Стали
Сталь — это сплав , состоящий из железа , обычно с несколькими десятыми долями процента углерода для повышения его прочности и сопротивления разрушению по сравнению с другими формами железа. Многие другие элементы могут присутствовать или добавляться. Для нержавеющих сталей, устойчивых к коррозии и окислению, обычно требуется дополнительно 11% хрома . Из-за высокой прочности на растяжение и низкой стоимости сталь используется в зданиях , инфраструктуре , инструментах , кораблях , поездах , автомобилях , машинах., электрические приборы и оружие . Железо является основным металлом стали. В зависимости от температуры он может принимать две кристаллические формы (аллотропные формы): объемно-центрированную кубическую и гранецентрированную кубическую . Взаимодействие аллотропов железа с легирующими элементами, в первую очередь с углеродом, придает стали и чугуну ряд уникальных свойств.
В чистом железе кристаллическая структура имеет относительно небольшое сопротивление атомам железа, проскальзывающим друг относительно друга, поэтому чистое железо довольно пластично или мягко и легко формуется. В стали небольшие количества углерода, других элементов и включений в железе действуют как упрочняющие агенты, препятствующие движению дислокаций .
Углерод в типичных стальных сплавах может составлять до 2,14% их веса. [1] Изменение количества углерода и многих других легирующих элементов, а также контроль их химического и физического состава в готовой стали (либо в виде растворенных элементов, либо в виде выделенных фаз) препятствует движению дислокаций, которые делают чистое железо пластичным. , и таким образом контролирует и усиливает его качества. Эти качества включают твердость , поведение при закалке , потребность в отжиге , поведение при отпуске , предел текучести и предел прочности на растяжение полученной стали. Повышение прочности стали по сравнению с чистым железом возможно только за счет снижения пластичности железа.
Сталь производилась в плавильных печах на протяжении тысячелетий, но ее крупномасштабное промышленное использование началось только после того, как в 17 веке были изобретены более эффективные методы производства, с введением доменной печи и производством тигельной стали . Затем последовала мартеновская печь , а затем бессемеровский процесс в Англии в середине 19 века. С изобретением бессемеровского процесса началась новая эра массового производства стали. Мягкая сталь заменила кованое железо . В 19 веке немецкие государства стали свидетелями значительного превосходства стали над Европой. [2]
Дальнейшие усовершенствования процесса, такие как выплавка стали с использованием кислорода в кислороде (BOS), в значительной степени заменили более ранние методы за счет дальнейшего снижения себестоимости производства и повышения качества конечного продукта. Сегодня сталь является одним из наиболее часто производимых материалов в мире: ежегодно производится более 1,6 миллиарда тонн. Современная сталь обычно определяется различными сортами, определенными различными организациями по стандартизации .
Существительное « сталь » происходит от протогерманского прилагательного stahliją или stakhlijan «сделанный из стали», которое связано со stahlaz или stahliją «устойчивый». [3]
