Densidade do aço em kg/m3. Aços carbono e ligas

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Aço é o material metálico mais comum na indústria, com base no qual são feitas estruturas e ferramentas com propriedades desejadas. Dependendo da finalidade deste material, muitas de suas propriedades físicas, incluindo densidade, mudam. Neste artigo, consideraremos qual aço tem densidade em kg/m3.

O que é aço e como é?

Antes de dar tabelas sobre a densidade do aço em kg/m3, vamos nos familiarizar com o material em si. O aço na metalurgia é uma liga de ferro com carbono, cujo teor não excede 2,1 por cento atômico. Se houver mais carbono, o grafite começa a se formar no sistema, o que leva a uma mudança acentuada nas propriedades da liga. Em particular, sua dureza e fragilidade aumentam e a plasticidade diminui. Se houver mais de 2,1% de carbono, a liga é chamada de ferro fundido.

A principal coisa a entender é que o aço é uma liga de ferro com outros elementos que atuam como impurezas. Se o ferro se tornar um componente não essencial,então esta liga não é aço.

Os aços são muito diferentes. Assim, um baixo teor de carbono leva à formação de uma classe de materiais estruturais. Seu maior teor forma uma classe de aços ferramenta. Além do carbono, existem materiais ligados a vários elementos. Por exemplo, a adição de mais de 13% de cromo leva à formação de materiais inoxidáveis, e um grande teor de molibdênio e tungstênio forma uma classe de aços de corte.

O que determina a densidade do aço?

Existem vários fatores que determinam a densidade do aço em kg/m3. Estes incluem o seguinte:

• densidade do próprio ferro para uma dada rede cristalina;
• quantidade e tipo de impurezas;
• presença de fases.

Desses fatores, o primeiro é o mais importante, pois é o ferro que é a base das ligas consideradas. Como se sabe, pode existir em duas redes cristalinas: bcc (cúbica de corpo centrado) e fcc (cúbica de face centrada).

O primeiro tipo de rede forma os chamados aços ferríticos, o segundo - austenítico. A rede fcc é compacta, enquanto a rede bcc é um empacotamento mais solto de átomos. No entanto, a densidade dos aços ferríticos é geralmente maior do que a dos austeníticos. A razão para isso é simples, o fato é que o fcc é uma estrutura estável apenas em altas temperaturas para o ferro puro, e todos os metais se expandem muito quando aquecidos. O último leva a uma queda na densidade.

Aços carbono

Qual é a densidade do aço carbono? Em geral, podemos dizer que é ligeiramente inferior à densidade do ferro BCC puro (7874 kg/m3). Esta ligeira diminuição é devido ao fato de que o carbono na rede bcc ocupa poros octaédricos. A densidade do próprio carbono nas estruturas de diamante e grafite é muito baixa, então sua adição ao ferro reduz sua densidade média. Como os átomos de carbono ocupam grandes poros octaédricos, eles aumentam ligeiramente o parâmetro de rede médio, o que afeta uma ligeira diminuição no parâmetro considerado. Abaixo está uma tabela de densidade do aço em kg/m3, dependendo do grau e temperatura.

Aços de liga

Como mencionado, isso inclui quaisquer ligas à base de ferro que, além do carbono, contenham outros elementos, como cromo, níquel, tungstênio, vanádio e assim por diante. Assim, a densidade do aço inoxidável 12X18H9, contendo, além do cromo, níquel, à temperatura ambiente é 7900 kg/m3, que é superior à do ferro BCC puro. Se não houver níquel no "aço inoxidável", sua densidade será menor que a do ferro puro, pois o átomo de cromo é mais leve que o ferro.

Os mais densos são os aços rápidos. Eles contêm grandes quantidades de metais pesados, como molibdênio e tungstênio. Sua densidade pode chegar a 8800 kg/m3.