Περιεχόμενο
Όταν μερικοί άνθρωποι σκέφτονται τον χάλυβα, μπορεί να φανταστούν έναν ουρανοξύστη που συναρμολογείται χρησιμοποιώντας ογκώδεις νευρώσεις, ενώ άλλοι άνθρωποι μπορούν να φανταστούν το σώμα και τον κινητήρα ενός κλασικού αυτοκινήτου σε μια επίδειξη αυτοκινήτου. Πράγματι, ο χάλυβας είναι παρών σε πολλά πράγματα που οι άνθρωποι χρησιμοποιούν καθημερινά. Η κατανόηση του χημικού μακιγιάζ του χάλυβα είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό του είδους του χάλυβα που θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί, καθώς και σε ποια εφαρμογή θα χρησιμοποιηθεί. Επειδή ο χάλυβας είναι ένα μείγμα και όχι μια χημική ένωση, δεν έχει έναν ορισμένο τύπο χημικής ένωσης. Όταν ψάχνετε για το σωστό είδος χάλυβα για χρήση, τα πρόσθετα καθορίζουν ποιο χάλυβα είναι η καλύτερη επιλογή για το σκοπό σας.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Ο χάλυβας είναι ένα μίγμα σιδήρου και άνθρακα συντηγμένο μαζί με ένα ή περισσότερα άλλα μέταλλα ή μη μέταλλα. Επειδή ο χάλυβας είναι ένα μείγμα παρά μια χημική ένωση, ο χάλυβας δεν έχει έναν καθορισμένο τύπο χημικής ένωσης. Η σύμβαση ονομασίας για τον χάλυβα εξαρτάται από τη σύνθεση του χάλυβα - αυτό που αναμιγνύεται με το σίδερο - όπως ο χάλυβας άνθρακα ή ο βολφράμιο.
Το σίδερο και ο άνθρακας παίζουν μεγάλο ρόλο
Ο σίδηρος είναι ένα μέτρια αντιδρόν μέταλλο που είναι επιρρεπές στο να συνδυάζεται χημικά με μη μεταλλικά στοιχεία όπως το οξυγόνο και ο άνθρακας. Όταν ο σίδηρος εξορύσσεται ή άλλως απαντάται στη φύση, συνήθως απαντάται ως φυσικό ορυκτό. Όταν το σιδηρομετάλλευμα θερμαίνεται παρουσία αναγωγικού μέσου όπως το μονοξείδιο του άνθρακα, παράγει μεταλλικό σίδηρο. Από εκεί, ο σίδηρος εξευγενίζεται περαιτέρω για να δημιουργήσει ένα κράμα σιδήρου-άνθρακα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φτιάξει το υλικό που γνωρίζουμε ως χάλυβα.
Το κράμα σιδήρου-άνθρακα είναι το βασικό υλικό χάλυβα. Η αναλογία του άνθρακα στο κράμα είναι συνήθως γύρω στο 0,15 έως 0,30 τοις εκατό και καθορίζει την αρχική αντοχή και την ολκιμότητα - την ικανότητα σύλληψης ή επεξεργασίας - του κράματος. Όταν το κράμα έχει μεγαλύτερη αναλογία άνθρακα σε αυτό, ο χάλυβας είναι ισχυρότερος. Ωστόσο, είναι λιγότερο εύπλαστο από ένα κράμα χαμηλότερου άνθρακα.
Αφού το κράμα σιδήρου-άνθρακα έχει εξευγενιστεί στην επιθυμητή αναλογία άνθρακα προς σίδηρο, μπορούν να προστεθούν πρόσθετα υλικά για την ενίσχυση των χαρακτηριστικών του τελικού κράματος χάλυβα. Για παράδειγμα, εάν το τελικό κράμα είναι ανοξείδωτος χάλυβας, στο μείγμα προστίθενται χρώμιο και μαγγάνιο.
Ενίσχυση χάλυβα
Ενώ ορισμένες μορφές χάλυβα, όπως ο μαλακός χάλυβας, μπορεί να αποτελούνται μόνο από σίδηρο και άνθρακα, πολλά σημαντικά χημικά στοιχεία χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία χάλυβα δομικής ποιότητας. Για παράδειγμα, το μαγγάνιο και το νιόβιο χρησιμοποιούνται για την παροχή επιπλέον αντοχής στον χάλυβα, ενώ προστίθενται χρώμιο, νικέλιο ή χαλκός για να μειωθεί η ευαισθησία του χάλυβα στη σκουριά και στη διάβρωση. Ομοίως, μπορεί να προστεθεί μολυβδαίνιο, βανάδιο, βολφράμιο ή τιτάνιο για την ενίσχυση άλλων πτυχών του χάλυβα για βελτίωση της απόδοσης. Οι χάλυβες μπορούν να υποστούν περαιτέρω επεξεργασία με στεγανοποίηση χρησιμοποιώντας γαλβανισμό (επικάλυψη με ψευδάργυρο, συχνά με εμβάπτιση σε τετηγμένο ψευδάργυρο) ή ηλεκτρολυτική επίστρωση (εναπόθεση υλικού επί της επιφάνειας με ηλεκτρικό ρεύμα).