Grunnleggende kunnskap om stål (1)

Stål er en legering som består av jern og C (karbon), Si (silisium), Mn (mangan), P (fosfor), S (svovel) og en liten mengde andre grunnstoffer. I tillegg til Fe (jern) spiller C-innholdet en stor rolle for stålets mekaniske egenskaper. Det er det viktigste og mest brukte metallmaterialet innen ingeniørteknologi.

Historien om anvendelse og forskning på stål blant mennesker er ganske lang. Men frem til oppfinnelsen av Bessemer-prosessen på 1800-tallet, var produksjon av stål en høykostnad, laveffektiv oppgave. I dag har stål blitt et av de mest utnyttede materialene i verden på grunn av sin lave pris og pålitelige ytelse. Det er en uunnværlig komponent i byggebransjen, produksjonsindustrien og folks daglige liv. Det kan sies at stål er det materielle grunnlaget for det moderne samfunnet.

Jernholdige metaller

Begrepet "jernholdig metall" refererer til ethvert jernholdig metall (jern og jernlegeringer) som stål, råjern, jernlegeringer, støpejern osv. Stål og råjern er legeringer basert på jern med karbon som hovedelement. De kalles samlet jern-karbon-legeringer.

Råjern refererer til et produkt laget ved å smelte jernmalm i en masovn og brukes hovedsakelig til å smelte stål og produsere støpegods.

Støpejernet smeltes i en jernsmelteovn for å oppnå støpejern (flytende, jern-karbon-legering med et karboninnhold større enn 2,11%), og det flytende støpejernet helles i et støpegods. Slik ble støpejernsdeler til.

Ferrolegering er en legering som består av jern og silisium, mangan, krom, titan og andre elementer. Ferrolegering er en av råvarene for stålproduksjon. Det brukes som et deoksideringsmiddel og legeringselementtilsetning for stål under stålfremstilling.

 

Jern-karbon-legeringer med et karboninnhold på mindre enn 2,11 % kalles stål. Stål oppnås ved å sette råjern i en stålfremstillingsovn og smelte det i henhold til en bestemt prosess. Stålprodukter inkluderer stålblokker, strengstøping og direkte støping av ulike stålstøpegods. Stål refererer generelt til stål valset inn i forskjellige stålprodukter.

Jernholdige metaller er magnetiske, sterke og harde på grunn av jerninnholdet, og disse materialene brukes ofte i bygging av boliger, store rør, industrielle beholdere og ingeniørapplikasjoner. Jernholdige metaller inneholder også store mengder karbon og er derfor mer utsatt for rust i fuktige miljøer (bortsett fra rustfritt stål som har høyt krominnhold, og smijern som har høyt innhold av rent jern).

Disse metallene er generelt solide og holdbare, noe som gjør dem nyttige i konstruksjon og prosjektering. Store strukturer som skyskrapere og broer inneholder jernholdige metaller. I tillegg kan jernholdige metaller finnes i containere, industrirør, biler, jernbaneskinner og husholdningsverktøy.

Ikke-jernholdig metall

Ikke-jernholdige metaller refererer til andre metaller og legeringer enn jernholdige metaller, som kobber, tinn, bly, sink, aluminium, messing, bronse, aluminiumslegeringer og lagerlegeringer. Dessuten brukes krom, nikkel, mangan, molybden, kobolt, vanadium, wolfram, titan og så videre i industrien. Disse metallene brukes hovedsakelig som legeringsadditiver for å forbedre egenskapene til metallet. Blant dem er wolfram, titan, molybden, etc. mest brukt til å produsere sementert karbid for skjæreverktøy.

Ovennevnte ikke-jernholdige metaller kalles industrielle metaller, i tillegg til edle metaller: platina, gull, sølv, etc. og sjeldne metaller, inkludert radioaktivt uran, radium, etc.

I motsetning til jernholdige metaller er disse legeringene duktile og lettere, noe som gjør dem egnet for industrier der styrke er nødvendig, men vektbegrensninger er oppfylt, for eksempel romfartsindustrien.

Rustfritt

 

Metalltråd

Kan

Gull

Dette materialet har forskjellige egenskaper og er hovedsakelig et rent metall eller en legering uten jern. Magnetisk er de stort sett ikke-magnetiske. I tillegg til ikke-jernholdige metaller som aluminium, kobber, bly, sink og tinn, er edle metaller som gull, sølv osv. også inkludert og brukes vanligvis til dekorative formål.Ikke-jernholdige metaller brukes nå i konstruksjonen, til fremstilling av verktøy, kabler, kjøretøymotorer, rør, containere og til og med servise.

Stål er et legeringsmateriale med jern som hovedelement, et karboninnhold generelt under 2%, og andre elementer. Karboninnholdet i kromstål kan være større enn 2 %, men 2 % er vanligvis skillelinjen mellom stål og støpejern. Strengt tatt er stål en jern-karbon-legering med et karboninnhold mellom 0,0218 % og 2,11 %. Universelt kaller vi det stål sammen med jern. For å sikre dens seighet og plastisitet, overstiger karboninnholdet vanligvis ikke 1,7%. I tillegg til jern og karbon inkluderer stålets hovedelementer silisium, mangan, svovel, fosfor osv. Andre ingredienser brukes for å skille stålegenskaper.     

Blødt stål er lett å akseptere ulike bearbeiding som smiing, sveising og skjæring, og brukes ofte til å lage kjeder, nagler, bolter, aksler, etc.

Middels karbonstål inkluderer drept stål (drept stål refererer til fullstendig deoksidert stål, det vil si at massefraksjonen av oksygen ikke overstiger {{0}}.01 %, vanligvis mellom {{7} },002% og 0,003%), halvdrept stål, kokende stål og andre produkter. Foruten karbon inneholder den også en liten mengde mangan (0,70% ~ 1,20%). Den har utmerket termisk behandling og skjæreytelse, men sveiseytelsen er dårlig.

Styrken og hardheten til middels karbonstål er høyere enn lavkarbonstål, men plastisiteten og seigheten er lavere enn lavkarbonstål. Blant ulike bruksområder på middels styrkenivåer er middels karbonstål det mest brukte. I tillegg til å være et byggemateriale, er det også mye brukt i produksjon av ulike mekaniske deler.

Høykarbonstål kalles ofte verktøystål, og karboninnholdet varierer fra større enn {{0}},60% til 1,70%. Hammere, brekkjern, etc. er laget av stål med et karboninnhold på 0,75 %; skjæreverktøy som bor, rømmer osv. er laget av stål med et karboninnhold på 0,90 % til 1,00 %.Dessuten kalles jern-karbon-legeringer med et karboninnhold på 2,1 % til 4,5 % generelt støpejern.