Kiedy niektórzy myślą o stali, mogą wyobrazić sobie wieżowiec montowany za pomocą masywnych, nitowanych belek, podczas gdy inni mogą wyobrażać sobie nadwozie i silnik klasycznego samochodu na pokazie samochodowym. Rzeczywiście, stal jest obecna w wielu rzeczach, których ludzie używają na co dzień. Zrozumienie składu chemicznego stali jest przydatne przy określaniu, jakiego rodzaju stali należy użyć, a także w jakim zastosowaniu. Ponieważ stal jest mieszaniną, a nie związkiem chemicznym, nie ma ustalonego wzoru związku chemicznego. Kiedy szukasz odpowiedniego rodzaju stali do zastosowania, dodatki określają, która stal jest najlepszym wyborem dla Twojego celu.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Stal jest mieszaniną żelaza i węgla skondensowanych razem z jednym lub kilkoma innymi metalami lub niemetalami. Ponieważ stal jest mieszaniną, a nie związkiem chemicznym, stal nie ma ustalonego wzoru związku chemicznego. Konwencja nazewnictwa stali zależy od składu stali — tego, co jest zmieszane z żelazem — na przykład stali węglowej lub stali wolframowej.
Żelazo i węgiel odgrywają dużą rolę
Żelazo jest umiarkowanie reaktywnym metalem, który ma skłonność do łączenia się chemicznie z niemetalami, takimi jak tlen i węgiel. Kiedy żelazo jest wydobywane lub w inny sposób znajdowane w przyrodzie, zwykle występuje jako minerał występujący naturalnie. Gdy ruda żelaza jest ogrzewana w obecności środka redukującego, takiego jak tlenek węgla, powstaje metaliczne żelazo. Stamtąd żelazo jest dalej rafinowane, aby stworzyć stop żelazo-węgiel, który można wykorzystać do produkcji materiału, który znamy jako stal.
Stop żelazo-węgiel jest podstawowym materiałem stali. Udział węgla w stopie wynosi zwykle około 0,15 do 0,30 procent i określa on początkową wytrzymałość i ciągliwość – zdolność do wciągania w drut lub do obróbki – stopu. Gdy stop ma większą zawartość węgla, stal jest mocniejsza. Jest jednak mniej plastyczny niż stop o niższej zawartości węgla.
Po rozdrobnieniu stopu żelazo-węgiel do pożądanego stosunku węgla do żelaza można dodać dodatkowe materiały w celu polepszenia właściwości końcowego stopu stali. Na przykład, jeśli końcowym stopem jest stal nierdzewna, do mieszaniny dodaje się chrom i mangan.
Ulepszanie stali
Chociaż niektóre formy stali, takie jak stal miękka, mogą składać się wyłącznie z żelaza i węgla, do tworzenia stali konstrukcyjnej wykorzystuje się kilka ważnych pierwiastków chemicznych. Na przykład mangan i niob są stosowane w celu zapewnienia dodatkowej wytrzymałości stali, podczas gdy chrom, nikiel lub miedź są dodawane w celu zmniejszenia podatności stali na rdzę i korozję. Podobnie molibden, wanad, wolfram lub tytan mogą być dodawane w celu wzmocnienia innych aspektów stali w celu poprawy wydajności. Stale można poddać dalszej obróbce poprzez zabezpieczenie antykorozyjne poprzez cynkowanie (powlekanie cynkiem, często przez zanurzenie) do stopionego cynku) lub galwanizacji (nanoszenie powłoki materiału na powierzchnię za pomocą elektrycznego obecny).