Сталь обычно называют углеродистой сталью, поскольку она представляет собой комбинацию атомов железа, вкрапленных атомами углерода. Общая структура стали представляет собой кристаллическую решетку, состоящую из обоих элементов, которая обеспечивает стали сочетание прочности и пластичности. Добавление других сплавов, таких как хром и алюминий, дает стали больше свойств, таких как защита от ржавчины, а также меньший вес и долговечность.
Производство стали
Обычная или «углеродная» сталь представляет собой легированный металл из железа и углерода. Для производства стали железо сначала должно быть выплавлено из руды в печи. Примеси, которые присутствовали в железной руде, должны быть извлечены. Полученное железо, как правило, все еще содержит содержание углерода, которое слишком высоко для обрабатываемой стали. Металл должен плавиться дальше, чтобы снизить содержание углерода до 0,2-1,5%. В зависимости от того, как будет использоваться сталь, металл подвергается дополнительному отпуску.
Стальная конструкция
Прочность углеродистой стали обусловлена ее кристаллической структурой. Группы атомов железа и углерода расположены в решетке, причем атомы углерода препятствуют скольжению атомов железа друг над другом, фактически делая сталь жесткой. Добавление сплава, такого как титан или марганец, усиливает эту структуру, добавляя атомные размеры в решетку. Это усиливает жесткость стали, еще больше препятствуя молекулярному движению, когда металл подвергается нагрузкам.
Стальные Сплавы
Стальные сплавы изготавливаются путем объединения элементов в процессе плавки, когда железо еще расплавлено. На этой стадии добавляются другие металлы, такие как хром, алюминий или титан. Сплавы обладают свойствами, которые делают их более долговечными, чем обычная углеродистая сталь. Это связано со структурными свойствами взаимодействия железа, углерода и других элементов. Другие металлы добавляются для придания углеродистой стали определенных улучшений, таких как дополнительная прочность, устойчивость к высоким температурам или повышенная пластичность.
Сравнения
Обычная углеродистая сталь имеет широкий спектр применения, но должна быть отпущена при определенных условиях нагрева, чтобы дать стали сочетание пластичности и долговечности. Легирующая сталь имеет преимущества, такие как защита от коррозии, когда сталь смешивается с хромом. Другие элементы, такие как титан, никель и бор, дополнительно закаливают сталь. Свариваемость может быть увеличена добавлением серы или свинца, тогда как углеродистая сталь сама по себе более чувствительна к растрескиванию при сварке.
Оцинкованная сталь
«Оцинкованная» сталь производится погружением в емкость с расплавленным цинком. Атомы цинка диффундируют в верхние слои стали, образуя защитный слой от коррозии. Цинкование может выполняться на различных стальных сплавах в качестве дополнительной защиты от ржавчины. Оцинкованная сталь является более дешевым способом защиты от ржавчины, чем легирование хромом.