Τι είναι ο χάλυβας;

Ο χάλυβας είναι το πιο κοινό κράμα μετάλλου στον κόσμο.Στην απλούστερη μορφή του, αποτελείται από σιδήρου και ποικίλες ποσότητες άνθρακα.Επειδή τόσο ο σίδηρος όσο και ο άνθρακας ήταν γνωστοί από την αρχαιότητα, το κράμα έχει παραχθεί με μία ή την άλλη μορφή πριν από τη γέννηση του Χριστού.Μερικοί από τους πολύ πρώτους χάλυβα έγιναν στις ανατολικές περιοχές της Αφρικής, περίπου το 1400 π.Χ., ο σίδηρος είναι το κύριο συστατικό του χάλυβα, με τον άνθρακα να είναι μακρινό δευτερόλεπτο, μεταξύ 0,2% και 2,14%, ανάλογα με τον βαθμό.Ο άνθρακας είναι ο πιο οικονομικά αποδοτικός τρόπος για το κράμα σιδήρου, αλλά άλλα μέταλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αύξηση του στοιχείου και για να δώσουν στο μέταλλο ορισμένες ιδιότητες.Το μέταλλο που είναι γνωστό ως χυτοσίδηρος είναι στην πραγματικότητα χάλυβα που έχει πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, το οποίο του δίνει ένα χαμηλότερο σημείο τήξης και μεγαλύτερη χυτοσίδηρο.Ο χάλυβας είναι γνωστός για τη δύναμή του, η οποία δίδεται ακριβώς από τα στοιχεία κράματος.

Όταν ο σίδηρος βρίσκεται σε στερεά μεταλλική κατάσταση, τα άτομα σχηματίζουν μια δομή κρυσταλλικού πλέγματος.Ενώ αυτή η δομή είναι αρκετά άκαμπτη, μπορεί να υπάρχουν ατέλειες σε αυτήν, οι οποίες δημιουργούν μικροσκοπικά αδύναμα σημεία στο μέταλλο.Τα άτομα των στοιχείων κράματος μπορούν να γεμίσουν αυτά τα μικροσκοπικά αδύναμα σημεία στο πλέγμα, δίνοντας στο κράμα την ευελιξία και την αντοχή σε εφελκυσμό που είναι γνωστή για.Σε αυτούς τους κλιβάνους, ο τετηγμένος σίδηρος έχει καθαρό οξυγόνο που έχει ανατινάξει μέσα από αυτό, μειώνοντας τα επίπεδα των ακαθαρσιών.Οι παράγοντες καθαρισμού που ονομάζονται ροές προστίθενται επίσης για τον ίδιο σκοπό.Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της διαδικασίας, εκτός από ένα προϊόν υψηλής ποιότητας, είναι η ταχύτητά του.

Οι προηγούμενες διαδικασίες περιελάμβαναν τη διαδικασία Bessemer, όπου ο αέρας αναγκάστηκε μέσω του τετηγμένου σιδήρου για να οξειδώσει τις ακαθαρσίες.Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα παραπροϊόν αυτής της διαδικασίας, με τις άλλες ακαθαρσίες να σχηματίζουν σκωρία.Η εφεύρεση της διαδικασίας Bessemer ήταν ιδιαίτερα αξιοσημείωτη επειδή έκανε χάλυβα ένα μαζικό, φτηνό εμπόρευμα.Το κράμα είχε παραχθεί με διάφορες μεθόδους στον Μεσαίωνα και πριν, αλλά κανένα από αυτά δεν ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματικό, ούτε θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα. "Καθώς οι τεχνικές χάλυβα έχουν βελτιωθεί, μια ευρύτερη ποικιλία κραμάτων έχουν γίνει διαθέσιμες.Η χρήση πολλών διαφορετικών μετάλλων, όπως το βολφράμιο και το χρωμίου, μπορεί να κάνει μέταλλο που είναι προσαρμοσμένο σε πολύ συγκεκριμένες εφαρμογές.Η σειρά των ιδιοτήτων που μπορεί να δοθεί ο χάλυβας με την προσθήκη διαφορετικών στοιχείων παρατηρείται, για παράδειγμα, στο γεγονός ότι δύο πράγματα τόσο διαφορετικά όσο τα σπαθιά των σαμουράι και τα αυτοκίνητα είναι και τα δύο κατασκευασμένα από σιδερένιο κράμα από άλλα μέταλλα.