Atomaire structuur van Staal

Staal is een verfijnde vorm van ijzer die een gecontroleerde hoeveelheid koolstof toegevoegd aan het heeft . Ook is gesmolten met verschillende mineralen te helpen verwijderen onzuiverheden op specifieke temperaturen . Er zijn verschillende soorten staal en andere metalen kunnen worden gelegeerd met het staal , afhankelijk van het uiteindelijke gebruik is. Het smelten van ijzer tot staal is ontwikkeld om een ​​efficiënte industriële proces pas in de 19e eeuw . Iron

Iron komt van nature voor in de rock als een oxide erts ( ijzer vermengd met zuurstof ) . Andere verontreinigingen zoals zwavel , mangaan en fosfor aanwezig zijn . IJzer werd eerst gedolven 4000 jaar geleden . Het verdrong het gebruik van brons ( een legering van koper en tin ) toen het werd ontdekt dat ijzer was harder en niet buigen of verliest de rand zo gemakkelijk .
Iron Smelting

IJzererts wordt gesmolten in een oven met een ontploffing van lucht en een carbon materiaal toegevoegd , typisch coke . ( Coke is steenkool die is verhit zonder zuurstof weg te branden van zwavel en andere onzuiverheden . ) De toevoeging van koolstof-atomen naar een kristallijne ijzermolecule verhoogt buigzaamheid en hardheid .
Soorten Iron

de eenvoudigste vorm van ijzer te produceren is " gewrocht " ijzer, dat is ijzererts gesmolten bij een temperatuur die hoog genoeg is om koolstofatomen binden aan tussen 0,2-0,8 procent van het gesmolten ijzer . Dit type ijzer hard maar buigzaam genoeg om te worden gehamerd en gevormd . Hoogovens werden verbeterd voor hogere warmte , kan ijzer met een hoger koolstofgehalte van tussen de 3 procent en 4,5 procent worden gesmolten ; Dit werd bekend als " gegoten " ijzeren , die onmiddellijk in mallen gegoten. Het was moeilijker , maar broos , en kon niet worden gevormd of gehamerd .
Steel Making

Steel kwaliteit is afhankelijk van het smelten van ijzer op een exacte temperatuur met een gecontroleerde hoeveelheid koolstof en andere legeringen . Het koolstofgehalte van staal varieert van tussen de 0,2 procent en 1,5 procent . Terwijl een hoger koolstofgehalte verhardt staal , het maakt het ook broos . Dit kan worden gecompenseerd door een verscheidenheid van methoden die betrokken zijn bij verwarming en koeling van de stalen , genaamd " tempereren . "
Moleculaire Structuur

Staal is een kristalstructuur van ijzer moleculen afgewisseld met koolstof moleculen. Dit is goed bekend als " cementiet . " De hardheid en vervormbaarheid van staal hangt niet alleen van het koolstofgehalte , maar hoe de koolstof en ijzer moleculen zijn aangebracht aan elkaar . Interne spanningen in kristallijne structuur van het staal toe of af , afhankelijk van de temperatuur wordt blootgesteld en de snelheid waarmee het gesmolten staal wordt afgekoeld .
Staalsoorten

koolstofstaal zijn onderverdeeld in laag , gemiddeld, hoog en zeer hoog. Laag-en medium koolstofstaal zijn kneedbaar en kunnen worden gelast . Hoge en zeer hoge koolstofstaal moeilijk lasbaar en aanvullende warmtebehandelingen en bewerking . Andere staalsoorten zijn van roestvrij staal ( een legering van staal , chroom en nikkel ) , titanium staal en mangaan staal.