Stål är en legering, en kombinationsmetall av järn och kol. Kolhalten i stål når högst 1,5 procent. På grund av dess hårdhet och styrka används stål i byggandet av byggnader, broar, bilar och en mängd andra tillverknings- och konstruktionsapplikationer.
Det största stålproduktet idag är vanligt kolstål eller helt enkelt kolstål. Kolet i stål existerar i järnkarbidtillståndet. Andra element, bland annat svavel, fosfor, mangan och kisel, finns också.
Karboninnehåll i stål
Karbonstål definieras som stål som har sina egenskaper främst på grund av dess kolhalt och innehåller inte mer än 0,5 procent kisel och 1,5 procent av mangan. De enkla kolstålen, som sträcker sig från 0,06 procent kol till 1,5 procent kol, är indelade i fyra typer:
Dessa stål utvecklas från mjukare till hårdare, men de trender också mot ökad brittleness. Den första typen används i bilar. Den andra typen finns i skenor och järnvägsprodukter som kopplingar, vevaxlar, axlar, kugghjul och smide. Den tredje typen används i skärverktyg och järnvägslinjer, och den sista typen används i kolvar och kolvar.
Grundläggande fysikaliska egenskaper hos stål
Stål har en densitet på 7.850 kg /m < sup> 3, vilket gör det 7,85 gånger så tätt som vatten. Dess smältpunkt av 1 510 C är högre än för de flesta metaller. I jämförelse är bronsens smältpunkt 1,040 C, den för koppar är 1 083 C, gjutjärnets 1 300 C, och nickeln är 1 453 C. Tungsten smälter emellertid vid en sårbarhet av 3 410 C, vilket inte är överraskande eftersom det här elementet används i glödlampor.
Stålets koefficient för linjär expansion vid 20 C, i μm per meter per grad Celsius, är 11,1, vilket gör att det är mer motståndskraftigt än att ändra storlek med temperaturförändringar än, till exempel koppar (16.7), tenn (21.4) och bly (29.1).
Rostfritt stål
Rostfria stål används vid konstruktion när korrosionsbeständighet är en viktig tillgång, som med knivar som måste hålla en skarp kant. En annan vanlig anledning till att rostfria stål används är deras hög temperatur egenskaper. I vissa projekt är högtemperaturoxidationsbeständighet ett absolut krav, medan i andra är hög temperaturstyrka ett primärt behov.
Additives to Steel
Små mängder andra metaller tillförda stål ändra dess egenskaper på sätt som gynnar vissa industriella applikationer. Exempelvis resulterar kobolt i högre magnetisk permeabilitet och används i magneter. Mangan ger styrka och hårdhet, och produkten är lämplig för tunga järnvägsövergångar. Molybden upprätthåller sin hållfasthet vid höga temperaturer, så detta tillsats är användbart när man gör fartborrtips. Nickel och krom motstå korrosion och läggs vanligtvis vid tillverkningen av stålkirurgiska instrument.
