Зміст
Коли деякі люди думають про сталь, вони можуть передбачити, як збирається хмарочос за допомогою масивних клепаних балок, тоді як інші люди можуть зобразити кузов та двигун класичного автомобіля на автосалоні. Дійсно, сталь присутня у багатьох речах, якими люди користуються щодня. Розуміння хімічного складу сталі корисно при визначенні того, який тип сталі слід використовувати, а також в якому застосуванні її використовувати. Оскільки сталь є сумішшю, а не хімічною сполукою, вона не має заданої формули хімічної сполуки. Коли ви шукаєте правильний вид сталі для використання, добавки визначають, яка сталь є найкращим вибором для вашого призначення.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Сталь - це суміш заліза та вуглецю, сплавлених разом з одним або кількома іншими металами чи неметалами. Оскільки сталь є сумішшю, а не хімічною сполукою, сталь не має заданої формули хімічної сполуки. Конвенція про найменування сталі залежить від складу сталі - того, що змішується з залізом - таких як вуглецева сталь або вольфрамова сталь.
Залізо і вуглець грають велику роль
Залізо - це помірно реакційноздатний метал, який схильний до хімічного поєднання з неметалами, такими як кисень та вуглець. Коли залізо видобувається або іншим чином зустрічається в природі, воно зазвичай зустрічається як природний мінерал. Коли залізну руду нагрівають у присутності відновника, такого як оксид вуглецю, вона виробляє металеве залізо. Звідси залізо вдосконалюється, щоб створити залізо-вуглецевий сплав, який можна використовувати для виготовлення відомого нам матеріалу як сталі.
Залізо-вуглецевий сплав є основним матеріалом сталі. Частка вуглецю в сплаві зазвичай становить від 0,15 до 0,30 відсотків, і це визначає початкову міцність і пластичність - здатність втягуватися в дріт або працювати - сплаву. Коли в сплаві більша частка вуглецю в ньому, сталь міцніше. Однак він менш пластичний, ніж низьковуглецевий сплав.
Після того, як залізо-вуглецевий сплав буде доопрацьовано до бажаного співвідношення вуглецю до заліза, для підвищення характеристик кінцевого сталевого сплаву можуть бути додані додаткові матеріали. Наприклад, якщо кінцевим сплавом є нержавіюча сталь, в суміш додають хром і марганець.
Посилення сталі
Хоча деякі форми сталі, наприклад, м'яка сталь, можуть складатися не тільки із заліза та вуглецю, але для створення сталі конструкційного класу використовується кілька важливих хімічних елементів. Наприклад, марганець та ніобій використовуються для надання додаткової міцності сталі, тоді як хром, нікель або мідь додаються для зменшення сприйнятливості сталі до іржі та корозії. Аналогічно, молібден, ванадій, вольфрам або титан можуть бути додані для посилення інших аспектів сталі для підвищення продуктивності. Сталі можуть бути додатково оброблені іржавіючою ізоляцією за допомогою оцинкування (покриття цинком, часто зануренням у розплавлений цинк) або гальванічним покриттям (нанесення покриття матеріалу на поверхню за допомогою електричного струму).