När vissa människor tänker på stål kan de föreställa sig att en skyskrapa monteras med massiva nitade balkar, medan andra kan föreställa sig karossen och motorn på en klassisk bil på en bilutställning. Faktum är att stål finns i många saker som människor använder varje dag. Att förstå den kemiska sammansättningen av stål är användbart när man bestämmer vilken typ av stål som ska användas, samt i vilken applikation man ska använda det. Eftersom stål är en blandning snarare än en kemisk förening har den inte en fast formel för kemisk förening. När du letar efter rätt typ av stål att använda bestämmer tillsatserna vilket stål som är det bästa valet för ditt syfte.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Stål är en blandning av järn och kol smält tillsammans med en eller flera andra metaller eller icke-metaller. Eftersom stål är en blandning snarare än en kemisk förening har stål inte en fast formel för kemisk förening. Namngivningskonventionen för stål beror på stålets sammansättning - vad som blandas med järnet - såsom kolstål eller volframstål.
Järn och kol spelar en stor roll
Järn är en måttligt reaktiv metall som är benägen att kombineras kemiskt med icke-metaller som syre och kol. När järn bryts eller på annat sätt finns i naturen, är det vanligtvis ett naturligt förekommande mineral. När järnmalm upphettas i närvaro av ett reduktionsmedel, såsom kolmonoxid, produceras metalliskt järn. Därifrån förädlas järn ytterligare för att skapa en järn-kollegering som kan användas för att göra det material vi känner till stål.
Järn-kollegeringen är basmaterialet i stål. Andelen kol i legeringen är vanligtvis cirka 0,15 till 0,30 procent och det bestämmer legeringens initiala hållfasthet och duktilitet - förmågan att dras in i tråd eller att bearbetas. När legeringen har en större andel kol i sig är stålet starkare. Det är dock mindre segt än en legering med lägre kol.
Efter det att järn-kollegeringen har förfinats till det önskade förhållandet mellan kol och järn kan ytterligare material tillsättas för att förbättra egenskaperna hos den slutliga stållegeringen. Till exempel, om den slutliga legeringen är rostfritt stål, tillsätts krom och mangan till blandningen.
Förbättra stål
Medan vissa former av stål, som mjukt stål, kan bestå av inget annat än järn och kol, används flera viktiga kemiska element för att skapa stål av strukturell kvalitet. Till exempel används mangan och niob för att ge extra hållfasthet åt stål, medan krom, nickel eller koppar tillsätts för att minska stålets känslighet för rost och korrosion. På liknande sätt kan molybden, vanadin, volfram eller titan tillsättas för att förbättra andra aspekter av stål för att förbättra prestanda. Stål kan bearbetas ytterligare genom rostskydd med galvanisering (beläggning med zink, ofta genom nedsänkning i smält zink) eller galvanisering (avsättning av en materialbeläggning på ytan med hjälp av en elektrisk nuvarande).