Beste antwoord
Dit is een zeer interessant domein en over het algemeen zijn we niet duidelijk over het concept van zacht staal. Laten we de definitie van zacht staal eens begrijpen.
Zacht staal is een koolstofstaal met een lage hoeveelheid koolstof – het staat ook bekend als koolstofarm staal. De hoeveelheid koolstof die typisch in zacht staal wordt aangetroffen, is 0,05\% tot 0,25\% per gewicht, terwijl staalsoorten met een hoger koolstofgehalte typisch worden beschreven met een koolstofgehalte van 0,30\% tot 2,0\%. Als er meer koolstof dan 2,0\% wordt toegevoegd, wordt het staal geclassificeerd als gietijzer.
Zacht staal is geen gelegeerd staal en bevat daarom geen grote hoeveelheden andere elementen dan ijzer; we zullen geen grote hoeveelheden chroom, molybdeen of andere legeringselementen in zacht staal vinden. Omdat het gehalte aan koolstof en legeringselementen relatief laag is, heeft het verschillende eigenschappen die het onderscheiden van staalsoorten met een hoger koolstofgehalte en gelegeerd staal.
Minder koolstof betekent dat zacht staal doorgaans meer ductiel, bewerkbaar en lasbaar is dan koolstofarme en andere staalsoorten betekent echter ook dat het bijna onmogelijk is om te harden en te versterken door middel van verhitting en afschrikken. Het lage koolstofgehalte betekent ook dat het zeer weinig koolstof en andere legeringselementen heeft om dislocaties in de kristalstructuur te blokkeren, wat doorgaans resulteert in een lagere treksterkte dan staalsoorten met een hoog koolstofgehalte en gelegeerd staal. Zacht staal bevat ook een hoog gehalte aan ijzer en ferriet, waardoor het magnetisch is.
Door het ontbreken van legeringselementen zoals die in roestvrij staal worden aangetroffen, is het ijzer in zacht staal onderhevig aan oxidatie (roest), zo niet goed gecoat. Maar de verwaarloosbare hoeveelheid legeringselementen helpt zacht staal ook relatief betaalbaar te zijn in vergelijking met andere staalsoorten. Het zijn de betaalbaarheid, lasbaarheid en bewerkbaarheid die het zon populaire staalkeuze maken voor consumenten.
AISI 1018 Mild / Low Carbon Steel typische specificaties van een fabrikant.
Het is altijd beter om de tabellen en specificaties van de fabrikant te raadplegen om materiaaleigenschappen te bestuderen.
Ik presenteer een eigenschappenoverzicht voor zacht staal en koolstofarm staal.
De afschuifsterkte en de treksterkte worden bepaald door een relatie:
G = E / (2 * (1 + v)).
v is de Poisson-ratio en voor zacht staal wordt waargenomen dat deze 0,290 is. (zie grafiek)
E is de Elasticiteitsmodulus, en voor zacht staal 205 GPa. (zie grafiek).
De Shear Modulus G is daarom: 205 / (2 * (1 + 0.290)) = 205 / 2.58 = 79.45 GPa, die in de bovenstaande grafiek door de fabrikant is afgerond op 80 GPa.
Het is interessant om op te merken dat het falen van zacht staal bij het laden ( het is een ductiel materiaal) is afhankelijk van de belastingsspanningen die de afschuifmodulus (80 GPa) bereiken.
Ik hoop dat het uw vraag beantwoordt.
Antwoord
Mild staal verwijst naar staal met een laag koolstofgehalte of gewoon staal. Deze hebben een treksterkte van 345-525 MPa.
Treksterkte en afschuifsterkte gerelateerd aan de volgende formule:
Treksterkte = 1,73 * Afschuifspanning
Welke betekent dat de schuifspanning voor zacht staal 200-300 MPa zal zijn.