מהי הנוסחה הכימית של פלדה?

כאשר יש אנשים שחושבים על פלדה, הם עשויים לדמיין גורד שחקים המורכב באמצעות קורות מסומרות מסיביות, בעוד שאנשים אחרים עשויים לדמיין את גופה והמנוע של מכונית קלאסית בתערוכת מכוניות. ואכן, פלדה קיימת בדברים רבים שאנשים משתמשים בהם מדי יום. הבנת ההרכב הכימי של פלדה שימושית בעת קביעת סוג הפלדה שיש להשתמש בו וכן באיזה יישום להשתמש בו. מכיוון שפלדה היא תערובת ולא תרכובת כימית, אין לה נוסחת תרכובת כימית קבועה. כשאתה מחפש את סוג הפלדה הנכון לשימוש, התוספים קובעים איזו פלדה היא הבחירה הטובה ביותר למטרתך.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

פלדה היא תערובת של ברזל ופחמן התמזגו יחד עם מתכת אחת או יותר או מתכות אחרות. מכיוון שפלדה היא תערובת ולא תרכובת כימית, לפלדה אין נוסחת תרכובת כימית קבועה. מוסכמות השמות של פלדה תלויה בהרכב הפלדה - מה מעורבב עם הברזל - כגון פלדת פחמן או פלדת טונגסטן.

ברזל הוא מתכת תגובית בינונית הנוטה לשילוב כימי עם לא מתכות כגון חמצן ופחמן. כאשר ברזל כורה או נמצא אחרת בטבע, הוא נמצא בדרך כלל כמינרל טבעי. כאשר מחממים עפרות ברזל בנוכחות חומר הפחתה כגון פחמן חד חמצני, הוא מייצר ברזל מתכתי. משם, מעודן עוד יותר ברזל ליצירת סגסוגת ברזל-פחמן שבאמצעותה ניתן לייצר את החומר שאנו מכירים כפלדה.

סגסוגת הברזל-פחמן היא חומר הבסיס של פלדה. שיעור הפחמן בסגסוגת הוא בדרך כלל סביב 0.15 עד 0.30 אחוז, והוא קובע את החוזק והשריר הראשוניים - היכולת להימשך לחוט או לעבוד אותו - של הסגסוגת. כאשר לסגסוגת יש חלק גדול יותר של פחמן, הפלדה חזקה יותר. עם זאת, זה פחות רקיע מאשר סגסוגת נמוכה יותר פחמן.

לאחר שעידוד סגסוגת הברזל-פחמן ליחס הרצוי בין פחמן לברזל, ניתן להוסיף חומרים נוספים כדי לשפר את המאפיינים של סגסוגת הפלדה הסופית. לדוגמא, אם הסגסוגת הסופית היא נירוסטה, מוסיפים לתערובת כרום ומנגן.

בעוד שצורות פלדה מסוימות, כגון פלדה עדינה, עשויות להיות מורכבות מברזל ופחמן, אך כמה אלמנטים כימיים חשובים משמשים ליצירת פלדה ברמה מבנית. לדוגמא, מנגן וניוביום משמשים לספק חוזק נוסף לפלדה, בעוד שמוסיפים כרום, ניקל או נחושת כדי להפחית את רגישות הפלדה לחלודה וקורוזיה. באופן דומה ניתן להוסיף מוליבדן, ונדיום, טונגסטן או טיטניום בכדי לשפר היבטים אחרים של פלדה לשיפור הביצועים. ניתן לעבד את הפלדות באמצעות בידוד חלודה באמצעות גלוון (ציפוי באבץ, לרוב על ידי טבילה לאבץ מותך) או לגלוון (הפקדת ציפוי חומר על פני השטח באמצעות חשמל נוֹכְחִי).