Densità dell'acciaio in kg/m3. Acciai al carbonio e legati

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'acciaio è il materiale metallico più comune nel settore, sulla base del quale vengono realizzate strutture e utensili con le proprietà desiderate. A seconda dello scopo di questo materiale, molte delle sue proprietà fisiche, inclusa la densità, cambiano. In questo articolo considereremo quale acciaio ha una densità in kg / m3.

Cos'è l'acciaio e com'è?

Prima di dare tabelle sulla densità dell'acciaio in kg / m3, facciamo conoscenza con il materiale stesso. L'acciaio nella metallurgia è una lega di ferro con carbonio, il cui contenuto non supera il 2,1 percento atomico. Se c'è più carbonio, la grafite inizia a formarsi nel sistema, il che porta a un brusco cambiamento nelle proprietà della lega. In particolare aumenta la sua durezza e fragilità e diminuisce la plasticità. Se c'è più del 2,1% di carbonio, la lega viene chiamata ghisa.

La cosa principale da capire è che l'acciaio è una lega di ferro con altri elementi che agiscono come impurità. Se il ferro diventa un componente non centrale,allora questa lega non è acciaio.

Gli acciai sono molto diversi. Pertanto, un basso contenuto di carbonio porta alla formazione di una classe di materiali strutturali. Il suo contenuto più elevato costituisce una classe di acciai per utensili. Oltre al carbonio, ci sono materiali legati con vari elementi. Ad esempio, l'aggiunta di oltre il 13% di cromo porta alla formazione di materiali inossidabili e un grande contenuto di molibdeno e tungsteno forma una classe di acciai da taglio.

Cosa determina la densità dell'acciaio?

Ci sono una serie di fattori che determinano la densità dell'acciaio in kg/m3. Questi includono quanto segue:

• densità del ferro stesso per un dato reticolo cristallino;
• quantità e tipo di impurità;
• la presenza di fasi.

Di questi fattori, il primo è il più importante, poiché è il ferro la base delle leghe in esame. Come è noto, può esistere in due reticoli cristallini: bcc (cubico centrato sul corpo) e fcc (cubico centrato sulla faccia).

Il primo tipo di reticolo forma i cosiddetti acciai ferritici, il secondo - austenitico. Il reticolo fcc è compatto, mentre il reticolo bcc è un impacchettamento di atomi più lasco. Tuttavia, la densità degli acciai ferritici è generalmente superiore a quella degli austenitici. Il motivo è semplice, il fatto è che fcc è una struttura stabile solo ad alte temperature per il ferro puro e tutti i metalli si espandono notevolmente quando riscaldati. Quest'ultimo porta a un calo della densità.

Acciai al carbonio

Qual è la densità dell'acciaio al carbonio? In generale, possiamo dire che è leggermente inferiore alla densità del ferro BCC puro (7874 kg/m3). Questa leggera diminuzione è dovuta al fatto che il carbonio nel reticolo bcc occupa i pori ottaedrici. La densità del carbonio stesso nelle strutture del diamante e della grafite è molto bassa, quindi la sua aggiunta al ferro ne riduce la densità media. Poiché gli atomi di carbonio occupano grandi pori ottaedrici, aumentano leggermente il parametro reticolo medio, che influisce su una leggera diminuzione del parametro considerato. Di seguito è riportata una tabella della densità dell'acciaio in kg / m3, a seconda del grado e della temperatura.

Acciai legati

Come accennato, queste includono tutte le leghe a base di ferro che, oltre al carbonio, contengono altri elementi, come cromo, nichel, tungsteno, vanadio e così via. Pertanto, la densità dell'acciaio inossidabile 12X18H9, contenente, oltre al cromo, nichel, a temperatura ambiente è di 7900 kg/m3, che è superiore a quella del ferro BCC puro. Se non c'è nichel nell'"acciaio inossidabile", la sua densità sarà inferiore a quella del ferro puro, poiché l'atomo di cromo è più leggero del ferro.

I più densi sono gli acciai ad alta velocità. Contengono grandi quantità di metalli pesanti come molibdeno e tungsteno. La loro densità può raggiungere 8800 kg/m3.