Содержание
Когда некоторые люди думают о стали, они могут представить, что небоскреб собирается из массивных клепаных балок, в то время как другие люди могут представить кузов и двигатель классического автомобиля на автомобильной выставке. Действительно, сталь присутствует во многих вещах, которые люди используют каждый день. Понимание химического состава стали полезно при определении того, какую сталь следует использовать, а также в какой области ее применения. Поскольку сталь представляет собой смесь, а не химическое соединение, у нее нет заданной формулы химического соединения. Когда вы ищете правильный вид стали для использования, присадки определяют, какая сталь является лучшим выбором для ваших целей.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Сталь представляет собой смесь железа и углерода, сплавленную вместе с одним или несколькими другими металлами или неметаллами. Поскольку сталь представляет собой смесь, а не химическое соединение, сталь не имеет заданной формулы химического соединения. Соглашение об именовании для стали зависит от состава стали - что смешивается с железом - таких как углеродистая сталь или вольфрамовая сталь.
Железо и углерод играют большую роль
Железо является умеренно реактивным металлом, который склонен к химическому сочетанию с неметаллами, такими как кислород и углерод. Когда железо добывается или иным образом встречается в природе, оно обычно встречается в виде природного минерала. Когда железная руда нагревается в присутствии восстановителя, такого как окись углерода, она производит металлическое железо. Оттуда железо дополнительно очищается, чтобы создать железоуглеродистый сплав, который можно использовать для изготовления материала, который мы знаем как сталь.
Железоуглеродистый сплав является основным материалом стали. Доля углерода в сплаве обычно составляет от 0,15 до 0,30 процента, и она определяет начальную прочность и пластичность - способность быть втянутой в проволоку или обработанную - сплава. Когда в сплаве содержится больше углерода, сталь становится прочнее. Однако он менее пластичный, чем низкоуглеродистый сплав.
После рафинирования железоуглеродистого сплава до желаемого отношения углерода к железу могут быть добавлены дополнительные материалы для улучшения характеристик конечного стального сплава. Например, если конечным сплавом является нержавеющая сталь, в смесь добавляют хром и марганец.
Улучшение Стали
Хотя некоторые виды стали, такие как мягкая сталь, могут состоять только из железа и углерода, для создания конструкционной стали используются несколько важных химических элементов. Например, марганец и ниобий используются для придания стали дополнительной прочности, а хром, никель или медь - для снижения подверженности стали ржавчине и коррозии. Подобным образом, молибден, ванадий, вольфрам или титан могут быть добавлены для улучшения других аспектов стали для улучшения эксплуатационных характеристик. Стали могут быть дополнительно обработаны антикоррозионной обработкой с использованием гальванизации (покрытие цинком, часто погружением в расплавленный цинк) или гальваническим способом (нанесение материала на поверхность с помощью электрического тока).