Conţinut
Atunci când unii oameni se gândesc la oțel, pot imagina un zgârie-nori care este asamblat folosind grinzi nituite masive, în timp ce alte persoane pot imagina corpul și motorul unei mașini clasice la o expoziție auto. Într-adevăr, oțelul este prezent în multe lucruri pe care oamenii le folosesc în fiecare zi. Înțelegerea machiajului chimic al oțelului este utilă atunci când se determină ce tip de oțel ar trebui utilizat, precum și în ce aplicație să-l folosească. Deoarece oțelul este mai degrabă un amestec decât un compus chimic, acesta nu are o formulă chimică stabilită pentru compuși. Atunci când căutați tipul potrivit de oțel pe care să-l utilizați, aditivii determină care oțel este cea mai bună alegere pentru scopul dvs.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Oțelul este un amestec de fier și carbon topit împreună cu unul sau mai multe alte metale sau nemetale. Deoarece oțelul este mai degrabă un amestec decât un compus chimic, oțelul nu are o formulă chimică stabilită pentru compuși. Convenția de denumire a oțelului depinde de compoziția oțelului - ceea ce este amestecat cu fierul - cum ar fi oțelul carbon sau oțelul de tungsten.
Fierul și carbonul joacă un rol important
Fierul este un metal moderat reactiv care este predispus la combinarea chimică cu nemetalele precum oxigenul și carbonul. Când fierul este extras sau se găsește altfel în natură, acesta este de obicei găsit ca un mineral natural. Când minereul de fier este încălzit în prezența unui agent de reducere cum ar fi monoxidul de carbon, acesta produce fier metalic. De acolo, fierul este mai rafinat pentru a crea un aliaj fier-carbon care poate fi utilizat pentru a face materialul pe care îl cunoaștem ca oțel.
Aliajul fier-carbon este materialul de bază al oțelului. Proporția de carbon din aliaj este de obicei în jur de 0,15 până la 0,30 la sută și determină rezistența inițială și ductilitatea - capacitatea de a fi tras în sârmă sau de a fi prelucrat - din aliaj. Când aliajul are o proporție mai mare de carbon în acesta, oțelul este mai puternic. Cu toate acestea, este mai puțin ductil decât un aliaj cu carbon mai scăzut.
După ce aliajul fier-carbon a fost rafinat la raportul dorit de carbon cu fier, pot fi adăugate materiale suplimentare pentru a îmbunătăți caracteristicile aliajului final de oțel. De exemplu, dacă aliajul final este oțel inoxidabil, la amestec se adaugă crom și mangan.
Îmbunătățirea oțelului
În timp ce unele forme de oțel, cum ar fi oțelul ușor, nu pot consta în nimic altceva decât fier și carbon, mai multe elemente chimice importante sunt utilizate pentru a crea oțel de calitate structurală. De exemplu, manganul și niobiul sunt utilizate pentru a oferi o rezistență suplimentară oțelului, în timp ce cromul, nichelul sau cuprul sunt adăugate pentru a reduce susceptibilitatea oțelului la rugină și coroziune. În mod similar, poate fi adăugat molibden, vanadiu, tungsten sau titan pentru a îmbunătăți alte aspecte ale oțelului pentru a îmbunătăți performanța. Oțelurile pot fi prelucrate suplimentar prin izolarea ruginii prin galvanizare (acoperire cu zinc, adesea prin imersare în zinc topit) sau electroplacare (depunerea unui strat de material pe suprafață folosind un curent electric).