История стали: производство, химический состав и использование

В начале было железо..

Железо является одним из самых распространенных металлов в земной коре.

Его можно найти почти везде, в сочетании со многими другими элементами, в форме руды.

В Европе обработка чугуна восходит к 1700 г. до н.э. Со времен хеттов до конца средневековья приготовление железа оставалось неизменным: чередующиеся слои руды и дерева (или древесного угля) нагревались до тех пор, пока не была получена масса расплавленной руды, которую затем необходимо было забить в горячем состоянии для того, чтобы удалить примеси - и тем самым получить сырое железо, готовое к ковке.

Кузница была установлена ​​в нескольких шагах от очага, где изготавливали металл.

Первоначально это была простая коническая дыра в земле, очаг превратился в печь, «низкую кузницу», и постепенно совершенствовался: с первых нескольких килограммов количество железа, которое можно было получить, возросло с 50 до 60 килограммов к средним векам. Более того, небольшие количества стали, то есть железа, обогащенного углеродом, были изготовлены с самого начала. Этот материал оказался более твердым и более стойким.

... потом пришел чугун

В XV веке строительство первых «высоких кузниц» (предшественников доменной печи) высотой от 4 до 6 метров привело к важному открытию: черный металл в жидкой форме, чугун, использовался для изготовления всех видов предметов (кастрюли, пушечные ядра, утюги, трубы и т. д.). Чугун также позволял производить железо в таких количествах путем рафинирования: слиток чугуна нагревался и продувался воздухом, в результате чего углерод в чугуне горел и железо стекало по каплям, образуя расплавленную массу сырого железа.

... и наконец сталь.

В 1786 году три французских ученых Бертолье, Монж и Вандермонд точно определили природу отношений железо / чугун / сталь и роль углерода в приготовлении и характеристиках этих трех материалов.

Однако только в великих изобретениях XIX века (печи Бессемера, Томаса и Мартина) сталь, до этого момента изготовленная из железа в небольших количествах, испытала впечатляющий рост и быстро стала самым важным металлом промышленной производственной. революции. В начале XX века мировое производство стали составило 28 миллионов тонн, т. е. в шесть раз больше, чем в 1880 году.

К началу Первой мировой войны он составил 85 миллионов тонн. В течение нескольких десятилетий сталь сильно укрепила оборудование, используемое в производстве, и заменила железо в большинстве областей применения.

Сталь, металл многоцелевого использования

Сталь - это железо с добавлением углерода с коэффициентом, близким к 0%, что соответствует очень незначительным следам, до 2%. Содержание углерода оказывает влияние на характеристики металла. Существует два основных семейства сталей: легированные и нелегированные. Сплав относится к химическим элементам, кроме углерода, добавляемого в железо в соответствии с минимальным переменным содержанием для каждого.

Например: 0,50% для кремния, 0,08% для молибдена, 10,5% для хрома. Таким образом, сплав из 17% хрома и 8% никеля используется для создания нержавеющей стали. Именно по этой причине существует не один, а много видов стали. В настоящее время существует более 3000 марок включенных в перечень (химических составов), не считая тех, которые созданы для удовлетворения нестандартного спроса, и все они способствуют тому, чтобы сталь стала наиболее подходящим материалом для решения задач будущего.