ფოლადი არის შენადნობი, რკინისა და ნახშირბადისგან დამზადებული ლითონი. ფოლადის ნახშირბადის შემცველობა მაქსიმუმ 1,5 პროცენტს აღწევს. სიხისტისა და სიმტკიცის გამო, ფოლადი გამოიყენება შენობების, ხიდების, ავტომობილების და სხვა წარმოებისა და საინჟინრო პროგრამების მშენებლობაში.
დღეს წარმოებული ფოლადის უმეტესობა არის ნახშირბადოვანი ფოლადი ან უბრალოდ ნახშირბადოვანი ფოლადი. ნახშირბადი ფოლადში არსებობს რკინის კარბიდის მდგომარეობაში. სხვა ელემენტებია, მათ შორის გოგირდი, ფოსფორი, მანგანუმი და სილიციუმი.
ნახშირბადის შემცველობა ფოლადი
ნახშირბადოვანი ფოლადი განისაზღვრება როგორც ფოლადი, რომელსაც აქვს თავისი თვისებები ძირითადად ნახშირბადის შემცველობის გამო და არ შეიცავს 0,5 პროცენტზე მეტ სილიციუმს და 1,5 პროცენტს მანგანუმს. ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადები, რომელთა დიაპაზონია 0,06 პროცენტიდან ნახშირბადამდე 1,5 პროცენტამდე ნახშირბადი, იყოფა ოთხ ტიპად:
- მკვდარი რბილი ფოლადი, 0,15 პროცენტით ნახშირბადი
- დაბალი ნახშირბადოვანი ან რბილი ფოლადი, 0,15 პროცენტიდან 0,45 პროცენტამდე ნახშირბადოვანი
- საშუალო ნახშირბადოვანი ფოლადი, 0,45 პროცენტიდან 0,8 პროცენტი ნახშირბადი
- მაღალი ნახშირბადოვანი ფოლადი, 0,8 პროცენტიდან 1,5 პროცენტი ნახშირბადოვანი
ეს ფოლადები უფრო რბილიდან უფრო რთულისკენ მიდის, მაგრამ ისინი ასევე იწყებენ მტვრევადობის ზრდას. პირველი ტიპი გამოიყენება საავტომობილო კორპუსებში. მეორე ტიპი გვხვდება რელსებსა და სარკინიგზო პროდუქტებში, როგორიცაა კავშირები, crankshafts, ღერძი, გადაცემათა კოლოფი და გაყალბება. მესამე ტიპი გამოიყენება ჭრის ხელსაწყოებსა და სარკინიგზო ხაზებში, ხოლო ბოლო ტიპს იყენებენ დგუშებსა და ცილინდრებში.
ფოლადის ძირითადი ფიზიკური თვისებები
ფოლადის სიმკვრივეა 7,850 კგ / მ3, რაც მას 7,85-ჯერ მკვრივ წყალზე აკეთებს. მისი დნობის 1,510 C ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე მეტალების უმეტესობა. შედარებისთვის, ბრინჯაოს დნობის ტემპერატურაა 1040 C, სპილენძის 1083 C, თუჯის 1,300 C, ხოლო ნიკელის 1,453 C. ვოლფრამი დნება 3410 C ტემპერატურაზე, რაც გასაკვირი არ არის, რადგან ეს ელემენტი გამოიყენება ნათურის ძაფებში.
ფოლადის წრფივი გაფართოების კოეფიციენტი 20 C ტემპერატურაზე, მკმ / მეტრზე გრადუსი ცელსიუსით არის 11.1, რაც უფრო მეტია რეზისტენტულია ზომის შეცვლისადმი ტემპერატურის ცვლილებებით, ვიდრე, მაგალითად, სპილენძი (16,7), თუნუქი (21,4) და ტყვია (29.1).
Უჟანგავი ფოლადი
უჟანგავი ფოლადები გამოიყენება მშენებლობაში, როდესაც კოროზიის წინააღმდეგობა მთავარი აქტივია, ისევე როგორც დანები, რომლებსაც უნდა ჰქონდეთ მკვეთრი პირას. უჟანგავი ფოლადის გამოყენების კიდევ ერთი გავრცელებული მიზეზი არის მათი მაღალი ტემპერატურის თვისებები. ზოგიერთ პროექტში მაღალი ტემპერატურის დაჟანგვის წინააღმდეგობა აბსოლუტური მოთხოვნაა, ზოგიერთში კი მაღალი ტემპერატურის სიძლიერე პირველადი მოთხოვნილებაა.
ფოლადის დანამატები
ფოლადს დამატებული სხვა მეტალების მცირე რაოდენობა ცვლის მის თვისებებს გარკვეული ინდუსტრიული გამოყენებისათვის ხელსაყრელი გზით. მაგალითად, კობალტის შედეგად უფრო მაღალია მაგნიტური გამტარობა და გამოიყენება მაგნიტებში. მანგანუმი მატებს ძალასა და სიმტკიცეს და პროდუქტი შესაფერისია მძიმე რკინიგზის გადასასვლელებისთვის. მოლიბდენი ინარჩუნებს ძალას მაღალ ტემპერატურაზე, ამიტომ ეს დანამატი მოსახერხებელია სიჩქარის საბურღი რჩევების მიღებისას. ნიკელი და ქრომი ეწინააღმდეგება კოროზიას და ჩვეულებრივ ემატება ფოლადის ქირურგიული ინსტრუმენტების წარმოებაში.