Jeklo je zlitina, kombinacija kovine iz železa in ogljika. Vsebnost ogljika v jeklu doseže največ 1,5 odstotka. Zaradi svoje trdote in trdnosti se jeklo uporablja pri gradnji stavb, mostov, avtomobilov in številnih drugih proizvodnih in inženirskih aplikacijah.
Večina danes proizvedenega jekla je navadnega ogljikovega jekla ali preprosto ogljikovega jekla. Ogljik v jeklu obstaja v stanju železovega karbida. Prisotni so tudi drugi elementi, med njimi žveplo, fosfor, mangan in silicij.
Vsebnost ogljika v jeklu
Ogljikovo jeklo je opredeljeno kot jeklo, ki ima svoje lastnosti predvsem zaradi vsebnosti ogljika in ne vsebuje več kot 0,5 odstotka silicija in 1,5 odstotka mangana. Navadna ogljikova jekla, ki segajo od 0,06 do 1,5 odstotka ogljika, delimo na štiri vrste:
- Odmrlo blago jeklo, do 0,15 odstotka ogljika
- Nizkoogljično ali blago jeklo, 0,15 do 0,45 odstotka ogljika
- Srednjeogljično jeklo, 0,45 do 0,8 odstotka ogljika
- Visokoogljično jeklo, od 0,8 do 1,5 odstotka ogljika
Ta jekla napredujejo iz mehkejših v trše, hkrati pa se povečujejo tudi z lomljivostjo. Prva vrsta se uporablja v avtomobilskih karoserijah. Drugi tip najdemo v tirnicah in železniških izdelkih, kot so sklopke, ročične gredi, osi, zobniki in odkovki. Tretji tip se uporablja pri rezalnem orodju in železniških progah, zadnji pa v batih in valjih.
Osnovne fizikalne lastnosti jekla
Jeklo ima gostoto 7.850 kg / m3, zaradi česar je 7,85-krat bolj gost kot voda. Tališče 1.510 ° C je višje od tališča večine kovin. Za primerjavo je tališče brona 1.040 C, bakra 1.083 C, litega železa 1.300 C in niklja 1.453 C. Volfram pa se topi pri prižganih 3.410 C, kar ni presenetljivo, saj se ta element uporablja v žarilnih nitkah žarnic.
Koeficient linearnega raztezanja jekla pri 20 C, v µm na meter na stopinjo Celzija, je 11,1, kar pomeni, da je več odporen na spreminjanje velikosti s spremembo temperature kot na primer baker (16,7), kositer (21,4) in svinec (29.1).
Nerjaveče jeklo
Nerjaveča jekla se uporabljajo v gradbeništvu, kadar je odpornost proti koroziji glavna prednost, kot pri nožih, ki morajo imeti oster rob. Drug pogost razlog, da se uporabljajo nerjaveča jekla, so njihove visokotemperaturne lastnosti. V nekaterih projektih je odpornost na oksidacijo pri visokih temperaturah absolutna zahteva, medtem ko je v drugih primarna potreba po visokotemperaturni trdnosti.
Dodatki jeklu
Majhne količine drugih kovin, dodanih jeklu, spremenijo njegove lastnosti na način, ugoden za nekatere industrijske namene. Na primer, kobalt povzroči večjo magnetno prepustnost in se uporablja v magnetih. Mangan dodaja trdnost in trdoto, izdelek pa je primeren za težke železniške prehode. Molibden ohranja svojo trdnost pri visokih temperaturah, zato je ta dodatek priročen pri izdelavi vrtalnih vrtov. Nikelj in krom sta odporna proti koroziji in sta običajno dodana pri izdelavi jeklenih kirurških instrumentov.