Stal, najważniejszy materiał budowlany na świecie, to stal nierdzewna żelazo stop, który zawiera między 0,2% a 2% węgla wagowo, a czasami niewielkie ilości innych pierwiastków, w tym manganu. Oprócz budynków stosuje się go w produkcji urządzeń, samochodów i samolotów.
Historia
The pojawienie się stali handlowej produkcja przyszła pod koniec XIX wieku i była wynikiem stworzenia przez Sir Henry'ego Bessemera skutecznego sposobu na obniżenie zawartości węgla w żeliwie. Obniżając ilość węgla, tym trudniej i więcej ciągliwy wytwarzany jest metalowy produkt ze stali.
Stal istnieje na rynku od Epoka żelaza, które trwały od około 1200 p.n.e. do 550 p.n.e., chociaż daty rozpoczęcia i zakończenia różnią się w zależności od obszaru geograficznego. Hetyci - mieszkający we współczesnej Turcji - mogli być pierwszymi ludźmi, którzy stworzyli stal, ogrzewając żelazo węglem.
Produkcja
Dzisiaj większość produkowana jest stal podstawowymi metodami tlenowymi (znanymi również jako wytwarzanie stali tlenowej lub BOS). BOS wywodzi swoją nazwę od procesu, który wymaga wdmuchiwania tlenu do dużych naczyń zawierających stopione żelazo i złom stalowy.
Chociaż BOS ma największy udział w światowej produkcji stali, wykorzystanie elektrycznych pieców łukowych (EAF) rośnie od początku XX wieku i obecnie stanowi około dwóch trzecich produkcji stali w USA. Produkcja EAF obejmuje topienie złomu stalowego za pomocą prądu elektrycznego.
Gatunki i typy
Według World Steel Association istnieje ponad 3500 różne gatunki stali, obejmujący unikalne właściwości fizyczne, chemiczne i środowiskowe. Te właściwości obejmują gęstość, elastyczność, temperaturę topnienia, przewodność cieplną, wytrzymałość i twardość. Aby wytwarzać różne gatunki stali, producenci zmieniają rodzaje i ilości stopów metali ilości węgla i zanieczyszczeń, proces produkcji oraz sposób, w jaki powstają stale pracował
Stale handlowe są również ogólnie klasyfikowane do czterech grup, które różnią się w zależności od ich stop metalu zawartość i aplikacje końcowe:
- Stale węglowe obejmują niskoemisyjny (mniej niż 0,3% węgla), średni węgiel (aż 0,6% węgla), wysokowęglowy (aż 1% węgla) oraz ultra wysoki węgiel (aż 2% węgla) stali. Stal niskowęglowa jest najczęstszym i najsłabszym z trzech rodzajów. Jest dostępny w szerokiej gamie kształtów, w tym w arkuszach i belkach. Im wyższa zawartość węgla, tym trudniej jest pracować ze stalą. Stale wysokowęglowe i ultra wysokowęglowe są stosowane w narzędziach do cięcia, grzejnikach, stemplach i drutach.
- Stale stopowe zawierają inne metale, takie jak aluminium, miedź lub nikiel. Mogą być stosowane w częściach samochodowych, rurociągach i silnikach.
- Stale nierdzewne zawsze zawierają chrom, a może także nikiel lub molibden. Są błyszczące i ogólnie odporne na korozję. The cztery główne rodzaje stali nierdzewnej są ferrytyczny, który jest podobny do stali węglowej i bardzo odporny na pękanie korozyjne naprężeniowe, ale nie nadaje się do spawania; austenityczny, który jest najbardziej powszechny i dobry do spawania; martenzytyczny, który jest umiarkowanie odporny na korozję, ale ma wysoką wytrzymałość; i dupleks, który składa się ze stali pół ferrytycznej i pół austenitycznej i jest mocniejszy niż jeden z tych dwóch rodzajów. Ponieważ są to stale nierdzewne łatwo sterylizowane, są często stosowane w sprzęcie medycznym i instrumentach oraz sprzęcie do produkcji żywności.
- Stale narzędziowe są stopowe z twardymi metalami, takimi jak wanad, kobalt, molibden i wolfram. Jak sugeruje ich nazwa, często są wykorzystywane do wyrobu narzędzi, w tym młotków.
Dodatkowe zastosowania
Wszechstronność stali sprawiła, że jest to najczęściej używany i poddawany recyklingowi metal na Ziemi. Ponadto jego wysoka wytrzymałość i stosunkowo niski koszt produkcji sprawiają, że nadaje się do stosowania w niezliczonych ilościach zastosowania, w tym na kolei, łodziach, mostach, przyborach kuchennych, opakowaniach i urządzeniach elektrycznych transformatory