Teräs on seos, rautaa ja hiiltä sisältävä yhdistelmämetalli. Teräksen hiilipitoisuus saavuttaa enintään 1,5 prosenttia. Kovuutensa ja lujuutensa vuoksi terästä käytetään rakennusten, siltojen, autojen ja monien muiden valmistus- ja suunnittelusovellusten rakentamiseen.
Suurin osa nykyään tuotetusta teräksestä on tavallista hiiliterästä tai yksinkertaisesti hiiliterästä. Teräksen hiili on rautakarbiditilassa. Muita alkuaineita, muun muassa rikkiä, fosforia, mangaania ja piitä, on myös läsnä.
Teräksen hiilipitoisuus
Hiiliteräs määritellään teräkseksi, jolla on ominaisuudet pääasiassa hiilipitoisuuden vuoksi ja joka ei sisällä yli 0,5 prosenttia piitä ja 1,5 prosenttia mangaania. Tavalliset hiiliteräkset, jotka vaihtelevat 0,06 prosentista 1,5 prosenttiin hiiltä, on jaettu neljään tyyppiin:
- Kuollut mieto teräs, jopa 0,15 prosenttia hiiltä
- Vähähiilinen tai mieto teräs, 0,15 - 0,45 prosenttia hiiltä
- Keskihiiliteräs, 0,45 - 0,8 prosenttia hiiltä
- Hiiliteräs, 0,8-1,5 prosenttia hiiltä
Nämä teräkset etenevät pehmeämmistä kovemmiksi, mutta ne suuntaavat myös kasvavaan haurauteen. Ensimmäistä tyyppiä käytetään autojen korissa. Toinen tyyppi löytyy kiskoista ja kiskotuotteista, kuten kytkimet, kampiakselit, akselit, hammaspyörät ja takomot. Kolmatta tyyppiä käytetään leikkaustyökaluissa ja rautateillä ja viimeistä tyyppiä männissä ja sylintereissä.
Teräksen fyysiset perusominaisuudet
Teräksen tiheys on 7850 kg / m3, mikä tekee siitä 7,85 kertaa tiheämpää kuin vesi. Sen sulamispiste 1 510 C on korkeampi kuin useimpien metallien. Vertailun vuoksi pronssin sulamispiste on 1040 C, kuparin 1083 C, valuraudan 1 300 C ja nikkelin 1453 C. Volframi sulaa kuitenkin syttyvässä 3410 C: ssa, mikä ei ole yllättävää, koska tätä elementtiä käytetään hehkulamppufilamenteissa.
Teräksen lineaarisen laajenemiskerroin 20 ° C: ssa, µm / metri / celsiusaste, on 11,1, mikä on enemmän kestää muuttuvaa kokoa lämpötilan muuttuessa kuin esimerkiksi kupari (16,7), tina (21,4) ja lyijy (29.1).
Ruostumaton teräs
Ruostumattomia teräksiä käytetään rakennusalalla, kun korroosionkestävyys on tärkeä etu, kuten veitsillä, joiden on säilytettävä terävä reuna. Toinen yleinen syy ruostumattomien terästen käyttöön on niiden korkean lämpötilan ominaisuudet. Joissakin projekteissa korkean lämpötilan hapettumisenkestävyys on ehdoton vaatimus, kun taas toisissa korkean lämpötilan lujuus on ensisijainen tarve.
Teräksen lisäaineet
Pienet määrät muita teräkseen lisättyjä metalleja muuttavat sen ominaisuuksia tavalla, joka suosii tiettyjä teollisia sovelluksia. Esimerkiksi koboltti johtaa korkeampaan magneettiseen läpäisevyyteen ja sitä käytetään magneeteissa. Mangaani lisää voimaa ja kovuutta, ja tuote soveltuu raskaisiin rautatien ylityksiin. Molybdeeni säilyttää lujuutensa korkeissa lämpötiloissa, joten tämä lisäaine on kätevä, kun tehdään nopeusporakärkiä. Nikkeli ja kromi kestävät korroosiota ja niitä lisätään yleensä teräksisten kirurgisten instrumenttien valmistuksessa.