Vad är stål?

Stål är den vanligaste metalllegeringen i världen.I sin enklaste form består den av järn och varierande mängder kol.Eftersom både järn och kol har varit välkända sedan forntiden har legeringen producerats i en eller annan form sedan långt före Kristi födelse.Några av de allra tidigaste stålen gjordes i de östra regionerna i Afrika, cirka 1400 f.Kr.Kol är det mest kostnadseffektiva sättet att legera järn, men andra metaller kan användas för att öka elementet och för att ge metallen vissa egenskaper.Metallen känd som gjutjärn är faktiskt stål som har ett mycket högt kolinnehåll, vilket ger den en lägre smältpunkt och större gjutbarhet.Stål är välkänt för sin styrka, som ges exakt av de legeringselementen.

När järn är i sitt fasta metalltillstånd, bildar atomerna en kristallgitterstruktur.Även om denna struktur är ganska styv, kan det finnas brister i den, som skapar små svaga punkter i metallen.Atomer i legeringselementen kan fylla i dessa mikroskopiska svaga fläckar i gitteret, vilket ger legeringen flexibilitet och draghållfasthet som den är känd för.

Den moderna stålindustrin producerar metallen genom användning av det som kallas basens syreugn.I dessa ugnar har smält järn rent syre blåst genom det och sänker nivåerna av föroreningar.Rengöringsmedel som kallas flöden läggs också till för samma ändamål.Den största fördelen med denna process, utom en högkvalitativ produkt, är dess hastighet.

Tidigare processer inkluderade Bessemer -processen, där luft tvingades genom smält järn för att oxidera föroreningar.Kolmonoxid är en biprodukt av denna process, med den andra föroreningar som bildar slagg.Uppfinningen av Bessemer-processen var särskilt anmärkningsvärd eftersom den gjorde stål till en massproducerad, billig vara.Legeringen hade producerats med olika metoder under medeltiden och tidigare, men ingen av dessa var särskilt effektiva, och de kunde inte heller användas i stor skala.

Eftersom ståltillverkningstekniker har förbättrats har en bredare variation av legeringar blivit tillgängliga.Användningen av flera olika metaller, såsom volfram och krom, kan göra metall som är skräddarsydd efter mycket specifika applikationer.Uppsättningen av egenskaper som stål kan ges genom tillägg av olika element ses till exempel i det faktum att två saker så olika som samurai -svärd och bilar båda är tillverkade av järn som legeras av andra metaller.