดเหล็ก ด้วยวิธีนี้โลหะผสมสเตนเลสบางชนิดจึงมีความอ่อนตัวมากกว่าชนิดอื่น
4- ความแข็ง
ความแข็งคือความต้านทานที่โลหะต่อต้านสารกัดกร่อน ยิ่งคุณเพิ่มคาร์บอนลงในโลหะผสมเหล็กมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น
5- ความดื้อรั้น
ความเหนียวเป็นแนวคิดที่แสดงถึงความสามารถของเหล็กในการต้านทานการใช้แรงภายนอกโดยไม่แตกหัก
ในกรณีของเหล็กที่มีความเข้มข้นของคาร์บอนปานกลางความเหนียวมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้น
คุณสมบัติทางกายภาพหลักของเหล็ก
1- ร่างกาย
ซึ่งรวมถึงคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับน้ำหนักของเหล็กปริมาตรมวลและความหนาแน่น
2- ความร้อน
มันหมายถึงองค์ประกอบพื้นฐานสามประการของเหล็ก: ความสามารถในการนำอุณหภูมิ (การนำ), ศักยภาพในการถ่ายเทความร้อน (การพาความร้อน) และความสามารถในการปล่อยรังสีอินฟราเรดในตัวกลาง (การแผ่รังสี)
3- ไฟฟ้า
หมายถึงความสามารถของเหล็กในการนำกระแสไฟฟ้า
4- เลนส์
คุณสมบัติเหล่านี้ในกรณีของเหล็กแสดงถึงความสามารถในการสะท้อนแสงหรือเปล่งประกาย ในกรณีที่เหล็กกล้าไร้สนิมผสมกับอลูมิเนียมเปอร์เซ็นต์ที่สูงขึ้นก็จะมีคุณสมบัติทางแสงที่ดีกว่า
5- แม่เหล็ก
หมายถึงความสามารถของเหล็กในการเหนี่ยวนำหรือทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
เหล็กในโลหะผสมเหล็กมีเปอร์เซ็นต์สูงขึ้นความสามารถในการทำหน้าที่เป็นแม่เหล็กก็จะยิ่งมากขึ้น
ประเภทเหล็ก
เหล็กประเภทต่างๆถูกผลิตขึ้นตามการใช้งานดังนั้นคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของเหล็กประเภทนี้จึงต้องแตกต่างกัน
ด้วยวิธีนี้เครื่องชั่งต่างๆจึงถูกสร้างขึ้นเพื่อจำแนกเหล็กตามคุณสมบัติ (ความยืดหยุ่นความหนาแน่นจุดหลอมเหลวการนำความร้อนความแข็งแรงความแข็งและอื่น ๆ )
ในการสร้างเหล็กประเภทต่างๆผู้ผลิตจะใช้โลหะอื่นที่มีความเข้มข้นต่างกันในการทำโลหะผสม
กระบวนการผลิตและวิธีการทำงานของเหล็กยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ได้รับ
ตามข้อมูลของ American Iron and Steel Institute (AISI) เหล็กสามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มหลักตามองค์ประกอบทางเคมี:
- เหล็กกล้าคาร์บอน
- โลหะผสมเหล็ก
- เหล็กกล้าไร้สนิม
- เหล็กกล้าเครื่องมือ
คุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอน
เหล็กกล้าคาร์บอนได้มาจากโลหะผสมระหว่างเหล็กและคาร์บอน ด้วยการเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนทำให้สามารถผลิตเหล็กที่มีคุณภาพแตกต่างกันได้ โดยทั่วไปเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนสูงขึ้นเหล็กก็จะยิ่งแข็งและแข็งขึ้น
เหล็กที่มีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนต่ำเป็นที่รู้จักกันในตลาดว่าเป็นเหล็กดัด เหล็กชนิดนี้จับได้ง่ายเนื่องจากเป็นพลาสติกสูง
ด้วยเหตุนี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตตะแกรงงานตกแต่งหรือเสาโคมไฟ
เหล็กที่มีคาร์บอนปานกลางมีความเหนียวสูงจึงใช้ทำสะพานหรือชิ้นส่วนโครงสร้างที่สามารถรองรับน้ำหนักได้มหาศาล
ในส่วนของเหล็กคาร์บอนสูงใช้ทำสายเคเบิล เมื่อเปอร์เซ็นต์ของถ่านหินมากกว่าเหล็กเราจะพูดถึงเหล็กหล่อซึ่งใช้ทำแจกันและสิ่งของประเภทอื่น ๆ
แม้ว่าเหล็กชนิดหลังจะค่อนข้างแข็ง แต่ก็มีความเปราะสูงเช่นกัน
คุณสมบัติของโลหะผสมเหล็ก
โลหะผสมเหล็กเป็นสิ่งที่ผลิตด้วยโลหะอย่างน้อยหนึ่งชนิดหรือมากกว่าอื่นที่ไม่ใช่เหล็ก โลหะเหล่านั้นที่เติมลงในโลหะผสมมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนคุณสมบัติของเหล็ก
ตัวอย่างเช่นเหล็กที่ทำจากเหล็กโครเมียมและนิกเกิลส่งผลให้เหล็กกล้าไร้สนิม เมื่อเพิ่มอลูมิเนียมลงในโลหะผสมนี้ผลที่ได้คือมีลักษณะอ่อนและสม่ำเสมอมากขึ้น
เมื่อเติมแมงกานีสลงในโลหะผสมเหล็กพวกมันจะได้ความแข็งแรงและความเหนียวที่ยอดเยี่ยม
คุณสมบัติของสแตนเลส
เหล็กกล้าไร้สนิมมีโครเมียมระหว่าง 10 ถึง 20% ซึ่งเป็นปัจจัยที่ช่วยให้ทนต่อการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชั่นได้สูง
เมื่อเหล็กมีโครเมียม 11% จะมีความทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่าเหล็กที่ไม่มีโครเมียมประมาณ 200 เท่า เหล็กกล้าไร้สนิมมีสามกลุ่ม:
เหล็กกล้าออสเทนนิติก : เป็นเหล็กที่มีโครเมียมเข้มข้นสูงสุดและมีนิกเกิลและคาร์บอนเพียงเล็กน้อย
นิยมใช้สำหรับการแปรรูปอาหารและการวางท่อ ง่ายต่อการจดจำเนื่องจากไม่ใช่แม่เหล็ก
เหล็กเฟอร์ริติก : เป็นเหล็กชนิดที่มีโครเมียมประมาณ 15% แต่มีคาร์บอนและโลหะอื่น ๆ เพียงเล็กน้อยเช่นโมลิบดีนัมอลูมิเนียมหรือไทเทเนียม
เหล็กชนิดนี้มีความแข็งสูงและทนทาน สามารถชุบแข็งได้เมื่อทำงานเย็น
เหล็กกล้ามาร์เทนซิติก : เป็นเหล็กที่มีโครเมียมนิกเกิลและคาร์บอนในปริมาณปานกลาง เป็นแม่เหล็กสูงและสามารถรักษาได้ที่อุณหภูมิสูง
เหล็กมาร์เทนซิติกมักใช้ในการทำเครื่องมือตัดเช่นมีดและอุปกรณ์ผ่าตัด
คุณสมบัติของเหล็กเครื่องมือ
เหล็กกล้าเครื่องมือมีความทนทานสูงทนต่ออุณหภูมิและมีความแข็งสูงพอสมควร
ประกอบด้วยทังสเตนโมลิบดีนัมโคบอลต์และวานาเดียม เป็นดอกที่ใช้ทำดอกสว่าน
อ้างอิง
- Bell, T. (17 มีนาคม 2560). ดึงมาจากประเภทและคุณสมบัติของเหล็กคืออะไร: thebalance.com.
- บทที่ 6. สมบัติเชิงกลของโลหะ. (2004) ดึงมาจากคุณสมบัติทางกลของโลหะ: virginia.edu.
- คุรุ, ว.ว. (2560). เวลด์กูรู. ดึงมาจากคำแนะนำเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกลของโลหะ: weldguru.com.
- ไคลัส, SV (sf) บทที่ 4. สมบัติเชิงกลของโลหะ. ดึงมาจาก Material Science: nptel.ac.in.
- Materia, T. (สิงหาคม 2545). เรื่องทั้งหมด ดึงมาจากคุณสมบัติทางกลของโลหะ: totalmateria.com.
- วัสดุอ. (2 ธันวาคม 2557). ได้มาจากคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ: worldstainless.org.
- Sandhyarani, N. (4 สิงหาคม 2559). ดึงมาจากคุณสมบัติทางกายภาพของเหล็ก: buzzle.com.