Το μεταλλικό προφίλ του χάλυβα

Ο χάλυβας, το κυριότερο κατασκευαστικό υλικό στον κόσμο, είναι ένα σίδερο κράμα που περιέχει μεταξύ 0,2% και 2% άνθρακα κατά βάρος και μερικές φορές μικρές ποσότητες άλλων στοιχείων, συμπεριλαμβανομένου του μαγγανίου. Εκτός από τα κτίρια, χρησιμοποιείται στην κατασκευή συσκευών, αυτοκινήτων και αεροπλάνων.

ο έλευση εμπορικού χάλυβα η παραγωγή ήρθε στα τέλη του 19ου αιώνα και ήταν αποτέλεσμα της δημιουργίας από τον Sir Henry Bessemer ενός αποτελεσματικού τρόπου μείωσης της περιεκτικότητας σε άνθρακα σε χυτοσίδηρο. Με τη μείωση της ποσότητας άνθρακα, το πολύ πιο δύσκολο και περισσότερο Ελατός μεταλλικό προϊόν από χάλυβα.

Ο χάλυβας βρίσκεται γύρω από το Εποχή του σιδήρου, η οποία διήρκεσε από το 1200 π.Χ. έως το 550 π.Χ., αν και οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης ποικίλλουν ανά γεωγραφική περιοχή. Οι Χετίτες - που έζησαν στη σύγχρονη Τουρκία - μπορεί να ήταν οι πρώτοι άνθρωποι που δημιούργησαν χάλυβα με θέρμανση σιδήρου με άνθρακα.

Σήμερα, τα περισσότερα παράγεται χάλυβας με βασικές μεθόδους οξυγόνου (γνωστές και ως χαλυβουργία βασικού οξυγόνου ή BOS). Το BOS αντλεί το όνομά του από τη διαδικασία που απαιτεί την εμφύσηση οξυγόνου σε μεγάλα δοχεία που περιέχουν λιωμένο σίδηρο και χαλύβδινο σκραπ.

Παρόλο που η BOS αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μερίδιο της παγκόσμιας παραγωγής χάλυβα, η χρήση ηλεκτρικών κλιβάνων (EAF) αυξάνεται από τις αρχές του 20ού αιώνα και σήμερα αντιπροσωπεύει περίπου τα δύο τρίτα της αμερικανικής παραγωγής χάλυβα. Η παραγωγή EAF συνεπάγεται την τήξη χαλύβδινων απορριμμάτων με ηλεκτρικό ρεύμα.

Σύμφωνα με την Παγκόσμια Ομοσπονδία Χάλυβα, υπάρχουν πάνω από 3.500 διαφορετικές ποιότητες χάλυβα, που περιλαμβάνει μοναδικές φυσικές, χημικές και περιβαλλοντικές ιδιότητες. Αυτές οι ιδιότητες περιλαμβάνουν πυκνότητα, ελαστικότητα, σημείο τήξης, θερμική αγωγιμότητα, αντοχή και σκληρότητα. Για να παράγουν διαφορετικές ποιότητες χάλυβα, οι κατασκευαστές μεταβάλλουν τους τύπους και τις ποσότητες των κραμάτων μετάλλων, το οι ποσότητες άνθρακα και προσμείξεων, η διαδικασία παραγωγής και ο τρόπος με τον οποίο προκύπτουν οι χάλυβες εργάστηκε.

Οι εμπορικοί χάλυβες ταξινομούνται γενικά σε τέσσερις ομάδες που διαφέρουν ανάλογα με τους κράμα μετάλλου περιεχόμενο και εφαρμογές τελικής χρήσης:

1. Χάλυβες άνθρακα περιλαμβάνουν άνθρακα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (άνθρακα μικρότερο από 0,3%), μεσαίου άνθρακα (έως και 0,6% άνθρακα), υψηλού άνθρακα (έως 1% άνθρακα) και εξαιρετικά υψηλού άνθρακα (έως και 2% άνθρακα). Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι ο συνηθέστερος και ο ασθενέστερος από τους τρεις τύπους. Διατίθεται σε μια μεγάλη ποικιλία σχημάτων, συμπεριλαμβανομένων των φύλλων και δοκών. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα του άνθρακα, τόσο πιο δύσκολη είναι η επεξεργασία του χάλυβα. Οι χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και εξαιρετικά υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χρησιμοποιούνται σε εργαλεία κοπής, καλοριφέρ, διατρήσεις και σύρματα.
2. Οι κραματοποιημένοι χάλυβες περιέχουν άλλα μέταλλα όπως αλουμίνιο, χαλκό ή νικέλιο. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εξαρτήματα αυτοκινήτων, αγωγούς και κινητήρες.
3. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες περιέχουν πάντα χρώμιο και ίσως επίσης νικέλιο ή μολυβδαίνιο. Είναι λαμπερά και γενικά ανθεκτικά στη διάβρωση. ο τέσσερις κύριους τύπους ανοξείδωτου χάλυβα είναι φερριτικό, το οποίο είναι παρόμοιο με τον ανθρακούχο χάλυβα και είναι ανθεκτικός σε ρωγμές διάβρωσης λόγω τάσης αλλά δεν είναι καλό για συγκόλληση. ωστενιτικό, η οποία είναι η πιο κοινή και καλή για τη συγκόλληση? μαρτενσιτικό, η οποία είναι μέτρια ανθεκτική στη διάβρωση αλλά μεγάλη αντοχή. και διπλός, που αποτελείται από μισούς φερριτικούς και μισούς ωστενιτικούς χάλυβες και είναι ισχυρότερος από τους δύο αυτούς τύπους. Επειδή είναι ανοξείδωτοι χάλυβες εύκολα αποστειρωμένο, χρησιμοποιούνται συχνά στον ιατρικό εξοπλισμό και τα όργανα και στον εξοπλισμό παραγωγής τροφίμων.
4. Οι χάλυβες εργαλείων είναι κραματοποιημένοι με σκληρά μέταλλα όπως το βανάδιο, το κοβάλτιο, το μολυβδαίνιο και το βολφράμιο. Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, χρησιμοποιούνται συχνά για την κατασκευή εργαλείων, συμπεριλαμβανομένων των σφυριών.

Η ευελιξία του χάλυβα το έκανε το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο και πιο ανακυκλωμένο μεταλλικό υλικό στη Γη. Επιπλέον, η υψηλή αντοχή και το σχετικά χαμηλό κόστος παραγωγής το καθιστούν κατάλληλο για χρήση σε αμέτρητες εφαρμογές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των σιδηροδρόμων, των σκαφών, των γεφυρών, των μαγειρικών σκευών, των συσκευασιών και των ηλεκτρικών μετασχηματιστές.