Kai kurie žmonės galvoja apie plieną, jie gali įsivaizduoti dangoraižį, surenkamą naudojant masyvias kniedytas sijas, o kiti žmonės automobilių parodoje gali vaizduoti klasikinio automobilio kūną ir variklį. Iš tiesų plienas yra daugelyje dalykų, kuriuos žmonės naudoja kasdien. Suprasti cheminį plieno sudėtį yra naudinga nustatant, koks plienas turėtų būti naudojamas, taip pat kokioje programoje jį naudoti. Kadangi plienas yra mišinys, o ne cheminis junginys, jis neturi nustatytos cheminio junginio formulės. Kai ieškote tinkamos naudoti plieno rūšies, priedai nustato, kuris plienas yra geriausias pasirinkimas jūsų tikslui.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Plienas yra geležies ir anglies mišinys, lydytas kartu su vienu ar daugiau kitų metalų ar nemetalų. Kadangi plienas yra mišinys, o ne cheminis junginys, plienas neturi nustatytos cheminio junginio formulės. Plieno pavadinimų suteikimo tvarka priklauso nuo plieno sudėties - kas sumaišoma su geležimi - pavyzdžiui, iš anglinio plieno ar volframo plieno.
Geležis ir anglis vaidina didelį vaidmenį
Geležis yra vidutiniškai reaktyvus metalas, linkęs chemiškai jungtis su nemetalais, tokiais kaip deguonis ir anglis. Kai geležis yra kasama ar kitaip randama gamtoje, ji paprastai randama kaip natūraliai pasitaikantis mineralas. Kaitinant geležies rūdą esant reduktoriui, tokiam kaip anglies monoksidas, jis gamina metalinę geležį. Iš ten geležis toliau tobulinama, kad būtų sukurtas geležies-anglies lydinys, iš kurio galima pagaminti medžiagą, kurią žinome kaip plieną.
Geležies ir anglies lydinys yra pagrindinė plieno medžiaga. Anglies dalis lydinyje paprastai yra apie 0,15–0,30 proc., Ir tai lemia pradinį lydinio stiprumą ir plastiškumą - galimybę įsitraukti į vielą arba jį apdoroti. Kai lydinyje yra didesnė anglies dalis, plienas yra stipresnis. Tačiau jis yra mažiau plastiškas nei mažesnio anglies kiekio lydinys.
Geležies ir anglies lydinį patobulinus iki norimo anglies ir geležies santykio, gali būti dedama papildomų medžiagų, kad būtų pagerintos galutinio plieno lydinio savybės. Pavyzdžiui, jei galutinis lydinys yra nerūdijantis plienas, į mišinį dedama chromo ir mangano.
Plieno stiprinimas
Nors kai kurios plieno formos, pavyzdžiui, švelnus plienas, gali būti sudarytos tik iš geležies ir anglies, struktūriniam plienui sukurti naudojami keli svarbūs cheminiai elementai. Pavyzdžiui, manganas ir niobis naudojami papildomam plieno stiprumui užtikrinti, o chromas, nikelis ar varis pridedami siekiant sumažinti plieno jautrumą rūdijimui ir korozijai. Panašiai gali būti dedama molibdeno, vanadžio, volframo ar titano, siekiant pagerinti kitus plieno aspektus, kad būtų pagerintas jų veikimas. Plienas gali būti toliau apdirbamas rūdijimo būdu naudojant cinkavimą (dengiant cinku, dažnai panardinant į išlydytą cinką) arba galvanizavimas (medžiagos dangos nusėdimas ant paviršiaus naudojant elektrinį srovė).