Oțelul, cel mai important material de construcție din lume, este un fier aliaj care conține între 0,2% și 2% carbon în greutate și uneori cantități mici de alte elemente, inclusiv mangan. Pe lângă clădiri, este utilizat la fabricarea de aparate, mașini și avioane.
Istorie
apariția oțelului comercial producția a venit la sfârșitul secolului 19 și a fost rezultatul creării de către Sir Henry Bessemer a unui mod eficient de scădere a conținutului de carbon din fontă. Prin reducerea cantității de carbon, cu atât mai greu și mai greu maleabil este produs un produs metalic din oțel.
Oțelul a fost în jur de când Epoca fierului, care a durat de la aproximativ 1200 până la 550 î.e.n., deși datele de început și sfârșit variază în funcție de aria geografică. Hitiții - care locuiau în Turcia modernă - ar fi fost primii oameni care au creat oțel prin încălzirea fierului cu carbon.
producere
Astăzi, majoritatea oțelul este produs prin metode de bază de oxigen (cunoscute și sub denumirea de oțel de bază pentru oxigen sau BOS). BOS își derivă numele din procesul care necesită arderea oxigenului în vase mari care conțin fier topit și fier vechi.
Deși BOS reprezintă cea mai mare pondere a producției globale de oțel, utilizarea cuptoarelor cu arc electric (EAF) a crescut începând cu începutul secolului XX și acum reprezintă aproximativ două treimi din producția de oțel din SUA. Producția de EAF presupune topirea fierului vechi cu un curent electric.
Gradele și tipurile
Potrivit Asociației Mondiale a Oțelului, există peste 3.500 diferite grade de oțel, care cuprinde proprietăți unice fizice, chimice și de mediu. Aceste proprietăți includ densitatea, elasticitatea, punctul de topire, conductivitatea termică, rezistența și duritatea. Pentru a produce diferite clase de oțel, producătorii variază tipurile și cantitățile de metale din aliaj, cantități de carbon și impurități, procesul de producție și modul în care sunt oțelurile rezultate a lucrat.
Oțelurile comerciale sunt, de asemenea, clasificate în general în patru grupuri care diferă în funcție de aliaj de metal conținut și aplicații de utilizare finală:
- Oțeluri de carbon includeți conținut redus de carbon (mai puțin de 0,3% carbon), carbon mediu (până la 0,6% carbon), carbon ridicat (până la 1% carbon) și ultraînaltă carbon (cât 2% carbon) oțeluri. Oțelul cu conținut scăzut de carbon este cel mai frecvent și cel mai slab dintre cele trei tipuri. Este disponibil într-o gamă largă de forme, inclusiv foi și grinzi. Cu cât conținutul de carbon este mai mare, cu atât este mai dificil să lucreze oțelul. Oțelurile cu conținut ridicat de carbon și ultra-bogat în carbon sunt utilizate la scule de tăiere, calorifere, pansamente și fire.
- Oțelurile din aliaj conțin alte metale precum aluminiu, cupru sau nichel. Pot fi utilizate în piese auto, conducte și motoare.
- Oțelurile inoxidabile conțin întotdeauna crom și poate și nichel sau molibden. Sunt lucioase și, în general, rezistente la coroziune. patru tipuri principale de oțel inoxidabil sunt feritic, care este similar cu oțelul carbon și rezistent puternic la fisurarea coroziunii la stres, dar nu este bun pentru sudare; austenitică, care este cel mai comun și bun pentru sudare; martensitice, care este moderat rezistent la coroziune, dar cu rezistență ridicată; și dublu, care constă din oțeluri feritice și jumătate austenitice și este mai puternic decât oricare dintre cele două tipuri. Deoarece sunt oțelurile inoxidabile ușor de sterilizat, sunt adesea utilizate în echipamente și instrumente medicale și echipamente de producție a alimentelor.
- Oțelurile scule sunt aliate cu metale dure, cum ar fi vanadiu, cobalt, molibden și tungsten. După cum sugerează și numele lor, acestea sunt adesea folosite pentru a face unelte, inclusiv ciocane.
Utilizări suplimentare
Versatilitatea oțelului a făcut-o cea mai utilizată - și cea mai reciclată - material metalic de pe Pământ. În plus, rezistența ridicată și costul de producție relativ redus îl fac potrivit pentru utilizare în nenumărate aplicații, inclusiv în căile ferate, bărci, poduri, ustensile de gătit, ambalaje și electrice transformatoare.