Zawartość
Kiedy niektórzy myślą o stali, mogą sobie wyobrazić montaż wieżowca za pomocą masywnych nitowanych belek, podczas gdy inni mogą sobie wyobrazić nadwozie i silnik klasycznego samochodu podczas pokazu samochodowego. Rzeczywiście, stal jest obecna w wielu rzeczach, z których ludzie korzystają na co dzień. Zrozumienie składu chemicznego stali jest przydatne przy określaniu, jaki rodzaj stali należy użyć, a także w jakiej aplikacji go użyć. Ponieważ stal jest mieszaniną, a nie związkiem chemicznym, nie ma ustalonej formuły związku chemicznego. Gdy szukasz odpowiedniego rodzaju stali, dodatki określają, która stal jest najlepszym wyborem dla twojego celu.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Stal jest mieszaniną żelaza i węgla stopioną razem z jednym lub większą liczbą innych metali lub niemetali. Ponieważ stal jest mieszaniną, a nie związkiem chemicznym, stal nie ma ustalonej formuły związku chemicznego. Konwencja nazewnictwa dla stali zależy od jej składu - tego, co jest zmieszane z żelazem - takiego jak stal węglowa lub stal wolframowa.
Żelazo i węgiel odgrywają dużą rolę
Żelazo jest umiarkowanie reaktywnym metalem, który ma skłonność do chemicznego łączenia z niemetalami, takimi jak tlen i węgiel. Kiedy żelazo jest wydobywane lub w inny sposób występuje w naturze, zwykle znajduje się je jako naturalnie występujący minerał. Kiedy ruda żelaza jest podgrzewana w obecności środka redukującego, takiego jak tlenek węgla, wytwarza metaliczne żelazo. Stamtąd żelazo jest dalej rafinowane, aby stworzyć stop żelazo-węgiel, który można wykorzystać do wytworzenia materiału, który znamy jako stal.
Stop żelazo-węgiel jest podstawowym materiałem stali. Udział węgla w stopie wynosi zwykle około 0,15 do 0,30 procent i determinuje początkową wytrzymałość i ciągliwość stopu - zdolność do wciągania do drutu lub obróbki. Gdy stop zawiera większą część węgla, stal jest mocniejsza. Jest jednak mniej plastyczny niż stop o niższej zawartości węgla.
Po udoskonaleniu stopu żelazo-węgiel do pożądanego stosunku węgla do żelaza można dodać dodatkowe materiały w celu polepszenia właściwości końcowego stopu stali. Na przykład, jeśli końcowym stopem jest stal nierdzewna, do mieszaniny dodaje się chrom i mangan.
Ulepszanie stali
Podczas gdy niektóre formy stali, takie jak stal miękka, mogą składać się wyłącznie z żelaza i węgla, kilka ważnych pierwiastków chemicznych jest używanych do tworzenia stali o jakości konstrukcyjnej. Na przykład mangan i niob są stosowane w celu zapewnienia dodatkowej wytrzymałości stali, a chrom, nikiel lub miedź są dodawane w celu zmniejszenia podatności stali na rdzę i korozję. Podobnie można dodać molibden, wanad, wolfram lub tytan, aby ulepszyć inne aspekty stali w celu poprawy wydajności. Stale mogą być dalej przetwarzane przez nierdzewne z zastosowaniem cynkowania (powlekanie cynkiem, często przez zanurzenie w stopionym cynku) lub galwaniczne (osadzanie powłoki materiału na powierzchni za pomocą prądu elektrycznego).