Terase keemilised ja füüsikalised omadused

Teras on sulam, kombineeritud metall, mis on valmistatud rauast ja süsinikust. Terase süsinikusisaldus ulatub maksimaalselt 1,5 protsendini. Kõvaduse ja tugevuse tõttu kasutatakse terast hoonete, sildade, autode ning paljude muude tootmis- ja insenerirakenduste ehitamisel.

Enamik tänapäeval toodetud terast on tavaline süsinikteras või lihtsalt süsinikteras. Terases sisalduv süsinik on olemas raudkarbiidi olekus. Esineb ka muid elemente, sealhulgas väävel, fosfor, mangaan ja räni.

Süsinikteraseks nimetatakse terast, millel on omadused peamiselt süsinikusisalduse tõttu ja mis ei sisalda üle 0,5 protsendi räni ja 1,5 protsenti mangaani. Tavalised süsinikterased, mis jäävad vahemikku 0,06 kuni 1,5 protsenti süsinikku, jagunevad nelja tüüpi:

• Surnud pehme teras, kuni 0,15 protsenti süsinikku
  
• Madala süsinikusisaldusega või pehme teras, 0,15–0,45 protsenti süsinikku
  
• Keskmise süsinikusisaldusega teras, 0,45–0,8 protsenti süsinikku
  
• Suure süsinikusisaldusega teras, 0,8–1,5 protsenti süsinikku 
  

Need terased arenevad pehmematest kõvemateks, kuid suunduvad ka üha suurema rabeduse poole. Esimest tüüpi kasutatakse autokeredes. Teist tüüpi leidub rööbastes ja rööbastoodetes nagu sidurid, väntvõllid, sillad, hammasrattad ja sepised. Kolmandat tüüpi kasutatakse lõikeriistades ja raudteeliinides ning viimast tüüpi kasutatakse kolbides ja silindrites.

Terase tihedus on 7 850 kg / m³, muutes selle 7,85 korda tihedamaks kui vesi. Selle sulamistemperatuur 1510 C on kõrgem kui enamikul metallidel. Võrdluseks võib öelda, et pronksi sulamistemperatuur on 1040 C, vase 1083 C, malmi 1300 C ja nikli 1453 C. Volfram sulab aga 3410 ° C juures, mis pole üllatav, kuna seda elementi kasutatakse lambipirnides.

Terase lineaarse laienemise koefitsient temperatuuril 20 ° C, µm meetri kohta Celsiuse kraadi järgi on 11,1, mis teeb vastupidavad suuruse muutumisele temperatuuri muutustega kui näiteks vask (16,7), tina (21,4) ja plii (29.1).

Roostevabast terasest kasutatakse ehituses, kui korrosioonikindlus on peamine vara, nagu nugade puhul, mis peavad säilitama terava serva. Teine levinud põhjus, miks roostevabasid teraseid kasutatakse, on nende omadused kõrgel temperatuuril. Mõnes projektis on kõrge temperatuuri oksüdatsioonikindlus absoluutne nõue, samas kui teistes on esmatarbeks kõrge temperatuuriga tugevus.

Väikeses koguses muud terasele lisatud metallid muudavad selle omadusi teatud tööstuslikel rakendustel soodsatel viisidel. Näiteks annab koobalt suurema magnetilise läbilaskvuse ja seda kasutatakse magnetites. Mangaan lisab tugevust ja kõvadust ning toode sobib raskeveokite ületamiseks. Molübdeen säilitab oma tugevuse kõrgel temperatuuril, nii et see lisaaine on mugav kiirpuurimisotsikute tegemisel. Nikkel ja kroom taluvad korrosiooni ning neid lisatakse tavaliselt terasest kirurgiliste instrumentide valmistamisel.