פלדה היא סגסוגת, מתכת משולבת העשויה מברזל ופחמן. תכולת הפחמן של הפלדה מגיעה למקסימום של 1.5 אחוז. בגלל הקשיות והחוזק שלה, נעשה שימוש בפלדה בבניית מבנים, גשרים, מכוניות ועוד שלל יישומי ייצור והנדסה.
רוב הפלדה המיוצרת כיום היא פלדת פחמן רגילה או פשוט פלדת פחמן. הפחמן בפלדה קיים במצב הברזל קרביד. ישנם גם אלמנטים נוספים, ביניהם גופרית, זרחן, מנגן וסיליקון.
תכולת פחמן של פלדה
פלדת פחמן מוגדרת כפלדה שתכונותיה נובעות בעיקר מתכולת הפחמן שלה ואינה מכילה יותר מ 0.5 אחוז סיליקון ו- 1.5 אחוז מנגן. פלדות הפחמן הפשוטות, הנעות בין 0.06 אחוז פחמן ל- 1.5 אחוז פחמן, מחולקות לארבעה סוגים:
- פלדה מתה מתה, עד 0.15 אחוז פחמן
- פלדת פחמן נמוכה או פלדה עדינה, 0.15 אחוז עד 0.45 אחוז פחמן
- פלדה בינונית מפחמן, 0.45 אחוז עד 0.8 אחוז פחמן
- פלדת פחמן גבוהה, 0.8 אחוז עד 1.5 אחוז פחמן
פלדות אלה מתקדמות מרכות לקשות יותר, אך הן גם מגמות לעבר שבירות גוברת. הסוג הראשון משמש בגופי רכב. הסוג השני נמצא במסילות ובמוצרי מסילה כמו צימודים, גל ארכובה, צירים, הילוכים ופרזולים. הסוג השלישי משמש בכלי חיתוך וקווי רכבת, ובסוג האחרון משתמשים בבוכנות וגלילים.
מאפיינים פיזיים בסיסיים של פלדה
פלדה צפיפות של 7,850 ק"ג / מ '3מה שהופך אותו לצפוף פי 7.85 כמו מים. נקודת ההתכה של 1,510 צלזיוס גבוהה מזו של רוב המתכות. לשם השוואה, נקודת ההתכה של ארד היא 1,040 צלזיוס, זו של נחושת היא 1,083 צלזיוס, זו של ברזל יצוק היא 1,300 צלזיוס, וזו של ניקל היא 1,453 צלזיוס. טונגסטן, לעומת זאת, נמס עם צריבה של 3,410 צלזיוס, וזה לא מפתיע מכיוון שרכיב זה משמש בחוטים של נורות.
מקדם ההתרחבות הליניארית של פלדה ב -20 צלזיוס, במיקרומטר למטר למעלות צלזיוס, הוא 11.1, מה שהופך יותר עמיד בפני שינוי גודל עם שינויים בטמפרטורה מאשר למשל נחושת (16.7), פח (21.4) ועופרת (29.1).
פלדת אל - חלד
פלדות אל חלד משמשות בבנייה כאשר עמידות בפני קורוזיה היא נכס מרכזי, כמו בסכינים שעליהם לשמור על קצה חד. סיבה שכיחה נוספת לשימוש בפלדות אל חלד היא תכונותיהם בטמפרטורה גבוהה. בפרויקטים מסוימים, עמידות בפני חמצון בטמפרטורה גבוהה היא דרישה מוחלטת, בעוד שבאחרים, חוזק בטמפרטורה גבוהה הוא צורך עיקרי.
תוספים לפלדה
כמויות קטנות של מתכות אחרות שנוספו לפלדה משנות את תכונותיה בדרכים חיוביות ליישומים תעשייתיים מסוימים. לדוגמא, קובלט מביא לחדירות מגנטית גבוהה יותר ומשמש במגנטים. מנגן מוסיף חוזק וקשיות והמוצר מתאים למעברי רכבת כבדים. מוליבדן שומר על חוזקו בטמפרטורות גבוהות, ולכן תוסף זה שימושי בעת ביצוע טיפים לקידוח מהיר. ניקל וכרום עמידים בפני קורוזיה ובדרך כלל מוסיפים אותם בייצור מכשירי ניתוח מפלדה.