Innhold
Når noen tenker på stål, kan de se for seg en skyskraper som skal settes sammen ved hjelp av massive naglede bjelker, mens andre mennesker kan se på kroppen og motoren til en klassisk bil på en bilutstilling. Faktisk er stål til stede i mange ting som folk bruker hver dag. Å forstå kjemisk sammensetning av stål er nyttig når du bestemmer hvilken type stål som skal brukes, samt i hvilken applikasjon du skal bruke det. Fordi stål er en blanding i stedet for en kjemisk forbindelse, har det ikke en angitt kjemisk sammensetning. Når du leter etter riktig type stål å bruke, bestemmer tilsetningsstoffene hvilket stål som er det beste valget for ditt formål.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Stål er en blanding av jern og karbon smeltet sammen med en eller flere andre metaller eller ikke-metaller. Fordi stål er en blanding i stedet for en kjemisk forbindelse, har ikke stål en fast kjemisk sammensetning. Navnekonvensjonen for stål avhenger av stålets sammensetning - hva som er blandet med jernet - for eksempel karbonstål eller wolframstål.
Jern og karbon spiller en stor rolle
Jern er et moderat reaktivt metall som er tilbøyelig til å kombinere kjemisk med ikke-metaller som oksygen og karbon. Når jern er utvunnet eller på annen måte finnes i naturen, blir det vanligvis funnet som et naturlig forekommende mineral. Når jernmalm varmes opp i nærvær av et reduksjonsmiddel som karbonmonoksid, produserer det metallisk jern. Derfra blir jern videre foredlet for å lage en jern-karbonlegering som kan brukes til å gjøre materialet vi kjenner som stål.
Jern-karbonlegeringen er grunnmaterialet av stål. Andelen karbon i legeringen er vanligvis rundt 0,15 til 0,30 prosent, og den bestemmer den innledende styrken og duktiliteten - evnen til å bli trukket i tråd eller å bearbeide - av legeringen. Når legeringen har en større andel karbon i seg, er stålet sterkere. Imidlertid er den mindre behagelig enn en legering med lavere karbon.
Etter at jern-karbonlegeringen er blitt raffinert til det ønskede forholdet mellom karbon og jern, kan ytterligere materialer tilsettes for å forbedre egenskapene til den endelige stållegeringen. For eksempel, hvis den endelige legeringen er rustfritt stål, tilsettes krom og mangan til blandingen.
Forbedrende stål
Selv om noen former for stål, for eksempel mildt stål, kan bestå av annet enn jern og karbon, brukes flere viktige kjemiske elementer for å lage stål av strukturell kvalitet. For eksempel brukes mangan og niob for å gi stål ekstra styrke, mens krom, nikkel eller kobber tilsettes for å redusere stålets følsomhet for rust og korrosjon. Tilsvarende kan molybden, vanadium, wolfram eller titan tilsettes for å forbedre andre aspekter av stål for å forbedre ytelsen. Stål kan videreforedles ved rustisolering ved bruk av galvanisering (belegg med sink, ofte ved neddykking i smeltet sink) eller elektroplettering (avsetting av et materialbelegg på overflaten ved bruk av elektrisk strøm).