Kun jotkut ihmiset ajattelevat terästä, he voivat kuvitella pilvenpiirtäjän kokoonpanon massiivisten niitattujen palkkien avulla, kun taas muut ihmiset voivat kuvata klassisen auton rungon ja moottorin autonäyttelyssä. Terästä onkin läsnä monissa asioissa, joita ihmiset käyttävät päivittäin. Teräksen kemiallisen koostumuksen ymmärtäminen on hyödyllistä määritettäessä, millaista terästä tulisi käyttää, samoin kuin missä sovelluksessa sitä käytetään. Koska teräs on pikemminkin seos kuin kemiallinen yhdiste, sillä ei ole määritettyä kemiallisen yhdisteen kaavaa. Kun etsit oikeanlaista terästä käytettäväksi, lisäaineet määrittävät, mikä teräs on paras valinta käyttöösi.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Teräs on raudan ja hiilen seos, joka on sulautettu yhdessä yhden tai useamman muun metallin tai ei-metallin kanssa. Koska teräs on pikemminkin seos kuin kemiallinen yhdiste, teräksellä ei ole määritettyä kemiallisen yhdisteen kaavaa. Teräksen nimeämiskäytäntö riippuu teräksen koostumuksesta - mikä sekoitetaan rautaan - kuten hiiliteräs tai volframiteräs.
Rauta ja hiili ovat iso rooli
Rauta on kohtalaisen reaktiivinen metalli, joka on taipuvainen yhdistymään kemiallisesti ei-metallien, kuten hapen ja hiilen, kanssa. Kun rautaa louhitaan tai muuten löydetään luonnosta, sitä esiintyy tyypillisesti luonnossa esiintyvänä mineraalina. Kun rautamalmi kuumennetaan pelkistimen, kuten hiilimonoksidin, läsnä ollessa, se tuottaa metallista rautaa. Sieltä rautaa jalostetaan edelleen luomaan rauta-hiiliseos, jota voidaan käyttää materiaalina, jonka tunnemme teräksenä.
Rauta-hiiliseos on teräksen perusmateriaali. Hiilen osuus lejeeringissä on yleensä noin 0,15 - 0,30 prosenttia, ja se määrittää seoksen alkuperäisen lujuuden ja sitkeyden - kyvyn vetää lankaan tai työstää. Kun seoksessa on suurempi osuus hiiltä, teräs on vahvempi. Se on kuitenkin vähemmän sitkeää kuin vähemmän hiiltä sisältävä seos.
Sen jälkeen kun rauta-hiiliseos on puhdistettu haluttuun hiili- ja rauta-suhteeseen, voidaan lisätä lisäaineita lopullisen terässeoksen ominaisuuksien parantamiseksi. Esimerkiksi, jos lopullinen seos on ruostumatonta terästä, seokseen lisätään kromia ja mangaania.
Parantava teräs
Vaikka jotkin teräksen muodot, kuten mieto teräs, eivät voi koostua pelkästään raudasta ja hiilestä, rakenteellisen teräksen luomiseen käytetään useita tärkeitä kemiallisia elementtejä. Esimerkiksi mangaania ja niobia käytetään ylimääräisen lujuuden saamiseksi teräkselle, kun taas kromia, nikkeliä tai kuparia lisätään teräksen alttiuden ruosteelle ja korroosiolle vähentämiseksi. Vastaavasti molybdeeniä, vanadiumia, volframia tai titaania voidaan lisätä parantamaan teräksen muita ominaisuuksia suorituskyvyn parantamiseksi. Teräkset voidaan edelleen käsitellä ruostesuojauksella sinkityksellä (sinkkipinnoitus, usein upottamalla) sulaan sinkkiin) tai galvanointi (materiaalipinnoitteen kerrostaminen pinnalle sähköllä nykyinen).