เหล็กคืออะไร?

เหล็กเป็นโลหะผสมโลหะที่พบมากที่สุดในโลกในรูปแบบที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยคาร์บอนเหล็กและปริมาณที่แตกต่างกันเนื่องจากทั้งเหล็กและคาร์บอนเป็นที่รู้จักกันดีมาตั้งแต่สมัยโบราณโลหะผสมได้ถูกผลิตในรูปแบบเดียวหรืออีกรูปแบบหนึ่งก่อนที่จะเกิดของพระคริสต์เหล็กที่เก่าแก่ที่สุดบางแห่งทำในภูมิภาคตะวันออกของแอฟริกาประมาณ 1,400 ปีก่อนคริสตศักราชเหล็กเป็นส่วนประกอบสำคัญของเหล็กโดยคาร์บอนเป็นวินาทีที่ห่างไกลระหว่าง 0.2% ถึง 2.14% ขึ้นอยู่กับเกรดคาร์บอนเป็นวิธีที่คุ้มค่าที่สุดในการใช้เหล็กโลหะผสม แต่โลหะอื่น ๆ สามารถใช้เพื่อเพิ่มองค์ประกอบและให้คุณสมบัติบางอย่างโลหะโลหะที่รู้จักกันในชื่อเหล็กหล่อเป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนสูงมากซึ่งให้จุดหลอมละลายที่ต่ำกว่าเหล็กเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความแข็งแรงซึ่งได้รับจากองค์ประกอบการผสมอย่างแม่นยำ

เมื่อเหล็กอยู่ในสถานะโลหะแข็งอะตอมจะสร้างโครงสร้างขัดแตะคริสตัลในขณะที่โครงสร้างนี้ค่อนข้างเข้มงวดอาจมีความไม่สมบูรณ์ในนั้นซึ่งสร้างจุดอ่อนเล็ก ๆ ในโลหะอะตอมขององค์ประกอบอัลลอยด์สามารถเติมเต็มจุดอ่อนด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ในตาข่ายทำให้โลหะผสมมีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงแรงดึงที่เป็นที่รู้จักกันดี

อุตสาหกรรมเหล็กสมัยใหม่ผลิตโลหะผ่านการใช้สิ่งที่เรียกว่าเตาออกซิเจนพื้นฐานในเตาเผาเหล่านี้เหล็กหลอมเหลวมีออกซิเจนบริสุทธิ์ที่พัดผ่านมันลดระดับของสิ่งสกปรกสารทำความสะอาดที่เรียกว่าฟลักซ์จะถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อจุดประสงค์เดียวกันนี้ข้อได้เปรียบหลักของกระบวนการนี้นอกเหนือจากผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงคือความเร็ว

กระบวนการก่อนหน้านี้รวมถึงกระบวนการ Bessemer ที่ซึ่งอากาศถูกบังคับผ่านเหล็กหลอมเหลวเพื่อออกซิไดซ์สิ่งสกปรกคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นผลพลอยได้อย่างหนึ่งของกระบวนการนี้โดยมีสิ่งสกปรกอื่น ๆ ที่ก่อตัวเป็นตะกรันการประดิษฐ์ของกระบวนการ Bessemer นั้นเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะมันทำให้เหล็กเป็นสินค้าราคาถูกและราคาถูกโลหะผสมได้รับการผลิตโดยวิธีการต่าง ๆ ในยุคกลางและก่อนหน้านี้ แต่สิ่งเหล่านี้ไม่มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะและไม่สามารถใช้งานได้ในขนาดใหญ่

เนื่องจากเทคนิคการทำเหล็กได้ดีขึ้นการใช้โลหะหลายชนิดเช่นทังสเตนและโครเมียมสามารถสร้างโลหะที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานที่เฉพาะเจาะจงมากอาร์เรย์ของคุณสมบัติที่เหล็กสามารถได้รับจากการเพิ่มองค์ประกอบที่แตกต่างกันเช่นในความจริงที่ว่าสองสิ่งที่แตกต่างจากดาบซามูไรและรถยนต์ทั้งสองทำจากโลหะผสมเหล็กโดยโลหะอื่น ๆ