Atomära strukturen av stål

Stål är en raffinerad form av järn som har en kontrollerad mängd kol läggas till. Det har också smälts med olika mineraler för att ta bort orenheter vid specifika temperaturer . Det finns flera typer av stål och andra metaller kan legeras med stål, beroende på vad dess slutliga användning kommer att bli. Smältning av järn till stål utvecklades till en effektiv industriell process endast i 19th century . Järn

Järn finns naturligt i berg som en oxidmalm( järn blandat med syre ) . Andra föroreningar, såsom svavel , mangan och fosfor kan vara närvarande. Järn var först minerade 4000 år sedan . Den ersatte användningen av brons ( en legering av koppar och tenn ) när det upptäcktes att järn var hårdare och inte böja eller förlora sin kant så lätt .
Järnframställning

Järnmalmen smälts i en ugn med utblås av luft och ett kolmaterial sattes, typiskt koks. ( Koks är kol som har värmts upp utan syre för att bränna bort svavel och andra föroreningar . ) Tillsats av kolatomer till en kristallin järnmolekylökar formbarhet och hårdhet .

Typer av järn

det enklaste formen av järn för att producera är " smide " järn, vilket är järnmalm smälts vid en temperatur som är tillräckligt hög för att binda kolatomer till mellan 0,2 till 0,8 procent av det smälta järnet . Denna typ av järn är hårt men formbart nog att hamras och formas . Som masugnar förbättrades för högre värme , kan järn med en högre halt av mellan 3 procent och 4,5 procent kol smältas; detta var känd som " cast " järn , som genast hälldes i formar . Det var svårare men spröd, och kunde inte formas eller hamras . Addera Steel Making

Stålkvaliteten är beroende av smältning av järn vid en exakt temperatur med en kontrollerad mängd av kol och andra legeringar. Kolinnehållet i stål sträcker sig från mellan 0,2 procent och 1,5 procent. Medan en högre kolhalt härdar stål , gör det också sprött . Detta kan kompenseras genom en rad olika metoder som gäller uppvärmning och kylning av stål , som kallas " anlöp . "
Molekylär struktur

Steel är en kristallstruktur av järn molekyler varvas med kol molekyler . Detta är korrekt kallas " cementit . " Den hårdhet och formbarhet av stål beror inte bara på kolhalten , utan på hur de kol-och järn molekyler är anordnade till varandra. Inre spänningar i stålets kristallstruktur kommer att öka eller minska beroende på temperaturen det utsätts för , och den hastighet med vilken smält stål kyls .

Stålkvaliteter

Kolstål är indelade i låg, medelhög , hög och mycket hög. Låg -och medel kolstål är formbar och kan svetsas . Höga och mycket höga kolstål är svåra att svetsa och kräver ytterligare värmebehandlingar och bearbetning. Andra stål är rostfritt stål ( en legering av stål , krom och nickel ) , titan stål och manganstål . Addera