Stålegenskaper och historia

Stål är en legering av järn som innehåller kol. Vanligtvis varierar kolhalten från 0,002 viktprocent och 2,1 viktprocent. Kol gör stål hårdare än rent järn. Kolatomerna gör det svårare för dislokationer i järnkristallgitteret att glida förbi varandra.

Det finns många olika typer av stål. Stål innehåller ytterligare element, antingen som föroreningar eller tillsatt för att ge önskvärda egenskaper. De flesta stål innehåller mangan, fosfor, svavel, kisel och spårmängder av aluminium, syre och kväve. Avsiktligt tillsats av nickel, krom, mangan, titan, molybden, bor, niob och andra metaller påverkar stålets hårdhet, smidighet, hållfasthet och andra egenskaper. Tillsats av minst 11% krom ger korrosionsbeständighet för att göra rostfritt stål. Ett annat sätt att lägga till korrosionsbeständighet är att galvanisera stål (vanligtvis kolstål) genom elektroplätering eller varmdoppning av metallen i zink.

Stålhistoria

Det äldsta stålstycket är ett stycke järnvaror som återvanns från en arkeologisk plats i Anatolien, som går tillbaka till omkring 2000 f.Kr. Stål från forntida Afrika går tillbaka till 1400 f.Kr..

Hur stål tillverkas

Stål innehåller järn och kol, men när järnmalm smälts innehåller det för mycket kol för att ge önskvärda egenskaper för stål. Järnmalmspellets omsmälts och bearbetas för att minska mängden kol. Sedan läggs ytterligare element till och stålet gjuts antingen kontinuerligt eller görs till göt.

Modernt stål är tillverkat av råjärn med hjälp av en av två processer. Cirka 40% stål tillverkas med hjälp av den grundläggande syreugnprocessen (BOF). I denna process blåses rent syre i smält järn, vilket minskar mängden kol, mangan, kisel och fosfor. Kemikalier som kallas flöden minskar nivåerna av svavel och fosfor i metallen ytterligare. I USA återvinner BOF-processen 25-35% skrotstål för att göra nytt stål. I USA används processen för elektrisk bågsugn (EAF) för att tillverka cirka 60% stål, som nästan uteslutande består av återvunnet skrotstål.

källor

• Ashby, Michael F.; Jones, David R.H. (1992). Tekniska material 2. Oxford: Pergamon Press. ISBN 0-08-032532-7.
• Degarmo, E. Paul; Svart, JT .; Kohser, Ronald A. (2003). Material och processer inom tillverkning (9: e upplagan). Wiley. ISBN 0-471-65653-4.
• Smith, William F.; Hashemi, Javad (2006). Grunder för materialvetenskap och teknik (4: e upplagan). McGraw-Hill. ISBN 0-07-295358-6.