Сталь нержавеющая теплопроводность: Теплопроводность нержавеющей стали и почему важно знать коэффициент теплопроводности

alexxlab | 18.02.1988 | 0 | Разное

Содержание

Коэффициент теплоотдачи нержавеющей стали

Содержание

Что такое теплопроводность
Показатели для стали
Влияние концентрации углерода
Значение в быту и производстве
Для каких систем нужен расчёт?
Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?
Производим расчёт
Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия
Об этом стоит помнить

Перед тем как работать с различными металлами и сплавами, следует изучить всю информацию, касающуюся их основных характеристик. Сталь является самым распространенным металлом и применяется в различных отраслях промышленности. Важным ее показателем можно назвать теплопроводность, которая варьируется в широком диапазоне, зависит от химического состава материала и многих других показателей.

Что такое теплопроводность

Данный термин означает способность различных материалов к обмену энергией, которая в этом случае представлена теплом. При этом передача энергии проходит от более нагретой части к холодной и происходит за счет:

Молекул.
Атомов.
Электронов и других частиц структуры металла.

Теплопроводность нержавеющей стали будет существенно отличаться от аналогичного показателя другого металла — например, коэффициент теплопроводности меди будет иным, нежели у стали.

Для обозначения этого показателя используется специальная величина, именуемая коэффициентом теплопроводности. Она характеризуется количеством теплоты, которое может пройти через материал за определенную единицу времени.

Показатели для стали

Теплопроводность может существенно отличаться в зависимости от химического состава металла. Коэффициент данной величины у стали и меди будет разным. Кроме этого, при повышении или уменьшении концентрации углерода изменяется и рассматриваемый показатель.

Существуют и другие особенности теплопроводности:

Для стали, которая не имеет примесей, значение составляет 70 Вт/(м* К).
У углеродистых и высоколегированных сталей проводимость намного ниже. За счет увеличения концентрации примесей она существенно снижается.
Само термическое воздействие также может оказывать воздействие на структуру металла. Как правило, после нагрева структура меняет значение проводимости, что связано с изменением кристаллической решетки.

Коэффициент теплопроводности алюминия значительно выше, что связано с более низкой плотностью этого материала. Теплопроводность латуни также отличается от соответствующего показателя стали.

Влияние концентрации углерода

Концентрация углерода в стали влияет на величину теплопередачи:

Низкоуглеродистые стали имеют высокий показатель проводимости. Именно поэтому они используются при изготовлении труб, которые затем применяются при создании трубопровода системы отопления. Значение коэффициента варьирует в пределе от 54 до 47 Вт/(м* К).
Средним коэффициентом для распространенных углеродистых сталей является значение от 50 до 90 Вт/(м* К). Именно поэтому подобный материал используется при изготовлении деталей различных механизмов.
У металлов, которые не содержат различных примесей, коэффициент составляет 64 Вт/(м* К). Это значение несущественно изменяется при термическом воздействии.

Таким образом, рассматриваемый показатель у легированных сплавов может меняться в зависимости от температуры эксплуатации.

Значение в быту и производстве

Почему важно учитывать коэффициент теплопроводности? Подобное значение указывается в различных таблицах для каждого металла и учитывается в нижеприведенных случаях:

При изготовлении различных теплообменников. Тепло является одним из важных носителей энергии. Его используют для обеспечения комфортных условий проживания в жилых и иных помещениях. При создании отопительных радиаторов и бойлеров важно обеспечить быструю и полную передачу тепла от теплоносителя к конечному потребителю.
При изготовлении отводящих элементов. Часто можно встретить ситуацию, когда нужно провести не подачу тепла, а отвод. Примером назовем случай отвода тепла от режущей кромки инструмента или зубьев шестерни. Для того чтобы металл не терял свои основные эксплуатационные качества, обеспечивается быстрый отвод тепловой энергии.

При создании изоляционных прослоек. В некоторых случаях материал не должен проводить передачу тепловой энергии. Для подобных условий эксплуатации выбирается металл, который обладает низким коэффициентом проводимости тепла.

Определяется рассматриваемый показатель при проведении испытаний в различных условиях. Как ранее было отмечено, коэффициент проводимости тепла может зависеть от температуры эксплуатации. Поэтому в таблицах указывается несколько его значений.

Расчёт теплоотдачи трубы требуется при проектировании отопления, и нужен, чтобы понять, какой объём тепла потребуется, чтобы прогреть помещения и, сколько времени на это уйдёт. Если монтаж производится не по типовым проектам, то такой расчёт необходим.

Для каких систем нужен расчёт?

Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.

Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.

Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

К – коэффициент теплопроводности стали;
Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м 2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
F = 10 м 2 , площадь трубы;
dT = 60° С, температурный напор.

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

Золотые поставщики – это компании, прошедшие предварительную проверку качества.

Поставщики с подтвержденным юридическим статусом.

Проверки на месте были проведены Alibaba.com, юридический статус был подтвержден сторонней аудиторской компанией.

Премиум членство для более высокого уровня поставщиков.

Физические характеристики нержавеющей стали – ООО “Ориннокс”

курс цб рф

USD: 57.5664

EUR: 54.3947

Никель:

Никель

BID

0.00

ASK

0.00

К самым востребованным материалам XXI века относится нержавеющая сталь. Высокий спрос на эту разновидность металлического сплава объясним её высокой прочностью, обширностью сфер применения и сравнительно невысокой ценой. Значительную роль сыграла низкая теплопроводность и небольшой удельный вес. Нержавеющей стали не страшна коррозия, отмечено её отличное сопротивление неблагоприятным внешним факторам. Сварка металла не занимает много времени, швы получаются надёжными и прочными. Однако нержавейка бывает разной, поэтому при оценке плюсов и выделении свойств нужно учитывать категорию материала.

Разновидности сплавов

Нержавеющую сталь по микроструктуре классифицируют на 5 групп. Согласно этому разделению, выделяют следующие сплавы:

- дуплексные;
- ферритные;

жаропрочные;
аустенитные;
мартенситные.

Наиболее часто используют аустенитные нержавеющие сплавы. Устойчивость к окислению, показательные эксплуатационные и технические характеристики – объяснение их популярности. Отмечают также:

хорошую пластичность и вязкость;
устойчивость к воздействию агрессивных химических соединений;
небольшой коэффициент текучести, относительно невысокую электрическую проводимость.

В аустенитных сплавах содержится около 23% хрома, от 10 до 20% никеля.

Жаропрочные и дуплексные сплавы – подходящая основа для производства продукции пищевой и химической промышленности. Минимальная проницаемость, высочайшая прочность и устойчивость к коррозии, химреактивам, температурным перепадам – их ключевые преимущества.

Ферритной нержавейке присущи следующие характеристики:

малый предел текучести;
относительно высокая магнитная проницаемость;
устойчивость к коррозии даже при стойком воздействии высоких температур.

Она содержит не более 17% хрома, хорошо выдерживает агрессивные воздействия. Магнитная проницаемость мартенситной стали ниже, её используют реже предыдущих разновидностей.

Технические показатели сплавов

Удельный вес и другие характеристики зависят от типа нержавеющей стали. У жаропрочных и аустенитных сплавов он равен 7,95 г/см³, у других – 7,7. Предел прочности нержавейки зависит от марки. Во время покупки эту информацию лучше уточнять у продавца. Прочность сплавов аустенитной группы равна 500–690 Н/мм кв., ферритной – порой достигает 900. Коэффициент электросопротивления стали варьируется в пределах 0,72–0,9. За исключением ферритной группы (0,6).

Коэффициент твёрдости определяют по шкале Роквелла или Бринелля. Согласно первой из них показатели аустенитных и жаростойких сплавов равны 70–88 единицам, а ферритных – 75–88. Коэффициент твёрдости нержавейки по шкале Бринелля представлен в таблице.

Магнитные	Аустенитные	Жаропрочные
135–180	120–190	145–210

Другие характеристики нержавейки:

Ударная вязкость – 120–160 Дж/см кв. (ферритные – до 50).
Предел текучести большинства разновидностей стали – 205 МПа.
Температурные показатели, при которых появляются окалины – 840–1120 °С.
Предел упругости – 195–400 Н/мм кв.

Относительная магнитная проницаемость ферритных нержавеющих сплавов равна 1000–1800 единицам.

Во время покупки металла также нельзя оставлять без внимания показатели теплопроводности. В свойстве пропускания тепловой энергии зачастую нет необходимости. Теплопроводность стали низкая по сравнению с другими металлами. Она варьируется в пределах 16–20 Вт/(м·К). А вот теплопроводность меди выше на 380 Вт/(м·К), алюминия – на 180.

Характеристики свариваемости

Соединительные швы между элементами из нержавеющей стали получаются надёжными и прочными, если сделаны согласно следующим методикам сварки:

дуговой ручной;
полуавтоматической;
аргонодуговой, посредством ТИГ-электродов.

К этим техникам прибегают опытные мастера во время сварки листов нержавеющей стали. Наиболее беспроблемны в работе сплавы аустенитных марок, швы получаются качественными. А соединения деталей из ферритной стали не отличаются надёжностью.

Важно! При работе с материалом важно учитывать все тонкости его обработки. Для каждого металла они свои. Всегда нужно предварительно подогревать нержавейку, а после этого – соединять.

Блог сайта www.orinnox.ru содержит множество другой полезной информации о металлах, которая пригодится покупателям. Если возникли вопросы о товаре, представленном в нашем каталоге, обращайтесь к менеджерам.

Запросить прайс-лист

Я ознакомился и принимаю условия
политики конфиденциальноcти

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т. Свойства стали 12х18н10т. Аналоги стали 12Х18Н10Т

Главная → Справочник металлопроката → Марочник сталей и сплавов → Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная → 12Х18Н10Т

Справочник металлопроката

Классификация стали Маркировка стали Условные обозначения основных элементов в марках металлов и сплавов Аналоги стали Виды поверхности Таблица весов металлопроката Расчет жд тарифа Применение сталей Свариваемость сталей Справочник ГОСТов и ТУ Свойства твердых сплавов Марочник сталей и сплавов

Продукция

Марочный сортамент металлопроката Конструкционные стали Инструментальные стали Подшипниковые стали Коррозионно-стойкие стали Жаропрочные стали и сплавы Сплавы прецизионные Стали со специальными свойствами Профильный сортамент металлопроката Продукция прокатного производства Продукция калибровочного производства Продукция кузнечного производства Листовой прокат Раскрой листового проката Поковки Литье Фасонное литье Центробежное литье Украшенные изделия в стиле Златоустовской гравюры на металле

Наши сотрудники с удовольствием ответят на все интересующие Вас вопросы!

Группа Компаний «Сталь-Инвест» обеспечивает потребителей наиболее полным ассортиментом металлопроката для комплектования практически любого заказа.

Марка: 12Х18Н10Т
Классификация: Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная
Применение: Коррозионно-стойкая сталь (нержавеющая сталь) 12Х18Н10Т (Х18Н10Т) используется для изготовления деталей, работающих до 600 °С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от —196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С.

Химический состав в % материала 12Х18Н10Т

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	–
до 0.12	до 0.8	до 2	9 – 11	до 0.02	до 0.035	17 – 19	до 0. 3	(5 С – 0.8) Ti, остальное Fe

Механические свойства при Т=20^oС материала 12Х18Н10Т

Сортамент	Размер	Напр.	s_в	s_T	d₅	y	KCU	Термообр.
–	мм	–	МПа	МПа	%	%	кДж / м²	–
Поковки	до 1000		510	196	35	40		Закалка 1050 – 1100^oC, вода,

Физические свойства материала 12Х18Н10Т

T	E 10^{– 5}	a 10⁶	l	r	C	R 10⁹
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м³	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	1. 98		15	7900		725
100	1.94	16.6	16		462	792
200	1.89	17	18		496	861
300	1.81	17.2	19		517	920
400	1.74	17.5	21		538	976
500	1.66	17.9	23		550	1028
600	1.57	18.2	25		563	1075
700	1.47	18.6	27		575	1115
800		18. 9	26		596
900		19.3
T	E 10^{– 5}	a 10⁶	l	r	C	R 10⁹

Технологические свойства материала 12Х18Н10Т

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.

Обозначения:

Механические свойства :
s_в	– Предел кратковременной прочности , [МПа]
s_T	– Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d₅	– Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y	– Относительное сужение , [ % ]
KCU	– Ударная вязкость , [ кДж / м²]

Физические свойства :
T	– Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E	– Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	– Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20^o – T ) , [1/Град]
l	– Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	– Плотность материала , [кг/м³]
C	– Удельная теплоемкость материала (диапазон 20^o – T ), [Дж/(кг·град)]
R	– Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Свариваемость :
без ограничений	– сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	– сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	– для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг

Зарубежные аналоги материала 12Х18Н10Т

США

Германия

Япония

Франция

Англия

Евросоюз

Италия

Испания

Китай

–

DIN,WNr

JIS

AFNOR

UNI

UNE

321

321H

S32100

S32109

4541

1.4878

X10CrNiTi18-10

X12CrNiTi18-9

X6CrNiTi18-10

SUS321

Z10CNT18-10

Z10CNT18-11

Z6CNT18-10

Z6CNT18-12

321S31

321S51

321S59

LW18

LW24

X6CrNiTi18-10

1.4541

1.4878

X10CrNiTi18-10

X6CrNiTi18-10KT

X6CrNiTi18-11

X6CrNiTi18-11KG

X6CrNiTi18-11KT

3523

X6CrNiTi18-10

0Cr18Ni10Ti

0Cr18Ni11Ti

0Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni11Ti

H0Cr20Ni10Ti

Зарубежные аналоги материала 12Х18Н10Т (продолжение)

Швеция

Болгария

Венгрия

Польша

Румыния

Чехия

Австрия

Австралия

Юж.Корея

BDS

MSZ

STAS

CSN

ONORM

0Ch28N10T

Ch28N12T

Ch28N9T

X6CrNiTi18-10

H5Ti

KO36Ti

KO37Ti

X6CrNiTi18-10

0h28N10T

1h28N10T

1h28N12T

1h28N9T

10TiNiCr180

12TiNiCr180

17246

17247

17248

X6CrNiTi18-10KKW

X6CrNiTi18-10S

STS321

STS321TKA

STSF321

Заказать 12х18н10т

Источник: http://www. splav.kharkov.com

Титан против нержавеющей стали, в чем разница?

Остин Пэн
6 января 2021
Категория: Блог

Титан и нержавеющая сталь являются традиционными металлами, которые сегодня часто используются в обрабатывающей промышленности. Эти два металла по своей природе изысканны, и оба обладают уникальным набором свойств и прочностью. Следовательно, знание как титана, так и нержавеющей стали может иметь большое значение для достижения вашей цели в вашем проекте. Мы составили это подробное руководство, чтобы помочь вам отличить оба металла.

Давайте сравним 17 различий между титаном и нержавеющей сталью

Титан и нержавеющая сталь обладают превосходными характеристиками, которые отличают их друг от друга. Для простоты понимания мы проведем сравнение между титаном и нержавеющей сталью, используя разные свойства. Эти свойства включают элементный состав, коррозионную стойкость, электропроводность, теплопроводность, температуру плавления, твердость, вес и многое другое.

Титан против нержавеющей стали: состав элементов

Элементный состав — это характеристика, по которой можно отличить титан от нержавеющей стали. Для сравнения, коммерчески чистый титан содержит множество элементов, включая азот, водород, кислород, углерод, железо и никель. Имея титан в качестве основного элемента, состав других элементов варьируется от 0.013 до 0.5 процента.

С другой стороны, нержавеющая сталь состоит из разновидностей элементного состава с 11% хрома, а также других элементов с процентным составом от 0.03% до более 1.00%. Содержание хрома в нержавеющей стали помогает предотвратить ржавчину, а также обеспечивает характеристики термостойкости. Эти элементы включают алюминий, кремний, серу, никель, селен, молибден, азот, титан, медь и ниобий.

Титан против нержавеющей стали: коррозионная стойкость

Когда дело доходит до применений, связанных с коррозией, существует термин, называемый специальными металлами. Эти специальные металлы обладают высокой коррозионной стойкостью. В этом контексте специальные металлы, такие как титан, обеспечивают высокую коррозионную стойкость и механическую стабильность, в то время как другие металлы, такие как нержавеющая сталь и многие другие, являются недостаточными. Материалы из нержавеющей стали обладают превосходными механическими свойствами; однако их коррозионная стойкость ограничена. Это ограничение в основном встречается в концентрированных кислотах при высоких температурах.

Специальные металлы, такие как титан, наиболее привлекательны для использования в чувствительном к коррозии оборудовании в различных отраслях промышленности. В заключение, титан более устойчив к коррозии, чем нержавеющая сталь, в широкой области, такой как коррозия от щелочей, кислот, природных вод и промышленных химикатов.

Титан против нержавеющей стали: электропроводность

Электропроводность включает поток электронов через материал из-за падения потенциала. Кроме того, атомная структура такого металла сильно влияет на его электропроводность. По сравнению с использованием меди в качестве стандарта для измерения электропроводности, титан не является хорошим проводником. Он демонстрирует проводимость меди около 3.1%, в то время как нержавеющая сталь имеет проводимость меди 3.5%.

С другой точки зрения, электрическое сопротивление, которое противопоставляет материал потоку электронов. С этой точки зрения титан обладает плохой электропроводностью. В результате титан является хорошим резистором.

Титан против нержавеющей стали: теплопроводность

Теплопроводность — еще одна характеристика, которую можно использовать для сравнения титана и нержавеющей стали. Теплопроводность — это мера, с которой титан и нержавеющая сталь могут использоваться для тепловых применений. В этом процессе измеряется и определяется количество энергии, а также скорость, с которой энергия поглощается и передается. Для сравнения, теплопроводность титана составляет 118 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F.

С другой стороны, теплопроводность нержавеющей стали колеблется от 69.4 до 238 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F. Это означает, что нержавеющая сталь обладает более высокой теплопроводностью по сравнению с титаном. В ситуации, когда теплопроводность имеет приоритет над другими характеристиками, то можно рассматривать нержавеющую сталь.

Титан против нержавеющей стали: температура плавления

Температура плавления материала, известная как точка плавления, представляет собой температуру, при которой материал начинает переходить из твердой фазы в жидкую. При этой температуре твердая фаза материала и жидкая фаза такого материала находятся в равновесии. Как только материал достигает этого температурного уровня, его можно легко формовать и использовать для термических применений.

В этом случае титан имеет температуру 1650–1670 °C (3000–3040 °F), а нержавеющая сталь — 1230–1530 °C (2250–2790 °F). Это показывает, что, когда для определения точки плавления требуется металл, титан предпочтительнее нержавеющей стали.

Титан против нержавеющей стали: твердость

Твердость материала — это сравнительная величина, которая помогает описать реакцию такого материала на травление, деформацию, царапание или вмятину вдоль поверхности материала. Эта мера в основном выполняется с использованием инденторных машин, которые существуют в большом количестве в зависимости от прочности материала. Для высокопрочных материалов производители или пользователи используют критерий твердости по Бринеллю.

Хотя твердость нержавеющей стали по Бринеллю сильно зависит от состава сплава и термической обработки, в большинстве случаев она тверже титана. Однако титан легко деформируется при вмятинах или царапинах. Чтобы избежать этого, титан образует оксидный слой, называемый слоем оксида титана, который образует исключительно твердую поверхность, сопротивляющуюся большинству сил проникновения. Титан и нержавеющая сталь являются прочными материалами, которые отлично работают в суровых условиях.

Титан против нержавеющей стали: вес

Одним из важных поразительных различий между титаном и нержавеющей сталью является их плотность. Титан имеет превосходное соотношение прочности к весу, благодаря чему он обеспечивает почти такую же прочность, как нержавеющая сталь, при 40% своего веса. При измерении титан наполовину плотнее стали и значительно легче нержавеющей стали.

В результате титан жизненно важен для проектов, требующих минимального веса при максимальной прочности. Вот почему титан отлично подходит для изготовления деталей самолетов и других приложений, зависящих от веса. С другой стороны, сталь применяется в шасси транспортных средств и во многих других областях, но в большинстве случаев снижение веса часто вызывает озабоченность.

Титан против нержавеющей стали: долговечность

Долговечность материала — это его способность оставаться функциональными без использования чрезмерного ремонта или технического обслуживания всякий раз, когда материал сталкивается с проблемами нормальной эксплуатации в течение своего полураспада. И титан, и нержавеющая сталь долговечны благодаря превосходным свойствам, которые они предлагают. Для сравнения, титан примерно в 3-4 раза прочнее нержавеющей стали. Это делает титан долговечным в течение нескольких поколений. Тем не менее, титан можно легко поцарапать, так как он требует регулярной полировки или рискует повредить его поверхность или потускнеть.

Титан против нержавеющей стали: обрабатываемость

Обрабатываемость — это сравнительная оценка, присваиваемая металлам для определения их реакции на механические нагрузки, включая фрезерование, токарную обработку, штамповку и многое другое. Эта оценка жизненно важна для проведения сравнений, чтобы определить лучший обрабатываемый материал для успеха вашего проекта. Кроме того, показатели обрабатываемости можно использовать для определения типа используемой механической обработки. Модуль упругости титана почему-то низкий, что говорит о том, что титан легко изгибается и деформируется. Это связано с трудностями обработки титана, поскольку он склеивает фрезы и предпочитает возвращаться к своей первоначальной форме.

С другой стороны, нержавеющая сталь имеет гораздо более высокий модуль упругости, что позволяет легко обрабатывать ее. В результате он используется в приложениях, включая кромки ножей, потому что он ломается и не сгибается под нагрузкой.

Титан против нержавеющей стали: формуемость

Когда материал проявляет пластическую деформацию, не повреждаясь при формовании, это называется формуемостью материала. Когда титан сравнивают с нержавеющей сталью, титан и его сплав можно формировать с использованием методов и оборудования, подходящих для нержавеющей стали. Однако титан обладает более низкой пластичностью при растяжении и требует больших радиусов изгиба.

Кроме того, титан имеет большую склонность к истиранию по сравнению с нержавеющей сталью и может быть исправлен с помощью горячей штамповки. Кроме того, может иметь место пружинение, в то время как подавляющее большинство титана изготавливается путем холодной или горячей штамповки с последующей горячей проклейкой для решения этой проблемы.

Титан против нержавеющей стали: свариваемость

Свариваемость, также известная как соединяемость, представляет собой способность материала к сварке. Титан и нержавеющая сталь можно сваривать, но один из двух металлов сваривается легче, чем другой. Свариваемость материала обычно используется для определения процесса сварки и для сравнения качества окончательного сварного шва с качеством другого материала. Для сравнения, нержавеющая сталь легче сваривается по сравнению с титаном. Это связано с тем, что сварка титана — это специальность внутри специальности. Хотя на первый взгляд сварка титана похожа на сварку стали, она требует высокого профессионализма.

Титан против нержавеющей стали: предел текучести

При сравнении предела текучести титана и нержавеющей стали интересно отметить, что нержавеющая сталь намного прочнее титана. Это интересное открытие противоречит распространенному заблуждению о том, что предел текучести титана выше, чем у большинства металлов. В то время как титан только на одном уровне с нержавеющей сталью, он демонстрирует это при половине плотности нержавеющей стали. Вот почему титан считается одним из самых прочных металлов на единицу массы.

С другой стороны, нержавеющая сталь является идеальным материалом, когда проект требует общей прочности. В заключение, когда в проекте требуется только прочность, нержавеющая сталь является идеальным выбором, тогда как титан предпочтительнее, когда требуется прочность на единицу массы.

Титан против нержавеющей стали: прочность на растяжение

Предел прочности материала на растяжение является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это максимальное напряжение, которое может выдержать материал при растяжении. Предельная прочность на растяжение в большинстве случаев сокращается до «прочности» или «предела прочности».

Когда металл достигает своего предела прочности на растяжение, материал подвергается сужению, при котором площадь поперечного сечения локально уменьшается. При сравнении титан демонстрирует предел прочности при растяжении 230 МПа (31900 фунтов на квадратный дюйм), в то время как нержавеющая сталь имеет предел прочности при растяжении от 34.5 до 3100 МПа (5000–450000 фунтов на квадратный дюйм). Это значение показывает, что нержавеющая сталь имеет более высокий предел прочности при растяжении и поэтому предпочтительнее титана.

Титан против нержавеющей стали: прочность на сдвиг

Прочность материала на сдвиг — это его устойчивость к нагрузке сдвига до того, как компонент разрушится при сдвиге. Действие сдвига обычно происходит в направлении, параллельном направлению силы, действующей на плоскости. Напряжение сдвига титана составляет от 240 до 335 МПа в зависимости от свойств сплава, в то время как напряжение сдвига нержавеющей стали составляет от 74.5 до 597 МПа. Это показывает, что нержавеющая сталь является идеальным выбором в ситуациях, когда требуется высокая устойчивость к сдвигающей нагрузке.

Титан против нержавеющей стали: цвет

Когда дело доходит до цвета, титан и нержавеющая сталь могут выглядеть одинаково. Титан и нержавеющая сталь в естественном состоянии представляют собой металлы серебристого цвета. Разница в том, что титан несколько темнее. В другом измерении и титан, и нержавеющая сталь могут выглядеть серыми, однако титан будет темнее, чем нержавеющая сталь.

Титан против нержавеющей стали: цена

С точки зрения стоимости титан относительно дороже нержавеющей стали. В результате титан становится более дорогостоящим для некоторых конкретных отраслей, включая строительную отрасль, где требуются большие количества. В ситуации, когда деньги являются важным фактором при частичном рассмотрении, нержавеющая сталь может быть выбрана вместо титана, если оба считаются подходящими.

Титан против нержавеющей стали: области применения

Титановые приложения

Титан используется в самых разных областях, включая легирующий элемент в стали для уменьшения размера зерна, а также в качестве раскислителя. Он также применяется в нержавеющей стали для снижения содержания углерода. В промышленном пространстве титан в основном используется в следующих отраслях:

Аэрокосмическая индустрия

Титан широко применяется в аэрокосмической и морской промышленности, включая его использование в самолетах, военно-морских кораблях, ракетах, бронежилетах, космических кораблях и многом другом. Это связано с его сопротивлением усталости, высокой стойкостью к растрескиванию, высоким отношением прочности на растяжение к плотности, способностью выдерживать умеренно высокие температуры без ползучести и выдерживать высокую коррозионную стойкость.

Промышленное применение

Титан применяется в различных отраслях промышленности, включая теплообменники, клапаны, технологические сосуды в химической и нефтехимической промышленности. Его использование обусловлено высокой коррозионной стойкостью. Некоторые специфические сплавы титана используются в нефтяной и газовой никелевой гидрометаллургии и внутрискважинном применении из-за их коррозионной стойкости и высокой прочности.

Архитектурно-бытовой

Металлы титана применимы в самых разнообразных потребительских областях, включая автомобильную промышленность. Особенно автомобильные и мотоциклетные гонки, где требуется высокая прочность, жесткость и малый вес. Титан также используется во многих спортивных товарах, включая теннисные ракетки, клюшки для лакросса, крикет, хоккей, гольф-клубы, решетки для футбольных шлемов, велосипедные рамы и комплектующие. Они также используются в оправах для очков, которые очень дороги, но прочны, легки, долговечны и не вызывают кожной аллергии.

ювелирных изделий

Титан — популярный продукт, используемый в ювелирной промышленности из-за его долговечности, особенно в титановых кольцах. Химически титан инертен, что делает его более подходящим для людей, страдающих аллергией, или для тех, кто носит украшения в определенных условиях, таких как плавательные бассейны. В этой отрасли титан сплавляют с золотом, чтобы получить то, что продается как 24-каратное золото. Даже в часовой промышленности в наши дни титан используется из-за его впечатляющих свойств, таких как легкий вес, долговечность, коррозионная стойкость и устойчивость к вмятинам.

Медицинская промышленность

Титан нетоксичен и широко применяется в медицине. Они используются в производстве хирургических инструментов и имплантатов, включая зубные имплантаты, тазобедренные суставы и гильзы.

Другие области применения включают производство наночастиц, используемых в электронике, а также доставку косметики и фармацевтических препаратов. Он также применим в производстве хирургических инструментов, используемых в хирургии под визуальным контролем, включая костыли, инвалидные коляски, а также другие инструменты, требующие малого веса и высокой прочности.

Хранение ядерных отходов

Благодаря высокой коррозионной стойкости титана титан используют для производства контейнеров для длительного хранения ядерных отходов. Несколько исследований титана подтвердили, что титан может быть использован для производства контейнеров, срок службы которых превышает 100,000 XNUMX лет. В результате титан устанавливается поверх других контейнеров, чтобы сделать их долговечными.

Применение из нержавеющей стали

Архитектура

Нержавеющая сталь используется в зданиях из-за ее долговечности и эстетичности. Нержавеющая сталь используется в строительстве современных зданий – благодаря разработке высокопрочных марок нержавеющей стали, таких как дуплексные марки. Нержавеющая сталь обладает низкой отражательной способностью, поэтому ее используют в качестве кровельного материала в аэропортах, чтобы предотвратить ослепление пилотов.

Кроме того, это помогает поддерживать температуру поверхности крыши близкой к температуре окружающей среды. Они также используются для автомобильных и пешеходных мостов в виде труб, пластин или арматурных стержней.

Конверсия бумаги, целлюлозы и биомассы

Нержавеющая сталь широко применяется в целлюлозно-бумажной промышленности, чтобы избежать загрязнения продуктов железом. Это связано с его коррозионной стойкостью к различным химическим веществам, используемым в процессе производства бумаги. Примером может служить использование дуплексной нержавеющей стали в варочных котлах для преобразования древесной щепы в древесную массу.

Переработка химикатов и нефтехимии

В химической и нефтехимической промышленности нержавеющая сталь широко используется в различных областях. Нержавеющая сталь используется из-за ее коррозионной стойкости к газообразным, водным и высокотемпературным средам.

Еда и напитки

Нержавеющая сталь является предпочтительным материалом для пищевой промышленности и производства напитков, особенно аустенитная (серия 300: типы 304 и 316). Они широко используются, поскольку не влияют на вкус пищевых продуктов и легко стерилизуются и очищаются для предотвращения бактериальной инвазии пищевых продуктов. Они также широко используются для производства посуды, коммерческих кухонь, пивоварения, мясопереработки и многого другого.

Энергия

Нержавеющая сталь обычно используется во всех типах электростанций, от солнечных до атомных. Они идеально подходят в качестве механической опоры для энергоблока в ситуации, когда требуется проникновение жидкости или газа. Например, фильтры в охлаждающем оборудовании, опорные конструкции в электролизе, очистка горячего газа и многое другое.

Огнестрельное оружие

Нержавеющая сталь используется в некоторых видах огнестрельного оружия в качестве альтернативы вороненой или пакетированной стали. Например, некоторые модели пистолетов, включая Colt Пистолет М1911 и Smith and Wesson Model 60 полностью изготовлены из нержавеющей стали. Использование нержавеющей стали дает глянцевое покрытие, напоминающее никелирование. В отличие от никелирования, покрытие не подвержено шелушению, отслаиванию, истиранию или ржавчине при царапании.

Автомобили

Нержавеющая сталь используется в производстве автомобилей, автобусов, грузовиков и многих других. Они используются для труб, каталитических нейтрализаторов, выхлопных труб, коллекторов, глушителей и многого другого. Нержавеющие стали используются в самых разных областях, включая шарики для устройств управления ремнями безопасности, пружины, щетки стеклоочистителей, крепежные детали и многое другое. Нержавеющая сталь также находит широкое применение в топливных баках самолетов и космических кораблей и во многих других областях. Это возможно благодаря его термической стабильности.

Медицинская промышленность

В основном медицинские и хирургические инструменты изготавливаются из нержавеющей стали из-за возможности стерилизации в автоклаве и долговечности. Кроме того, нержавеющая сталь используется в хирургических имплантатах, включая армирующие и замещающие кости. Они также используются в различных приложениях, таких как стоматология и многое другое.

3D печать

Нержавеющая сталь широко используется в 3D-печати. Чаще всего поставщики услуг 3D-печати имеют запатентованные смеси для спекания нержавеющей стали для использования в прототипировании. Наиболее часто используемая марка нержавеющей стали, используемая в 3D-печати, включает нержавеющую сталь 316L. Нержавеющая сталь используется из-за ее высокого температурного градиента и быстрой скорости затвердевания, что приводит к лучшим механическим свойствам.

Сводная сравнительная таблица

Основываясь на нашем сравнении в разделе выше, мы представим сводную таблицу, которая поможет обобщить результаты. Ниже приведены наши сводные таблицы.

Титан против нержавеющей стали: часто задаваемые вопросы

Заключение

Что приходит на ум дизайнерам, когда для проекта требуются прочные материалы, так это нержавеющая сталь и титан. Эти два металла представлены в широком ассортименте сплавов, обладающих широким спектром впечатляющих свойств. Чтобы помочь вам понять эти два металла и добиться успеха в проекте, мы представили полное руководство по свойствам, прочности и применению нержавеющей стали.

Медь и другие металлы на нашей кухне — сравнительный анализ

08.04.2010

Нержавеющая сталь

Преимущества: прочная, красивая, мало поддающаяся коррозии, удобная.

Неудобства: Низкая теплопроводность. Именно поэтому посуду из нержавеющей стали в первую очередь используют для кипячения. Во всех иных случаях при готовке в такой посуде потребление электроэнергии (если у вас электрическая плита) либо газа сильно возрастет. Кухонная утварь из нержавеющей стали может быть безнадежно испорчена при применении обычной пищевой соли.

Если посуду из нержавеющей стали поставить на рабочую поверхность плиты с неравным распределением температуры, содержащаяся в такой посуде пища обязательно подгорит, а сам металл начнет вступать в нежелательные химические реакции с участием входящего в него хрома и никеля.

Внимание: кухонная утварь из нержавеющей стали пользуется высоким спросом из-за того, что ее легко мыть и полировать. Однако во время данного процесса на посуде образуется множество микротрещин, в которые легко проникают и задерживаются различные вредные вещества. Исследователь Билл Кевил из Саутгемптонского университета провел исследование, в ходе которого доказал, что подобные изменения не происходят с предметами, выполненными из меди, а вот нержавеющая сталь подвержена коррозии. В частности, бактерия E.Coli (опасная для нашего здоровья кишечная палочка), попавшая на нержавеющую сталь, благополучно существует на ней на протяжении нескольких месяцев, в то время, как на медных поверхностях она самопроизвольно гибнет через 14 часов.

Серебро

Преимущества: Крайне высокая, можно сказать, рекордная теплопроводность, позволяющая сберечь максимальное количество энергии, антипригарные свойства, очень красивый внешний вид.

Неудобства: серебро — очень дорогой материал, требующий особого ухода и внимания. Повара полагают, что высокая теплопроводность не окупает времени и сил, затраченных на уход за посудой, выполненной из этого материала.

Чугун

Преимущества: очень износостойкий и прочный материал, который прослужит много лет. Сохраняет высокую температуру в течение долгого времени, независимо от срока использования чугунной посуды. Новая чугунная сковорода обладает такой же теплопроводностью, как и старая. Чугун равномерно распределяет высокую температуру, что позволяет использовать изготовленную из него посуду для приготовления блюд, которые нужно долго держать на медленном огне.

Неудобства: плохая теплопроводность. Кастрюля или сковородка из чугуна довольно быстро нагревается и очень медленно остывает. У чугуна очень большой вес. Чугунные кастрюли и сковородки с плохо обработанной поверхностью (как вариант — с эмалированной поверхностью, поврежденной при очень высокой температуре) позволяют пище подгорать и прилипать.

Многослойные сплавы

Новейшие инновационные технологии привели к созданию кухонной посуды, выполненной из нескольких слоев различных металлов, положительные качества каждого из которых максимально активизированы, а отрицательные – минимизированы. Дать точную оценку их теплопроводности невозможно из-за того, что сейчас на потребительском рынке встречается посуда, выполненная из самых разных сплавов. Данная современная технология позволяет создать самую разную посуду такого типа.

Часть кухонной утвари, выполненной из многослойных сплавов, действительно обладает крайне важными с точки зрения кулинарии свойствами, а часть, к сожалению, изготовлена исключительно с учетом коммерческого спроса на данный продукт.

Вот список наиболее распространенных многослойных сплавов:
• 10% нержавеющей стали, 80% алюминия, 10% нержавеющей стали. В результате такого сочетания теплопроводность стали резко повышается.
• 90% алюминия, 10% нержавеющей стали. Такой сплав обладает всеми преимуществами, связанными с отличной теплопроводностью алюминия, но не допускает его негативных реакций с компонентами готовящейся пищи.
• 10% меди, 80% алюминия, 10% нержавеющей стали. К сожалению, медь практически не влияет на теплопроводность, зато требует больше времени на свою очистку.
• 90% меди, 10% нержавеющей стали. Подобный сплав слегка снижает преимущества, которые есть у утвари, изготовленной исключительно из меди, зато подобная посуда куда практичнее.
• 10% меди, 90% алюминия — медь также практически не влияет на теплопроводность, зато требует больше времени на свою очистку
• 10% меди, 90% алюминия плюс антипригарное покрытие. Как и в предыдущем случае, медь требует больше времени на свою очистку, при этом неизбежное трение, возникающее при данном процессе, безвозвратно повреждает предмет.

Медь

Преимущества: высокая теплопроводность. Это позволяет готовить пищу в медной посуде при более низкой температуре и уменьшает ее перегрев и расход энергии. Данные свойства меди особенно важны для нескольких разделов кулинарии, в том числе – изготовления соусов и карамели. Посуда, изготовленная из меди, выигрышно смотрится как на вашей кухне, так и на вашем столе. Кроме того, она чрезвычайно стойка к различного рода бактериям и прослужит вам очень долго.

Недостатки: посуда из меди достаточно дорога. Она имеет весьма большой вес и требует особого ухода. В ней категорически не рекомендуется готовить определенные блюда, которые могут вызвать реакцию окисления. Кроме того, медную утварь запрещено мыть в посудомоечной машине.

Примечания: медь широко используется в молочной промышленности. Речь идет не только об аппаратуре, в которой применяются детали, выполненные из этого материала, но и об участии этого металла в различных пищевых процессах. Химические свойства меди позволяют использовать ее для дистилляции. Определенные качества меди делают ее просто незаменимой в области консервирования, поскольку именно она помогает обрабатываемым овощам и фруктам сохранить их натуральный цвет, вкус и аромат. Медный котел или перегонный куб — неотъемлемая составляющая при производстве сыров Грана Падано и Пармезан, а также таких всемирно известных напитков, как коньяк и арманьяк.

Медь подлежит переработке, которая не наносит ущерба экологии нашей планеты, поскольку при данном процессе металл не выделяет какие-либо вредные вещества и перерабатывается целиком. Подобная переработка меди сокращает затраты на ее добычу. Считается, что примерно 80 % меди, добытой еще в античные времена, до сих пор используется человечеством: разумеется, за это время «древняя» медь была переработана бесчисленное количество раз.

Влияние меди на здоровье: Люди и животные постоянно поглощают медь на протяжении всей своей жизни. Будучи природным материалом, медь содержится во многих продуктах и в воде. Определенное количество меди необходимо нам для того, чтобы мы чувствовали себя хорошо. Переизбыток меди вымывается из нашего организма естественным путем.

Марка стали AISI 304 – Dymox

Химический состав стали AISI 304

Углерод (С) ≤0,08
Хром (Cr) 18,0-20,0
Марганец (Mn) ≤2,0
Кремний (Si) ≤0,75
Фосфор (Р) ≤0,045
Сера (S) ≤0,03
Селен (Se) 0,15
Железо (Fe) остальное

Физические свойства AISI 304

Плотность 8,00 г /см³
Температура плавления 1450 °C
Тепловое расширение 17,2 x10-6/K
Модуль упругости 193 ГПа
Теплопроводность 16,2 Вт / мK
Удельное электрическое сопротивление 0,072 x10-6 Ω. М

Механические свойства AISI 304

Прочность на сжатие 210 МПа
Предел текучести 210 МПа Мин
Прочность на разрыв 520 до 720 МПа
Деформация растяжения 45% в мин

Применение

Помимо высокой коррозионной стойкости аустенитная сталь AISI 304 обладает высокой пластичностью, что позволяет широко использовать AISI 304 в штампованных изделиях с высоким уровнем вытяжки и сложным рельефом, например при изготовлении моек, раковин и тому подобных предметов обихода. Благодаря низкому содержанию углерода сталь AISI 304 обладает улучшенными сварочными характеристиками.

Основная сфера применения стали AISI 304 — пищевая промышленность: изготовление различных емкостей, передающих устройств. Практически во всех молочных и пивоваренных производствах используется сталь AISI 304 в качестве основного материала для изготовления оборудования, инструмента и приборов.

Пожалуй, второй по значимости отраслью промышленности, которая не может обойтись без стали AISI 304, без преувеличения можно назвать фармацевтическую и медицинскую промышленности. В этих отраслях AISI 304 применяют при производстве медицинского и фармакологического оборудования и инструмента, имплантатов и медицинской мебели.

Самый большой объем потребления стали AISI 304 в нефтехимических и химических производствах. Благодаря высокой сопротивляемости агрессивным средам трубы AISI 304 в этих производствах повсеместно применяются повсеместно. Кроме того, имеется специфическое оборудование, например щелевые фильтры, которые производятся только из проволоки марок AISI 304 и AISI 321.

Еще одна область применения стали марки AISI 304 – ресторанный бизнес и производство домашней утвари, в том числе посуды.

Сталь марки AISI 304 является наиболее часто применяемой из всех коррозионностойких сталей. По физическим механическим свойствам химическому составу наиболее близко она подходит российской марке 08Х18Н10. По стандартам Евросоюза сталь AISI 304 имеет обозначение 1.4301. Отличительной особенностью аустенитной стали AISI 304 является оптимальное содержание никеля и хрома. До сих пор ее иногда называют 18/8, что подчеркивает содержание этих металлов в составе AISI 304 – 18% хрома и 8% никеля. В зависимости от содержания углерода в стали AISI 304 выделяют два дополнительных подкласса – с пониженным содержанием углерода AISI 304L (аналог российской 03Х18Н11) и с повышенным содержанием углерода AISI 304H использующаяся в основном при высокотемпературных производствах.

Коррозионная стойкость

Сталь марки AISI 304 обладает отличной коррозионной стойкостью во многих средах и при контакте с различными агрессивными средами. Кроме того изделия из стали AISI 304 имеют низкую подверженность точечной (питтинговой) и щелевой коррозии, даже в средах, содержащих хлориды. Трещинообразование от коррозии под напряжением может произойти при температурах выше 60 ° C.

Жаростойкость

AISI 304 имеет хорошую стойкость к окислению при температурах до 870 °C, а при длительной эксплуатации и до 925 °C.

Тем не менее, длительное пребывание при температуре 425-860 °С не рекомендуется если требуется коррозионная стойкость в водной среде. В этом случае больше подходит сталь марки AISI 304L из-за ее устойчивости к выделению карбидов.

В случаях, когда требуется высокая прочность при температурах от 500 °C до 800 °C, лучше применять сталь AISI 304H. Этот материал будет дольше сохранять коррозионную стойкость в воде.

Обработка стали AISI 304

Изготовление всех изделий из нержавеющей стали марки AISI 304 должно выполняться только предназначенными для обработки нержавеющей стали инструментами. Рабочая поверхность заготовки и применяемый в процессе обработки стали AISI 304 рабочий инструмент должен быть тщательно очищен перед использованием. Эти меры предосторожности необходимы во избежание вторичного загрязнения (контаминирования) из-за соприкосновения нержавеющей стали AISI 304 с подверженными коррозии металлами, которые могут загрязнить поверхность изготавливаемого изделия.

Холодная обработка стали AISI 304 достаточно эффективна, так как она очень быстро затвердевает. При обработке стали AISI 304 холодным способом могут потребоваться промежуточные стадии отжига, необходимые для облегчения упрочнения и предупреждения разрывов или трещин. Изделие из стали AISI 304 после завершения его изготовления должно быть подвержено процедуре полного отжига. Данная операция необходима для уменьшения внутреннего напряжения металла.

Горячая обработка стали AISI 304 такая, как и ковка должна сопровождаться равномерным нагревом до температуры 1149-1260°С. Непосредственно после обработки деталь должна быть быстро охлаждена для обеспечения максимальной защиты от коррозии.

Механическая обработка

Благодаря высокой текучести нержавеющая сталь AISI 304 обладает высокой обрабатываемостью. Для повышения способности стали AISI 304 подвергаться обработке необходимо соблюдать следующие правила. Края металлорежущего инструмента должна быть острыми во избежание избыточного уплотнения в местах обработки. Для этой же цели желательно, чтоб резка была быстрой, но глубокой. При обработке желательно использовать стружколомные устройства для своевременного отделения обрезков и во избежание деформации заготовки. В связи с низкой теплопроводностью аустенитных сплавов, таких как AISI 304, высока вероятность перегрева режущей кромки инструмента. Поэтому при обработке изделий из стали AISI 304 необходимо использование охлаждающих и смазочных материалов

Термообработка

Нержавеющая сталь AISI 304 не может улучшать свои физические характеристики при термической обработке, поэтому термообработка применяется только для снижения напряжения поверхностного слоя посредством быстрого охлаждения после нагревания до 1010-1120 °С.

Сварка

Показатели плавкости нержавеющей стали AISI 304 довольно высокие, поэтому она неплохо подвергается автогенной сварке (сварке плавлением) даже без использования присадочных материалов.

При электрической сварке в качестве наполнителя для электрода и присадочного материала для стали AISI 304 рекомендуется использовать сталь AISI 308 или ее российский аналог Св-04Х19Н9, для стали AISI 304L лучше подойдут электроды из стали AISI 308L с рутилово-кислотным покрытием (AC/DC).

После проведения сварочных операций места сварных соединений стали AISI 304 желательно подвергать отжигу. Эта операция необязательна для стали 304L. В случае, если после сварки термическая обработка металла невозможна, желательно применять сталь марки AISI 321.

Другие обозначения AISI 304

1.4301, SUS304, S30400, 304S15, 304S16, 304S31, EN58E

Page load link Go to Top

Теплопроводность стали

Термические свойства и общие области применения стали и других стальных сплавов

Введение

Поскольку в настоящее время это самый востребованный металл во всем мире, сталелитейные компании постоянно производят этот сплав для широкого спектра применения. приложений, охватывающих несколько различных отраслей. Его популярность объясняется способностью образовывать тысячи различных композиций, обладающих уникальным сочетанием свойств. Эти свойства позволяют производителям выбирать определенный состав металла, который лучше всего подходит для выполнения специализированной задачи.

На базовом уровне сталь можно описать как сплав железа и углерода. Сплав определяется как металл, полученный путем соединения двух или более металлических элементов. В случае стали формируются различные сплавы для повышения общей прочности металла и повышения его устойчивости к коррозии. Из-за чрезвычайной универсальности стали и ее способности сочетаться с рядом различных элементов это привело к созданию более 3500 различных марок металла, которые были классифицированы на основе их различных свойств. Эти сорта определяются на основе количества присутствующего углерода, способа обработки металла и других сплавов, которые он мог включить в смесь металлов.

Рисунок 1: Сталелитейный завод, расположенный в Европе. Фото Tata Steel Europe.

Теплопроводность стали

Сталь имеет один из самых низких показателей теплопроводности среди всех металлов, что делает ее идеальным материалом для использования в высокотемпературных средах, таких как двигатели автомобилей или самолетов. Теплопроводность описывает скорость, с которой тепловая энергия передается через материал. Эта скорость измеряется в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт/(мК). Материал с высокой теплопроводностью может передавать тепло быстрее и эффективнее, чем материал с низкой теплопроводностью.

Плохие теплопроводники, такие как сталь, очень медленно переносят тепло и являются идеальными материалами для использования в качестве изоляторов. Большинство металлов обладают высокой теплопроводностью и содержат много быстро движущихся электронов, в первую очередь отвечающих за теплопроводность. Измеренная теплопроводность стали составляет приблизительно 45 Вт/(мК), что является чрезвычайно низким показателем по сравнению с медью и алюминием, которые демонстрируют значение теплопроводности 398 Вт/(мК) и 235 Вт/(мК) соответственно.

Рисунок 2: Схема расположения стали в самолете. Идеально подходит для использования в местах с высокой температурой воздействия, например, внутри и вокруг двигателей. Фото с сайта Aviation.Stack Exchange.

Категории стали

Универсальность стали и некоторые из ее ключевых термических свойств привели к тому, что этот металл доминирует во многих отраслях промышленности. Сталь часто используется при производстве оборудования для пищевой промышленности, медицинских приборов и кухонной техники. В зависимости от конкретного типа стали ее применение может стать еще более конкретным и специализированным. Сталь часто подразделяют на четыре группы: углеродистые стали, легированные стали, инструментальные стали и нержавеющие стали.

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь содержит только следовые количества элементов, кроме углерода и железа. Этот тип стали используется чаще всего, на его долю приходится примерно 90% производства стали. Углеродистую сталь можно разделить на три подгруппы в зависимости от содержания углерода. Низкоуглеродистые стали/мягкие стали содержат до 0,3% углерода и обладают низкой прочностью и высокой пластичностью, что отлично подходит для таких применений, как машинная сварка, конструкционные формы (двутавровые балки, швеллеры и угловые железные трубы), строительство, компоненты мостов, и консервные банки. Низкоуглеродистая сталь является наиболее широко используемой подгруппой и является чрезвычайно универсальным и экономически выгодным вариантом для производственных компаний. Среднеуглеродистая сталь (0,3-0,6% углерода) обладает более высокой прочностью и износостойкостью, чем низкоуглеродистая сталь, и часто используется для изготовления железнодорожных путей, колес поездов, зубчатых колес и деталей машин. Высокоуглеродистая сталь (более 0,6% углерода) обладает наибольшей износостойкостью и прочностью и часто используется в режущих инструментах и пружинах.

Углеродистые стали представляют группу с самой высокой теплопроводностью, составляющей в среднем 45 Вт/(м/К). Стали, содержащие более 0,1% углерода (в зависимости от толщины), можно упрочнить термической обработкой для повышения прочности металла. К наиболее часто используемым термическим обработкам относятся отжиг, закалка и отпуск.

Рисунок 3: Стержни из углеродистой (мягкой) стали. Фото: Jatinsanghvi/Commons.Wikimedia.org

Легирующая и инструментальная сталь

Легирующие стали содержат дополнительные элементы, включая никель, медь, хром и/или алюминий. Добавление этих металлов оказывает сильное влияние на прочность стали и другие важные свойства, такие как пластичность, коррозионная стойкость и обрабатываемость. Инструментальные стали — еще одна основная группа металлов, из которых изготавливается отличное оборудование для резки и сверления, поскольку они содержат вольфрам, молибден, кобальт и ванадий. Добавление этих элементов может значительно повысить термостойкость и долговечность.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь обладает низкой теплопроводностью 15 Вт/(мК), что позволяет ей удерживать больше энергии, которая стабилизирует температуру окружающей среды лучше, чем другие типы стали. Из-за своей способности оставаться стабильной при воздействии более высоких температур нержавеющая сталь часто используется в таких областях, как пищевая промышленность, печи и конвейеры, которые часто подвергаются воздействию высоких температур. Идея нержавеющей стали была обнаружена в начале 19^-й-й век, но потребовалось более 80 лет, чтобы разработать надежный промышленный метод производства металла. В настоящее время существует более 150 марок нержавеющей стали; однако часто используются только 15 классов.

Рисунок 4: Пример коррозии нержавеющей стали. Фото: D3j4vu/Commons.Wikimedia.org

Нержавеющая сталь марок 304 и 316

Нержавеющая сталь марок 304 и 316 является двумя наиболее часто производимыми типами металла. Каждый тип обладает уникальными свойствами, связанными с тем, как они реагируют на воздействие различных сред. Нержавеющая сталь 304 и 316 содержат смесь железа и хрома, но точное соотношение этих двух металлов создает четкую разницу между этими двумя сортами.

Нержавеющая сталь 304 является наиболее универсальной и широко используемой маркой металла и идеально подходит для применений, которые могут подвергаться воздействию более высоких температур. Этот сорт обычно содержит 18% хрома и 8% никеля. Он является ключевым компонентом в производстве моек, кастрюль, столовых приборов, труб, пивоваренного оборудования, оборудования для молочной и пищевой промышленности, а также оборудования для фармацевтического производства.

Нержавеющая сталь 316 содержит меньше хрома (всего 16%), но больше никеля и молибдена. Хотя марка 316 занимает второе место по объему продаж, она обеспечивает превосходную коррозионную стойкость к вредным хлоридам и кислотам, которые, как известно, повреждают и окрашивают сталь. Это чрезвычайно популярный сорт для использования в медицинском оборудовании, имплантатах, сфере общественного питания, обработке и приготовлении, прибрежной среде, районах с высоким уровнем соли и средах, которые подвергаются повышенному воздействию щелочей и кислот. Это повышение устойчивости к коррозии также облегчает очистку, поскольку вредные химические вещества с меньшей вероятностью могут повредить внешний вид стали. Если коррозионное повреждение не является серьезной проблемой для строительных компаний, они, скорее всего, выберут марку 304, а не 316, поскольку это более экономичный вариант.

Заключение

Сталь — удивительно универсальный металл, который имеет множество применений и используется во многих отраслях промышленности. Сталь — это сплав, который может состоять из различных металлов и элементов, что дает ему возможность хорошо работать в различных условиях при воздействии различных условий окружающей среды. Все категории и марки стали обладают чрезвычайно низкой теплопроводностью, особенно для металла. Это дает стали возможность сохранять структурную целостность в условиях повышенной температуры и стресса. Эти уникальные термические свойства и другие ключевые характеристики стали делают и будут делать этот конструкционный металл самым популярным в мире.

Автор: Каллиста Уилсон | Младший технический писатель | Thermtest

Каталожные номера

Нержавеющая сталь 304 и 316: что вам нужно знать. (2018, 30 апреля). Получено 26 августа 2020 г. с https://www.unifiedalloys.com/blog/304-316-stainless/

Углеродистая сталь: свойства, производство, примеры и применение. (н.д.). Получено 26 августа 2020 г. с https://matmatch.com/learn/material/carbon-steel

Сравнение теплопроводности нержавеющей стали с другими металлами. (2020, 30 января). Получено 26 августа 2020 г. с https://www.stainless-structurals.com/blog/comparing-the-thermal-conductivity-of-stainless-steel-to-other-metals/ 9.0005

Фассел, А. (2018, 04 июня). 10 забавных фактов о нержавеющей стали. Получено 26 августа 2020 г. с https://www.diversifiedmetals.com/10-fun-facts-stainless-steel/

При поддержке Aalco — Stockist Black and Non-Ferrous Metals, 18 мая 2005 г. (2020, 29 мая). Нержавеющие стали – свойства, изготовление и применение нержавеющей стали 304. Получено 26 августа 2020 г. с https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=2867

STEELS. (н.д.). Получено 26 августа 2020 г. с http://www.thermopedia.com/content/1152/9.0005

Тепловые свойства углеродистой стали – температура плавления … (без даты). Получено 26 августа 2020 г. с https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/metals-what-are-metals/steels-properties-of-steels/carbon-steel-plain-carbon-steel/thermal. -свойства-температуры-плавления-теплопроводности-углеродистой стали/

Тепловые свойства углеродистой стали – температура плавления … (n.d.). Получено 26 августа 2020 г. с https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/metals-what-are-metals/steels-properties-of-steels/carbon-steel-plain-carbon-steel/thermal. -свойства-температуры-плавления-углеродистой-стали-теплопроводность/

Является ли нержавеющая сталь хорошим проводником тепла?

Нержавеющая сталь плохо проводит тепло. А еще он отлично подходит для изготовления посуды из него. Вот почему.

Теплопроводность металлов измеряется в ваттах на метр-кельвин (Вт/м·К). Это свойство, которое описывает способность металла передавать тепло от самого горячего конца к самому холодному концу. Низкое значение означает плохую проводимость, высокое значение означает отличную проводимость.

Предположим, что металл имеет теплопроводность 1 Вт/м·К. Это означает, что 1-метровый куб, сделанный из этого металла, будет проводить тепло от одного конца к другому со скоростью 1 Вт на каждый градус изменения в температуре.

При теплопроводности 14,4 Вт/м·К нержавеющая сталь является плохим проводником тепла. Тем не менее, он используется в производстве посуды, потому что сковороды и кастрюли из нержавеющей стали долговечны и их можно мыть в посудомоечной машине.

Звучит нелогично, я знаю. Особенно, если учесть, что рестораторы и повара обожают посуду из нержавеющей стали, а некоторые из самых дорогих сковородок и кастрюль в универмагах сделаны именно из этого металла. (Мы доберемся почему через минуту.)

Чтобы понять, насколько плохо нержавеющая сталь проводит тепло, давайте сравним ее с четырьмя другими металлами, обычно используемыми для изготовления посуды: чугуном, углеродистой сталью, алюминием и медью.

По сравнению с чугуном, имеющим теплопроводность 52 Вт/м·К, нержавеющая сталь проводит тепло в 3½ раза хуже;
По сравнению с углеродистой сталью, теплопроводность которой составляет 54 Вт/м·К, нержавеющая сталь проводит тепло в 3½ раза хуже;
По сравнению с алюминием, имеющим теплопроводность 237 Вт/м·К, нержавеющая сталь в 16½ раз хуже проводит тепло;
По сравнению с медью, теплопроводность которой составляет 413 Вт/м·К, нержавеющая сталь в 28½ раз хуже проводит тепло.

Так почему же одна из лучших кухонных принадлежностей сделана именно из него?

Почему посуда сделана из нержавеющей стали

Во-первых, нержавеющая сталь устойчива к коррозии и ржавчине. (Единственным другим металлом, о котором можно сказать это, является алюминий. )

С точки зрения химического состава нержавеющая сталь представляет собой сплав железа, углерода, хрома и никеля. Содержание углерода делает сталь прочной и надежной. Никель делает его складным и гибким. И последнее, но не менее важное: хром обеспечивает защиту от элементов.

Нержавеющая сталь как металл инертна. Если вы варите что-то с консервированными помидорами, уксусом или вином, кислотность жидкости для приготовления не будет реагировать на стальную поверхность. Используйте сковороду из чугуна или углеродистой стали, и пищевое железо впитается в вашу пищу, придав ей сильный металлический привкус.

Алюминий и медь не только реактивны, но и токсичны, особенно при проглатывании в больших количествах. Вот почему все алюминиевые сковороды имеют твердое анодирование, керамическое или антипригарное покрытие. По тем же причинам медные кастрюли футерованы оловом, серебром или нержавеющей сталью (отсюда и выражение «серебряная футеровка»).0005

Не забывайте, что нержавеющая сталь долговечна и ее можно мыть в посудомоечной машине.

Вы готовите на голом металле, поэтому можете использовать посуду из стали, переворачивать продукты металлическими лопаточками и помешивать соусы металлическими ложками, не беспокоясь о том, что поцарапаете покрытие; нет покрытия, которое можно поцарапать.

Конечно, у этого есть недостатки. Жарочные поверхности из нержавеющей стали известны своей липкостью; вам нужно добавить ложку или две кулинарного масла и предварительно разогреть сковороду достаточно долго, чтобы продукты, такие как яйца или рыбное филе, не прилипали.

Вы можете без колебаний загружать сковороду из нержавеющей стали в посудомоечную машину. Если ручка изготовлена из прочного материала, она не обесцвечивается, не подвергается коррозии или ржавчине. Я делаю большую часть своей ежедневной готовки из нержавеющей стали и мою все свои кастрюли и кастрюли в посудомоечной машине; они до сих пор в отличном состоянии.

Плохая теплопроводность означает превосходное сохранение тепла

В то время как алюминиевая или медная кастрюля нагревается всего за 20–30 секунд, кастрюля или кастрюля из нержавеющей стали нагреваются за 2–3, а иногда даже за 4–5 минут. температура. Для некоторых способов приготовления это может быть преимуществом.

Нержавеющая сталь обладает отличной способностью удерживать тепло. Он так же неохотно отдает тепло, как и поглощает его. Температура посуды из нержавеющей стали не будет сильно колебаться, когда вы кладете в нее холодный стейк или новую партию рыбного филе, поэтому ваша пища лучше подрумянится и приготовится быстрее.

Сковороды и кастрюли этого типа прекрасно подходят для приготовления пищи, требующей сильного и устойчивого нагрева, от обжаривания до тушения.

Секрет в конструкции

Хотя их название говорит об обратном, сковороды и кастрюли из нержавеющей стали изготавливаются из комбинации металлов, а не только из нержавеющей стали.

Чтобы компенсировать плохую проводимость этого металла, производители кухонной посуды изготавливают внешнюю часть своей посуды из нержавеющей стали и соединяют дно, а в хорошо сконструированных кастрюлях и кастрюлях — всю сердцевину, алюминием или медью.

Медь является лучшим проводником тепла. Увы, это также невероятно дорого. Вот почему его можно найти только в самых дорогих кастрюлях и кастрюлях, обычно висящих на стенах домов знаменитых шеф-поваров. Алюминий доступен по цене и, с точки зрения приготовления пищи в домашних условиях, так же хорош.

В настоящее время существует две технологии соединения стали с алюминием или медью.

Более дешевые сковороды и кастрюли состоят из корпуса из нержавеющей стали с толстым, тяжелым алюминиевым или медным диском, прикрепленным к нижней части на дне. Благодаря диску происходит быстрый и равномерный нагрев жарочной поверхности, а не боковых сторон.

Сковороды и кастрюли среднего и высокого класса имеют корпус, изготовленный из чередующихся металлов, спрессованных в форме посуды для приготовления пищи. Эта технология, известная как «обшивка», обеспечивает быстрый и равномерный нагрев всего помещения.

Как правило, облицованная посуда может состоять из трех (трехслойных), пяти (пятислойных) и семи (семислойных) слоев металла. Трехслойные и пятислойные сковороды лучше всего подходят для домашней кухни; семислойные сковороды слишком дороги и предназначены в первую очередь для профессиональных поваров.

Когда покупать посуду из нержавеющей стали

Эти коричневые кусочки пищи, которые прилипают ко дну сковороды во время приготовления? Вместо того, чтобы промывать их в канализацию, вы можете деглазировать их, чтобы приготовить самый вкусный соус для сковороды. (Как говорится, это не баг — это фича.)

Если вам нужна цельнометаллическая сковорода, но вы не хотите возиться с приправами из чугуна или углеродистой стали, посуда из нержавеющей стали — отличный выбор. Вы получаете все преимущества приготовления пищи с использованием металла без каких-либо сложных ритуалов по уходу и обслуживанию. №

Нержавеющая сталь фактически является выбором для домашних поваров, которые хотят иметь возможность мыть сковородки и кастрюли в посудомоечной машине. Хотя керамические и антипригарные сковороды часто позиционируются как пригодные для мытья в посудомоечной машине, болты и заклепки на их ручках подвержены коррозии и ржавчине.

Титан и нержавеющая сталь, в чем разница?

Остин Пэн
6 января 2021 г.
Категория: Блог

Давайте сравним 17 различий между титаном и нержавеющей сталью

Титан и нержавеющая сталь: состав элементов

Состав элементов — это характеристика, которая может использоваться для различения титана и нержавеющей стали. Для сравнения, коммерчески чистый титан содержит множество элементов, включая азот, водород, кислород, углерод, железо и никель. Имея титан в качестве основного элемента, состав других элементов варьируется от 0,013 до 0,5 процента.

Нержавеющая сталь, с другой стороны, состоит из разновидностей элементного состава с 11% хрома, а также других элементов с процентным содержанием от 0,03% до более 1,00%. Содержание хрома в нержавеющей стали помогает предотвратить ржавчину, а также обеспечивает характеристики термостойкости. Эти элементы включают алюминий, кремний, серу, никель, селен, молибден, азот, титан, медь и ниобий.

Сравнение титана и нержавеющей стали: коррозионная стойкость

Когда речь идет о коррозионно-стойких применениях, существует термин, называемый специальными металлами. Эти специальные металлы обладают высокой коррозионной стойкостью. В этом контексте специальные металлы, такие как титан, обладают высокой коррозионной стойкостью и механической стабильностью, в то время как другие металлы, такие как нержавеющая сталь и многие другие, являются недостаточными. Материалы из нержавеющей стали обладают превосходными механическими свойствами; однако их коррозионная стойкость ограничена. Это ограничение в основном встречается в концентрированных кислотах при высоких температурах.

Сравнение титана и нержавеющей стали: электропроводность

Электропроводность связана с потоком электронов через материал из-за падения потенциала. Кроме того, атомная структура такого металла сильно влияет на его электропроводность. По сравнению с использованием меди в качестве стандарта для измерения электропроводности, титан не является хорошим проводником. Он демонстрирует проводимость меди около 3,1%, в то время как нержавеющая сталь имеет проводимость меди 3,5%.

С другой точки зрения, электрическое сопротивление, которое представляет собой противодействие материала потоку электронов. С этой точки зрения титан обладает плохой электропроводностью. В результате титан является хорошим резистором.

Титан и нержавеющая сталь: теплопроводность

С другой стороны, теплопроводность нержавеющей стали находится в диапазоне от 69,4 до 238 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F. Это означает, что нержавеющая сталь обладает более высокой теплопроводностью по сравнению с титаном. В ситуации, когда теплопроводность имеет приоритет над другими характеристиками, то можно рассматривать нержавеющую сталь.

Сравнение титана и нержавеющей стали: температура плавления

Температура плавления материала, известная как температура плавления, представляет собой температуру, при которой материал начинает переходить из твердой фазы в жидкую. При этой температуре твердая фаза материала и жидкая фаза такого материала находятся в равновесии. Как только материал достигает этого температурного уровня, его можно легко формовать и использовать для термических применений.

Титан по сравнению с нержавеющей сталью: твердость

Твердость материала — это сравнительная величина, которая помогает описать реакцию такого материала на травление, деформацию, царапание или вмятину на поверхности материала. Эта мера в основном выполняется с использованием инденторных машин, которые существуют в большом количестве в зависимости от прочности материала. Для высокопрочных материалов производители или пользователи используют критерий твердости по Бринеллю.

Хотя твердость нержавеющей стали по Бринеллю сильно различается в зависимости от состава сплава и термической обработки, в большинстве случаев она тверже титана. Однако титан легко деформируется при вмятинах или царапинах. Чтобы избежать этого, титан образует оксидный слой, называемый слоем оксида титана, который образует исключительно твердую поверхность, сопротивляющуюся большинству сил проникновения. Титан и нержавеющая сталь являются прочными материалами, которые отлично работают в суровых условиях.

Титан и нержавеющая сталь: вес

В результате титан жизненно необходим для проектов, требующих минимального веса при максимальной прочности. Вот почему титан отлично подходит для изготовления деталей самолетов и других приложений, зависящих от веса. С другой стороны, сталь применяется в шасси транспортных средств и во многих других, но в большинстве случаев снижение веса часто вызывает озабоченность.

Титан по сравнению с нержавеющей сталью: долговечность

Долговечность материала — это его способность оставаться функциональными без использования чрезмерного ремонта или технического обслуживания всякий раз, когда материал сталкивается с проблемами нормальной эксплуатации в течение периода полураспада. И титан, и нержавеющая сталь долговечны благодаря превосходным свойствам, которые они предлагают. Для сравнения, титан примерно в 3-4 раза прочнее нержавеющей стали. Это делает титан долговечным в течение нескольких поколений. Тем не менее, титан можно легко поцарапать, так как он требует регулярной полировки или рискует повредить его поверхность или потускнеть.

Титан и нержавеющая сталь: обрабатываемость

Обрабатываемость — это сравнительная оценка, присваиваемая металлам для определения их реакции на механические нагрузки, включая фрезерование, токарную обработку, штамповку и многое другое. Эта оценка имеет жизненно важное значение для проведения сравнений, чтобы определить лучший обрабатываемый материал для успеха вашего проекта. Кроме того, показатели обрабатываемости можно использовать для определения типа используемой механической обработки. Модуль упругости титана почему-то низкий, что говорит о том, что титан легко изгибается и деформируется. Это связано с трудностью обработки титана, поскольку он склеивает фрезы и предпочитает возвращаться к своей первоначальной форме.

Титан и нержавеющая сталь: формуемость

Кроме того, титан имеет большую склонность к истиранию по сравнению с нержавеющей сталью и может быть исправлен с помощью горячей штамповки. Кроме того, может иметь место возврат пружины, в то время как подавляющее большинство титана изготавливается путем холодной или горячей штамповки с последующей горячей проклейкой для решения этой проблемы.

Титан и нержавеющая сталь: свариваемость

Свариваемость — также известная как соединяемость, представляет собой способность материала к сварке. Титан и нержавеющая сталь можно сваривать, но один из двух металлов сваривается легче, чем другой. Свариваемость материала обычно используется для определения процесса сварки и для сравнения качества окончательного сварного шва с качеством другого материала. Для сравнения, нержавеющая сталь легче сваривается по сравнению с титаном. Это связано с тем, что сварка титана — это специальность внутри специальности. Хотя на первый взгляд сварка титана похожа на сварку стали, она требует высокого профессионализма.

Сравнение титана и нержавеющей стали: предел текучести

С другой стороны, нержавеющая сталь является идеальным материалом, когда в проекте требуется общая прочность. В заключение, когда в проекте требуется только прочность, нержавеющая сталь является идеальным выбором, тогда как титан предпочтительнее, когда требуется прочность на единицу массы.

Сравнение титана и нержавеющей стали: предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении материала является максимальным значением на инженерной кривой напряжения-деформации. Это максимальное напряжение, которое может выдержать материал при растяжении. Предельная прочность на растяжение в большинстве случаев сокращается до «прочности» или «предела прочности».

Когда металл достигает предела прочности при растяжении, материал подвергается сужению, при котором площадь поперечного сечения локально уменьшается. При сравнении титан демонстрирует предел прочности при растяжении 230 МПа (31900 фунтов на квадратный дюйм), в то время как нержавеющая сталь имеет предел прочности при растяжении от 34,5 до 3100 МПа (5000–450000 фунтов на квадратный дюйм). Это значение показывает, что нержавеющая сталь имеет более высокий предел прочности при растяжении и поэтому предпочтительнее титана.

Сравнение титана и нержавеющей стали: прочность на сдвиг

Прочность материала на сдвиг — это его свойства сопротивления сдвигающей нагрузке до того, как компонент разрушится при сдвиге. Действие сдвига обычно происходит в направлении, параллельном направлению силы, действующей на плоскости. Напряжение сдвига титана составляет от 240 до 335 МПа в зависимости от свойств сплава, в то время как напряжение сдвига нержавеющей стали составляет от 74,5 до 597 МПа. Это показывает, что нержавеющая сталь является идеальным выбором в ситуациях, когда требуется высокая устойчивость к сдвигающей нагрузке.

Титан и нержавеющая сталь: цвет

Титан по сравнению с нержавеющей сталью: Цена

Сравнение титана с нержавеющей сталью: области применения

Применение титана

Титан используется в самых разных областях, включая легирующий элемент в стали для уменьшения размера зерна, а также в качестве раскислителя. Он также применяется в нержавеющей стали для снижения содержания углерода. В космической промышленности титан в основном используется в следующих отраслях:

Аэрокосмическая промышленность

Титан широко применяется в аэрокосмической и морской промышленности, включая его использование в самолетах, военно-морских кораблях, ракетах, бронежилетах, космических кораблях и многих других. Это связано с его сопротивлением усталости, высокой стойкостью к растрескиванию, высоким отношением прочности на растяжение к плотности, способностью выдерживать умеренно высокие температуры без ползучести и выдерживать высокую коррозионную стойкость.

Промышленность

Архитектура и бытовая техника

Титановые металлы применимы в широком спектре бытовых применений, включая автомобильную промышленность. Особенно автомобильные и мотоциклетные гонки, где требуется высокая прочность, жесткость и малый вес. Титан также используется во многих спортивных товарах, включая теннисные ракетки, клюшки для лакросса, крикет, хоккей, клюшки для гольфа, решетки для футбольных шлемов, велосипедные рамы и компоненты. Они также используются в оправах для очков, которые очень дороги, но прочны, легки, долговечны и не вызывают кожной аллергии.

Ювелирные изделия

Титан — популярный продукт, используемый в ювелирной промышленности благодаря своей прочности, особенно в титановых кольцах. Химически титан инертен, что делает его более подходящим для людей, страдающих аллергией, или для тех, кто носит украшения в определенных условиях, таких как плавательные бассейны. В этой отрасли титан сплавляют с золотом, чтобы получить то, что продается как 24-каратное золото. Даже в часовой промышленности в наши дни титан используется из-за его впечатляющих свойств, таких как легкий вес, долговечность, коррозионная стойкость и устойчивость к вмятинам.

Медицинская промышленность

Титан нетоксичен и используется во многих областях медицины. Они используются в производстве хирургических инструментов и имплантатов, включая зубные имплантаты, тазобедренные суставы и гильзы.

Другие области применения включают производство наночастиц, используемых в электронике, а также доставку косметики и фармацевтических препаратов. Он также применим в производстве хирургических инструментов, используемых в хирургии под визуальным контролем, включая костыли, инвалидные коляски, а также другие инструменты, требующие небольшого веса и высокой прочности.

Хранение ядерных отходов

В связи с высокой коррозионной стойкостью титана титан используется для изготовления контейнеров для длительного хранения ядерных отходов. Несколько исследований титана подтвердили, что титан может быть использован для производства контейнеров, срок службы которых превышает 100 000 лет. В результате титан устанавливается поверх других контейнеров, чтобы сделать их долговечными.

Применение нержавеющей стали

Архитектура

Нержавеющая сталь используется в зданиях благодаря ее долговечности и эстетичности. Нержавеющая сталь используется в строительстве современных зданий – благодаря разработке высокопрочных марок нержавеющей стали, таких как дуплексные марки. Нержавеющая сталь обладает низкой отражательной способностью, поэтому ее используют в качестве кровельного материала в аэропортах, чтобы предотвратить ослепление пилотов.

Также помогает поддерживать температуру поверхности крыши близкой к температуре окружающей среды. Они также используются для автомобильных и пешеходных мостов в виде труб, пластин или арматурных стержней.

Переработка бумаги, целлюлозы и биомассы

Химическая и нефтехимическая промышленность

Пищевая промышленность

Энергия

Нержавеющая сталь обычно используется во всех типах электростанций, от солнечных до атомных. Они идеально подходят в качестве механической опоры для энергоблока в ситуации, когда требуется проникновение жидкости или газа. Например, фильтры в охлаждающем оборудовании, опорные конструкции в электролитическом производстве электроэнергии, очистка горячего газа и многое другое.

Огнестрельное оружие

Нержавеющая сталь используется в некоторых видах огнестрельного оружия в качестве альтернативы вороненой или пакетированной стали. Например, некоторые модели пистолетов, включая Colt M19.11 и Smith and Wesson Model 60 полностью изготовлены из нержавеющей стали. Использование нержавеющей стали дает глянцевое покрытие, напоминающее никелирование. В отличие от никелирования, покрытие не подвержено шелушению, отслаиванию, истиранию или ржавчине при царапании.

Автомобили

Медицинская промышленность

Медицинские и хирургические инструменты в основном изготавливаются из нержавеющей стали из-за способности к стерилизации в автоклаве и долговечности. Кроме того, нержавеющая сталь используется в хирургических имплантатах, включая армирующие и замещающие кости. Они также используются в различных приложениях, таких как стоматология и многое другое.

3D-печать

Сводная сравнительная таблица

На основе нашего сравнения в предыдущем разделе мы представляем сводную таблицу, которая поможет обобщить результаты. Ниже приведены наши сводные таблицы.

Сравнение титана и нержавеющей стали: часто задаваемые вопросы

Резюме

Теплофизические свойства нержавеющих сталей (Технический отчет)

Теплофизические свойства нержавеющих сталей (Технический отчет) | ОСТИ.

GOV

перейти к основному содержанию

Полная запись
Другие связанные исследования

Рекомендуемые значения термодинамических и транспортных свойств нержавеющих сталей 304L и 316L приведены для температур от 300 до 3000°С и выше 0°К. Свойства в твердой области были получены путем экстраполяции имеющихся экспериментальных данных в область плавления, а для оценки свойств в жидкой области использовались соответствующие корреляции. Оцениваемые свойства включают энтальпию, энтропию, удельную теплоемкость, давление пара, плотность, коэффициент теплового расширения, теплопроводность, температуропроводность и вязкость. (9рис, 11 таблиц) (авт.)

Авторов:: Ким, К. С.

Дата публикации:: 1975-09-01

Исследовательская организация:: Аргоннская национальная лаборатория, Иллинойс (США)

Организация-спонсор:: USDOE

Идентификатор ОСТИ:: 4152287

Номер(а) отчета:: АНЛ-75-55

Номер АНБ:: НСА-33-007810

Номер контракта с Министерством энергетики:: W-31-109-ENG-38

Тип ресурса:: Технический отчет

Отношение ресурсов:: Прочая информация: ориг. Дата поступления: 30 июня 1976 г.

Страна публикации:: США

Язык:: Английский

Тема:: N50230* – Металлы, керамика и другие материалы – Металлы и сплавы – Изучение свойств, структуры и фаз; 360104* – Материалы – Металлы и сплавы – Физические свойства; *НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ- 316L- ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА; *НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ-304L- ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА; СОСТАВ ДАННЫХ; ПЛОТНОСТЬ; ЭНТАЛЬПИЯ; ЭНТРОПИЯ; УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ; ТАБЛИЦЫ; ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ; ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ; ДАВЛЕНИЕ ГАЗА; ВЯЗКОСТЬ

Форматы цитирования

MLA
АПА
Чикаго
БибТекс

Ким, С. С. Теплофизические свойства нержавеющих сталей . США: Н. П., 1975. Веб. дои: 10.2172/4152287.

Копировать в буфер обмена

Ким, CS. Теплофизические свойства нержавеющих сталей . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/4152287

Копировать в буфер обмена

Ким, К. С. 1975. «Теплофизические свойства нержавеющих сталей». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/4152287. https://www.osti.gov/servlets/purl/4152287.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_4152287, title = {Теплофизические свойства нержавеющих сталей}, автор = {Ким, CS}, abstractNote = {Рекомендуемые значения термодинамических и транспортных свойств нержавеющих сталей типа 304L и типа 316L даны для температур от 300 до 3000$sup 0$K. Свойства в твердой области были получены путем экстраполяции имеющихся экспериментальных данных в область плавления, а для оценки свойств в жидкой области использовались соответствующие корреляции. Оцениваемые свойства включают энтальпию, энтропию, удельную теплоемкость, давление пара, плотность, коэффициент теплового расширения, теплопроводность, температуропроводность и вязкость. (9рис, 11 таблиц) (авт.)}, дои = {10,2172/4152287}, URL-адрес = {https://www.osti.gov/biblio/4152287}, журнал = {}, номер =, объем = , место = {США}, год = {1975}, месяц = {9} }

Копировать в буфер обмена

Посмотреть технический отчет (1,48 МБ)

https://doi.org/10.2172/4152287

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

Аналогичные записи

Что такое термические свойства нержавеющей стали – Определение

Тепловые свойства нержавеющей стали. Теплопроводность нержавеющих сталей составляет около 20 Вт/(м·К). Температура плавления нержавеющих сталей составляет около 1450°C.

В металлургии нержавеющая сталь представляет собой стальной сплав, содержащий не менее 10,5% хрома с другими легирующими элементами или без них и не более 1,2% углерода по массе. Нержавеющие стали, также известные как стали inox или inox от французского inoxydable (неокисляемый), представляют собой стальные сплавы, которые очень хорошо известны своими коррозионная стойкость , которая увеличивается с увеличением содержания хрома. Коррозионная стойкость также может быть повышена добавками никеля и молибдена. Стойкость этих металлических сплавов к химическому воздействию коррозионно-активных веществ основана на пассивации . Чтобы пассивация происходила и оставалась стабильной, сплав Fe-Cr должен иметь минимальное содержание хрома около 10,5% по массе , выше которого пассивность может возникнуть, а ниже которой она невозможна. Хром может использоваться в качестве упрочняющего элемента и часто используется с упрочняющим элементом, таким как никель, для получения превосходных механических свойств.

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на воздействие тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность являются свойствами, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Температура плавления нержавеющей стали

Температура плавления нержавеющей стали – стали типа 304 составляет около 1450°C.

Температура плавления ферритной нержавеющей стали – сталь марки 430 составляет около 1450°C.

Температура плавления мартенситной стали из нержавеющей стали марки 440C составляет около 1450°C.

Температура плавления дуплексных нержавеющих сталей – стали SAF 2205 составляет около 1450°C.

Температура плавления дисперсионно-твердеющая сталь – нержавеющая сталь 17-4PH имеет температуру около 1450°C.

В общем, плавление является фазовым переходом вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность нержавеющих сталей

Теплопроводность 9Нержавеющая сталь 0089 – тип 304 – 20 Вт/(м.К).

Теплопроводность ферритной нержавеющей стали – марка 430 составляет 26 Вт/(м·К).

Теплопроводность мартенситной нержавеющей стали – марка 440C составляет 24 Вт/(м·К).

Теплопроводность дуплексных нержавеющих сталей – SAF 2205 составляет 19 Вт/(м·К).

Теплопроводность дисперсионно-твердеющих сталей – нержавеющая сталь 17-4PH составляет 18 Вт/(м.К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м.K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Ссылки:

Материаловедение:

Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. 19 января.93.
Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2. Январь 1993 г.
Уильям Д. Каллистер, Дэвид Г. Ретвиш. Материаловедение и инженерия: введение, 9-е издание, Wiley; 9 издание (4 декабря 2013 г.), ISBN-13: 978-1118324578.
Эберхарт, Марк (2003). Почему все ломается: понимание мира по тому, как он разваливается. Гармония. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Гаскелл, Дэвид Р. (1995). Введение в термодинамику материалов (4-е изд.). Издательство Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-56032-992-3.
Гонсалес-Виньяс, В. и Манчини, Х.Л. (2004). Введение в материаловедение. Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-07097-1.
Эшби, Майкл; Хью Шерклифф; Дэвид Себон (2007). Материалы: инженерия, наука, обработка и дизайн (1-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-8391-3.
Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

См. выше:
Нержавеющая сталь

Мы надеемся, что эта статья Тепловые свойства нержавеющей стали поможет вам. Если это так, дайте нам лайк на боковой панели. Основная цель этого веб-сайта – помочь общественности узнать интересную и важную информацию о материалах и их свойствах.

Проводит ли сталь тепло? Все, что вам нужно знать

Хотите узнать больше о том, насколько хорошо (или плохо) сталь проводит тепло, особенно по сравнению с другими материалами, доступными для вашего проекта? Вам может понадобиться понять эти концепции при выборе стального изделия, которое будет расположено вокруг тепла.

Получение материала с должным уровнем теплопроводности может сделать руководителя проекта счастливым или неудовлетворенным.

В этом посте мы рассмотрим:

Проводит ли сталь тепло?
Что такое теплопроводность?
Почему теплопроводность имеет значение?
Закон Видемана-Франца

Проводит ли сталь тепло?

Сталь в некоторой степени проводит тепло, но не так сильно, как многие другие материалы.

Теплопроводность измеряется при удельной теплоемкости в ваттах на метр-кельвин (также известном как «значение К» объекта). Чем выше значение k, тем больше тепла проводит продукт.

Стандартная углеродистая сталь имеет значение К 50, а нержавеющая сталь имеет более низкое значение К 15. Нержавеющая сталь считается плохим проводником тепла.

Имейте в виду, что теплопроводность может незначительно отличаться в зависимости от типа используемой стали.

Теплопроводность других материалов

Сталь является исключением, так как многие металлы считаются хорошими проводниками тепла. Для сравнения см. значение К следующих распространенных металлов:

Свинец – 34,7
Железо – 79,50
Латунь – 109
Алюминиевый сплав – 205
Золото – 314
Медь – 385
Серебро – 406
Алмаз – 1000

Свинец имеет более низкое значение К, чем сталь, но большинство других металлов имеют гораздо более высокое значение К.

Однако существуют и другие материалы с более низкими значениями K, которые не являются металлами:

Стекло – 0,8
Пробковая доска – 0,4
Пенополистирол – 0,033
Полиуретан e – 0,02

Газы и воздух также имеют очень низкий уровень электропроводности. Однако они все же проводят тепло в небольшой степени.

Есть вопросы по покупке стали? Мы можем помочь объяснить различия в теплопроводности продуктов Vitz Metal, таких как уголковая сталь и стальная труба .

Что такое теплопроводность?

Что такое теплопроводность? Ну, это относится к тому, как тепло или тепловая энергия передается через материал.

Существует три метода передачи тепла:

Проводимость
Конвекция
Радиация

Теплопроводность относится к скорости, с которой тепло естественным образом передается через материал без движения материала, но вместо этого используются электроны, которые передают тепловую энергию от атома металла к атому металла.

Тепловые фильмы вдоль так называемого температурного градиента от высокой температуры к низкой до тех пор, пока не установится тепловое равновесие.

Теплопроводники не только быстро нагреваются, но и быстро отводят тепло.

В качестве примера рассмотрим кастрюлю из нержавеющей стали. Когда вы прикоснетесь к нему вскоре после приготовления, вы, вероятно, заметите, что он все еще горячий. Железная сковорода дает очень похожие результаты на стальную сковороду.

Комнатная температура и теплопроводность

Комнатная температура влияет на теплопроводность продуктов, поскольку число свободных и валентных электронов увеличивается, вызывая тепловое расширение и повышенную теплопроводность.

Теплопроводность по сравнению с. Теплоемкость

Некоторые люди делают ошибку, путая теплопроводность с другими понятиями, такими как теплоемкость.

Теплоемкость означает количество тепла, необходимое для повышения температуры материала.

Почему важна теплопроводность?

Теплопроводность становится важным фактором при создании объектов, выделяющих много тепла. Вы можете или не можете хотеть, чтобы тепло передавалось другим материалам в изделии.

Хороший проводник становится чрезвычайно важным, когда речь идет о теплообменниках, таких как ваш тостер или обогреватель, поэтому большинство материалов содержат металл с высокими показателями проводимости. Вы также найдете медный провод в ситуациях, требующих высокой проводимости.

Однако материалы не всегда должны хорошо проводить тепло. Нержавеющая сталь и свинец обеспечивают низкую теплопроводность вместо того, чтобы передавать ее другим материалам, ограничивают потери тепла и позволяют материалам работать с более высокой эффективностью. Учитывайте это в процессе выбора.

Как управлять теплопроводностью

Вы можете обнаружить, что сталь обеспечивает достаточную теплопроводность, но не идеальную теплопроводность.

Для продукта с высокой теплопроводностью можно использовать теплозащитный экран или теплоизолятор для повышения его эффективности.

См. этот пост, если у вас есть вопросы о , какие металлы можно сваривать .

Закон Видемана-Франца

Иногда вам может понадобиться учитывать как теплопроводность, так и электропроводность, а электричество, очевидно, выделяет тепло.

Существует существенная связь между двумя понятиями, выраженная в законе Видмана-Франца, который гласит:

«…при определенной температуре электропроводность будет пропорциональна теплопроводности, однако при повышении температуры теплопроводность материал будет расти, а электропроводность будет уменьшаться».

Однако недавно ученые создали новый материал, известный как диоксид ванадия, который может проводить электричество, но не проводит тепло.

Заключение

Сталь проводит тепло, но проводит тепло с низкой скоростью (особенно нержавеющая сталь), поэтому это отличный выбор для высокоэффективных продуктов и продуктов, для которых по соображениям безопасности требуются низкие коэффициенты теплопроводности. Он также может быть устойчивым к истиранию.

Следует помнить, что разные стали имеют разный коэффициент теплопроводности, и вы всегда можете протестировать рассматриваемый материал, чтобы убедиться, что он соответствует стандартам вашего проекта. Сейчас, когда сталь поступает в США из разных уголков мира, невозможно предполагать статичный уровень качества.

Часто задаваемые вопросы о проводимости стали

Является ли сталь хорошим проводником тепла?

По сравнению с другими металлами сталь обладает меньшей теплопроводностью. Нержавеющая сталь проводит тепло со значительно меньшей скоростью, чем углеродистая сталь.

Какой металл лучше всего проводит тепло?

Алюминий и медь обладают самыми высокими показателями теплопроводности среди стандартных металлов, а драгоценные металлы, такие как золото и серебро, обладают еще более высокими показателями теплопроводности.

Зачем нужна низкая теплопроводность?

Хорошая теплопроводность не обязательно является лучшим решением. Более низкие показатели проводимости могут привести к более высоким показателям эффективности.

Влияет ли комнатная температура на теплопроводность?

Да. Более высокие наружные температуры воздействуют на материалы так, что они лучше проводят тепло.

О Vitz Metals

Если вам нужен поставщик стали в МакКинни, штат Техас, на которого вы можете положиться, работайте с Vitz Metals.

Компания Vitz Metals предлагает:

Полный ассортимент стальной продукции
Качественная сталь, без подделок
Мы можем доставить металл прямо к вашему месту работы в зависимости от размера заказа
Доступность в тот же день
Персональное и дружелюбное обслуживание

Наши сотрудники быстро доставят качественную продукцию и помогут вам узнать больше о доступных продуктах и о том, что вам нужно для выполнения работы.