Когато някои хора мислят за стомана, те могат да си представят небостъргач, който се сглобява с помощта на масивни занитени греди, докато други хора могат да представят тялото и двигателя на класически автомобил на автомобилно изложение. Всъщност стоманата присъства в много неща, които хората използват всеки ден. Разбирането на химичния състав на стоманата е полезно, когато се определя какъв вид стомана трябва да се използва, както и в какво приложение да се използва. Тъй като стоманата е по-скоро смес, отколкото химично съединение, тя няма определена формула на химично съединение. Когато търсите подходящия вид стомана, която да използвате, добавките определят коя стомана е най-добрият избор за вашата цел.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Стоманата е смес от желязо и въглерод, слети заедно с един или повече други метали или неметали. Тъй като стоманата е по-скоро смес, отколкото химично съединение, стоманата няма определена формула на химично съединение. Конвенцията за наименованието на стоманата зависи от състава на стоманата - какво се смесва с желязото - като въглеродна стомана или волфрамова стомана.
Желязото и въглеродът играят голяма роля
Желязото е умерено реактивен метал, който е склонен да се комбинира химически с неметали като кислород и въглерод. Когато желязото се добива или по друг начин се намира в природата, то обикновено се намира като естествен минерал. Когато желязната руда се нагрява в присъствието на редуциращ агент като въглероден оксид, тя произвежда метално желязо. Оттам желязото се усъвършенства допълнително, за да се създаде желязо-въглеродна сплав, която може да се използва за направата на материала, който познаваме като стомана.
Железо-въглеродната сплав е основният материал на стоманата. Делът на въглерода в сплавта обикновено е около 0,15 до 0,30% и това определя първоначалната якост и пластичност - способността да бъде изтеглена в тел или да бъде обработена - на сплавта. Когато сплавта има по-голям дял въглерод в себе си, стоманата е по-здрава. Той обаче е по-малко пластичен от нисковъглеродната сплав.
След като сплавта желязо-въглерод бъде рафинирана до желаното съотношение въглерод към желязо, могат да се добавят допълнителни материали за подобряване на характеристиките на крайната стоманена сплав. Например, ако крайната сплав е неръждаема стомана, към сместа се добавят хром и манган.
Подобряване на стоманата
Докато някои форми на стомана, като меката стомана, могат да се състоят само от желязо и въглерод, няколко важни химични елемента се използват за създаване на структурна стомана. Например манган и ниобий се използват за осигуряване на допълнителна здравина на стоманата, докато хром, никел или мед се добавят, за да се намали податливостта на стоманата към ръжда и корозия. По подобен начин могат да се добавят молибден, ванадий, волфрам или титан за подобряване на други аспекти на стоманата за подобряване на експлоатационните характеристики. Стоманите могат да бъдат допълнително обработени чрез устойчивост на ръжда с използване на поцинковане (покритие с цинк, често чрез потапяне в разтопен цинк) или галванично покритие (отлагане на материално покритие върху повърхността с помощта на електрически текущ).