Stål - det är absolut överallt. Det finns i våra kök, bilar, broar, bostäder och kontorsbyggnader. Överallt du ser, används stål för att lägga till styrka och hållbarhet för de saker som vi använder i vår vardag.
Tidiga användningar av stål
Historien visar att stål har använts av smeden i tusentals år, men användningen blev betydligt viktigare under 1700-talet, efter att mer effektiva produktionsmetoder utvecklades. I mitten av 1800-talet utvecklades Bessemer-processen, vilket gjorde att stål kunde massproduceras billigt. Ytterligare utveckling möjliggjorde för att produktionen skulle minska ytterligare, samtidigt som kvaliteten på den färdiga produkten ökade samtidigt.
Stål är för närvarande ett av de vanligaste materialen som används runt om i världen. Varje år produceras över 1,3 miljarder ton stål och identifieras av olika kvaliteter och standarder. Den används som en viktig del i verktyg, maskiner, apparater, vapen, bilar, byggnader, fartyg, infrastruktur, apparater och mycket mer.
Vad är stål? Stål är en legering som är gjord av järn och en kombination av andra element, inklusive kol. Det finns olika typer av stål baserat på de andra elementen som används för att skapa den. Till exempel, när kol är det primära elementet i legeringen, måste dess innehåll i stålet vara någonstans mellan 0,002 och 2,1 viktprocent.
Medan andra legeringar kan användas, måste följande element alltid vara närvarande i stål:
aluminium (spår)
kol
mangan
syre (spår)
kväve (spår)
fosfor
kisel
svavel
Förutom dessa element kan andra element som kan läggas avsiktligt för att ändra egenskaper hos den färdiga stålprodukten inkluderar:
bor
krom
mangan
molybden
nickel
niob
titan
vanadin
Kol, liksom andra element som används vid skapandet av stål, fungerar som härdare. Genom att ändra mängden legeringselement och den form som de används i stålet kommer de att förändra kvaliteter, såsom styrka, duktilitet och hårdhet. Stål som har högre kolhalt kan till exempel vara starkare och hårdare, men ändå mindre rörlig än järn.
Stål kan enkelt särskiljas från två populära legeringsversioner som kallas gjutjärn och smidesjärn. Gjutjärn har en legering som innehåller mer än 2,1 procent kol. Smidesjärn innehåller bara en liten mängd kol, vilket gör det lättare att böja och vrida sig i form.
Behandlingsalternativ
Förutom grundläggande typer av stål som bestäms av de element som används vid legeringstillverkning, finns det också många olika typer av värmebehandlingsalternativ. Tempering, quenching och glödgning är de vanligaste typerna av behandling som används i ståltillverkningen idag.
Avkylning och härdning uppnås genom uppvärmning av stålet till det som kallas austenitfasen, innan det släckes i en lösning av olja eller vatten för att snabbt kyla det. Denna snabba kylningsprocess skapar en hård och spröd struktur som sedan tempereras med en specialiserad typ av glödgning. Annealing är en process som innebär uppvärmning av stålet tills det mjukas genom en tredelad process av återhämtning, omkristallisation och korntillväxt.
Hur stål används idag
Stål används i ett stort antal applikationer i modern konstruktion, inklusive byggandet av järnvägar, vägar, byggnader, apparater och annan infrastruktur. Faktum är att modernaste strukturer, som skyskrapor, arenor, flygplatser och broar skapas med ett slitstarkt stålskelett. Även strukturer som använder betong använder även stål som ett förstärkande material.
Stål används också i många olika typer av fordon och apparater. Det används också i grundläggande byggmaterial, tack vare hållbarheten och styrkan. Några av dessa material inkluderar skruvar, naglar och bultar. Det används också i industrier, till exempel gruv-, rörledningstransporter, flyg-, varvsindustrin och tung utrustning.
Stål finns också i andra vanliga material, såsom grundläggande verktyg, stålull och personliga pansarvästar för säkerhet och brottsbekämpning. Utöver praktiska användningsområden används även stål i konstnärligt bruk, såsom skulpturer, ramverk och bildskärmar.