A legjobb válasz
A régi kohászati mérnök és Steelmaker szerint:
Az acél nem vegyület , amely meghatározta az azt alkotó elemek arányait. Az acél ötvözet, és mint ilyen különféle mennyiségű ötvöző elemet tartalmazhat. Az acélnak nincs „molekuláris” képlete, mert nem létezik olyan acélmolekula.
Például: AISI 6150H ötvözött acél, amelynek kémiai összetétele a következő (az ötvöző elem tömeg\% -ában):
0,75 – 1,20 Cr
0,60 – 1,00 Mn
0,47 – 0,54 C
0,15 – 0,30 Si
≥0,15 V
≤0,040 S
≤0,035 P
Láthatja, hogy az ötvöző elemek értéktartománya van; nincs rögzített arány.
További információk az AISI 6150H acélról:
Rugalmassági modulus: 200GPa
Szakítószilárdság: 924MPa (134 000 psi)
Hozamerősség: 800MPa (116 000 psi)
Keménység: Brinell 269 (Rockwell C 27)
Szünetnyúlás 19,5\%
Válasz
Úgy látom, hogy ezek közül a válaszok közül sok a kóstolóval függ össze, nem pedig megpróbálja értelmezni a kérdés szándékát. Laikusként a „kémiai összetételt” és a „kémiai képletet” elég azonosnak tartom ahhoz, hogy a „szerkezeti képletet” „szerkezeti összetételként” értelmezzem, ezért megpróbálok mindent megtenni az acél bonyolult szerkezeti összetételének magyarázatára.
Szerkezetileg a vasatomok köbös kristályos szerkezeteinek ideális homogén diszperziója szénatomokkal feloldva ezekben a kockákban és azok között. A vaskristályok köbös szerkezete lehet testközpontú köbméter (BCC), amelynek vas-atomja a hat csúcs mindegyikében egy vasatom-kocka közepén helyezkedik el, vagy arc-középpontú köbös, egy-egy vasatommal központosan elhelyezkedve. a kocka hat arca. Amikor az acélt elegendő hőmérsékletre melegítik, ezt eutektikus pontnak nevezik, a vasatomok BCC-konfigurációja, az úgynevezett ferrit átmenet az FCC formába, az úgynevezett ausztenit, szilárd oldat, amely lehetővé teszi a szénatomok oldódását kristályos szerkezetében. Az acél kémiai összetételétől függően szobahőmérsékleten ausztenitként maradhat. Néhány rozsdamentes acél esetében ez a helyzet, és mágnessel azonosítható. Az ausztenites acél nem mágneses. Az acélnak egyedülálló tulajdonsága van, ahol az eutektikus pontjáig hevítve és gyorsan lehűtve vagy kioltva az FCC-ausztenit, amelyben benne szénatomok vannak, gyorsan átalakul erősen feszült, a ferrittől eltérő BCC formává, lefagyasztva a helyén lévő szénatomokat . Ezt az anyagot martenzitnek hívják. A martenzites acélok mágnesesek. Az acél kémiai összetételétől és hűtési sebességétől függően változó mennyiségű ausztenit marad az acélban. A visszatartott ausztenitet általában kevés martenzites acélban tartják. A martenzites acélokba rögzített szénatomok diszperziója megakadályozza a vasatomok elmozdulását kristályszerkezeteikben betöltött helyükről. Ez adja a martenzites acélnak a nagy keménységet. Ezért olyan hűvös az acél. A hőmérséklet, az idő és a kémiai összetétel manipulálásával szabályozhatjuk, mi történik, ha mondjuk egy acélrúd meghajlik. Készíthetjük úgy, hogy tartósan hajlított maradjon, vagy kicsit meghajoljon, majd eltörjön, vagy visszarugjon az eredeti formájába. Ráadásul megváltoztathatjuk az acél keménységét.
Az acélban megtalálhatók a vas-karbidok, a Fe3C, a vas-szén ötvözet között diszpergált kemény, törékeny kerámiaanyagok is. Ezen keményfémek jelenléte javíthatja az acél edzésmennyiségének felső határát, ugyanakkor ridegebbé is teheti az acélt. Az acél emellett tartalmaz bizonyos mértékű szennyeződést, vagy ötvöző elemek adhatók hozzá az acél bizonyos tulajdonságainak növeléséhez vagy csökkentéséhez. A króm, a volfrám, a vanádium, a molibdén, a nióbium, a nikkel, a titán, a bór és a mangán olyan elemek, amelyek szándékosan hozzá vannak adva az acél keménységének, ütésállóságának, deformációval szembeni ellenálló képességének, ütésállóságának és karcállóságának, valamint változó hőmérsékleten való megmunkálhatóságának javítására. Az acél felületére kicsapódó króm oxigénnel érintkezve króm-oxidot képez, javítva az acél korrózióállóságát. Ezen elemek közül sokan karbidokat és nitrideket is képeznek, az ismert legkeményebb anyagok között. A volfrám-karbid és a bór-nitrid két jó példa lenne a rendkívül kemény anyagokra, amelyek egyes acélokban megtalálhatók.
Az acélban található egyéb, ritkábban kívánt elemek a szilícium, kén, oxigén, foszfor, nitrogén, hidrogén és réz. A szilícium csökkenti az acél bizonyos mechanikai tulajdonságait, de javítja annak mágneses tulajdonságait is – csökkenti a hiszterézist és a magveszteségeket, miközben javítja a mágneses permeabilitást. Ez a tulajdonság teszi a nagy szilíciumtartalmú acélt nagyon hasznos maganyagként az elektromágnesekben, az elektromos motorokban, valamint az alacsony frekvenciájú transzformátorokban és induktivitásokban.A kén javítja az acél megmunkálhatóságát a kioltás előtt. A foszfor és a nitrogén hozzájárulhat az acél korrózióval szembeni ellenálló képességének javításához. A réz növeli a hajlékonyságot, ami általában rossz dolog, de megkönnyíti az acél meleg megmunkálását. Az oxigén kiszorítja a szennyeződéseket az acélgyártási folyamat során, de szennyeződésként hajlamosabbá teszi az acélt a korrózióra és csökkenti a keményedést. A hidrogén egyszerűen rossz. Nagyon törékennyé teszi az acélt azáltal, hogy elősegíti a vaskristályrács diszlokációit. Ez rosszul választja az acélt, ha hidrogén és magas hőmérséklet áll fenn.
Az ötvöző elemek homogén diszperziója a vasban nagyon keresett, és a modern acéloknak hihetetlen anyagtulajdonságokat ad, összehasonlítva azzal, ami korán lehetséges volt acélgyártás. Megfelelően magas hőmérséklet, amely képes megolvasztani az acélgyártási folyamat során használt összes elemet, megkönnyíti számukra az egyesülést. A nagy teljesítményű acéloknál alkalmazott elemek homogén eloszlásának fokozására szolgáló egyik technika a por kohászat. Az acélt megolvasztják, finom cseppekként permetezik, amelyek lehűlnek és port képeznek, amelyet aztán sablonokká alakítanak és alapalakokká alakítanak. Különböző tulajdonságú mintahegesztésű acélok nagyon magas hőmérsékleten hasznosak, például vágószerszámok készítéséhez, ahol a vágóél nagy keménységű, és alacsonyabb keménységű, de jobban ellenáll a feszültségnek, a deformációnak és az acélnak. korrózió. Kémiai eljárások is alkalmazhatók az acélok felületi keménységének és korrózióállóságának javítására. Az acél felmelegítése olyan hőmérsékletre, amely lehetővé teszi más elemek, például további szén-, bór- és nitrogéntartalmú légkört, alacsony oxigén- és magas gáz-tartalmú légkört, ezeket az elemeket felhasználva olyan eszközöket adnak, mint reszelők, csapok, szerszámok és furatok, hogy képesek acélokat vágni , vagy hogy a fegyver alkatrészeinek nagyobb ellenállást biztosítsanak a korrózióval, az ürítéssel, a karcolással és a kopással szembeni deformációval szemben. Végül a vas-szén ötvözet amorf kristályos formája létezik. Technikailag ez teszi üvegpé, és hihetetlenül furcsa tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek meghaladják a válasz kereteit. A 8-as varázslat azt mondja, hogy később kérdezzen újra