Η αντοχή του σιδήρου εξαρτάται από τη μορφή και τη σύνθεση κράματος. Ο καθαρός σίδηρος, αν και ισχυρός από μόνος του, είναι σχετικά μαλακός και δεν είναι πολύ ισχυρός σε σύγκριση με άλλα υλικά. Ωστόσο, όταν κρατούνται με άνθρακα ή άλλα στοιχεία, ο σίδηρος μπορεί να γίνει πολύ ισχυρότερος, όπως συμβαίνει με χάλυβα και χυτοσίδηρο.
Δύναμη καθαρού σιδήρου
Αντοχή σε εφελκυσμό: Ο καθαρός σίδηρος έχει συνήθως ένααντοχή σε εφελκυσμόπερίπου370-450 MPa (Megapascals). Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να αντέξει μια δύναμη περίπου 370-450 megapascals πριν σπάσει υπό ένταση. Ενώ αυτό αρκεί για ορισμένες εφαρμογές, είναι χαμηλότερη από τη δύναμη πολλών άλλων μετάλλων.
Δύναμη των κραμάτων σιδήρου (χάλυβα και χυτοσίδηρο)
Χάλυβα (σίδηρος + άνθρακα)
Χαλυβδοσίδηρος: Ο χάλυβας είναι ένα πολύ ισχυρότερο υλικό από το καθαρό σίδηρο, κυρίως λόγω της περιεκτικότητας σε άνθρακα. Ο ήπιος χάλυβας, ο οποίος περιέχει {{0}}. 05% έως 0,25% άνθρακα, έχει ένααντοχή σε εφελκυσμόμεταξύ400 MPa και 550 MPa.
Χάλυβα υψηλής αντοχής: Χάλυβα με υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα ή αλουμινένιο με άλλα στοιχεία (όπως χρωμίου ή νικέλιο) μπορεί να έχει αντοχές εφελκυσμού που υπερβαίνουν1000 MPa(1 GPA), η οποία το καθιστά κατάλληλο για εφαρμογές βαρέως τύπου, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής, της αυτοκινητοβιομηχανίας και των βιομηχανικών μηχανημάτων.
Χυτοσίδηρος (σίδηρο + άνθρακα + πυρίτιο)
Γκρίζο χυτοσίδηρο: Το χυτοσίδηρο συνήθως έχει αντοχή εφελκυσμού μεταξύ200 MPa και 400 MPa, ανάλογα με τη σύνθεση και τη θεραπεία του κράματος. Είναι ισχυρό σε συμπίεση αλλά εύθραυστη και λιγότερο κατάλληλη για εφαρμογές εφελκυσμού.
Χυτοσίδηρο: Επίσης γνωστό ως οζώδες χυτοσίδηρο, μπορεί να επιτύχει μια αντοχή σε εφελκυσμό περίπου600 MPa έως 900 MPa, καθιστώντας το πιο όλκιμο και πιο σκληρό από το παραδοσιακό χυτοσίδηρο.
Σύγκριση με άλλα υλικά
Αλουμίνιο: Το αλουμίνιο συνήθως έχει αντοχή εφελκυσμού γύρω200-300 MPa, που κάνει το σίδερο (και ιδιαίτερα χάλυβα) σημαντικά ισχυρότερο.
Χαλκός: Ο χαλκός έχει αντοχή σε εφελκυσμό περίπου210-250 MPa, καθιστώντας το πιο αδύναμο από το σίδερο.
Τιτάνιο: Τα κράματα τιτανίου είναι πολύ ισχυρότερα από το σίδερο, με αντοχές εφελκυσμού που κυμαίνονται από900 MPa σε πάνω από 1400 MPa, ανάλογα με το κράμα.
Σκυρόδεμα: Το σκυρόδεμα, το οποίο χρησιμοποιείται στην κατασκευή, έχει μια συμπιεστική δύναμη γύρω από20-40 MPa, πολύ χαμηλότερο από το σίδηρο ή το χάλυβα, αλλά συχνά ενισχύεται με σίδηρο (χαλύβδινη ράβδο) για να βελτιώσει την αντοχή εφελκυσμού.
Σύναψη
Καθαρός σιδερένιοςείναι σχετικά μαλακό και αδύναμο σε σύγκριση με άλλα μέταλλα, με αντοχή εφελκυσμού370-450 MPa.
Ατσάλι, το οποίο είναι ένα κράμα σιδήρου με άνθρακα και άλλα στοιχεία, είναι πολύ ισχυρότερο, με αντοχές εφελκυσμού που συχνά υπερβαίνουν1000 MPa.
Χυτοσίδηροςείναι ισχυρή σε συμπίεση, αλλά γενικά ασθενέστερη σε ένταση από χάλυβα, με αντοχές εφελκυσμού που κυμαίνονται από200 MPa έως 900 MPa.
Συνοπτικά, ο σίδηρος με την καθαρή του μορφή δεν είναι ιδιαίτερα ισχυρή, αλλά η δύναμή του μπορεί να ενισχυθεί σημαντικά με το κράμα, ειδικά όταν γίνεται χυτοσίδηρος ή όλκιμος χυτοσίδηρος.
4ο μίνι
