Atomare Struktur von Stahl

Stahl ist eine raffinierte Form von Eisen, das eine kontrollierte Menge an Kohlenstoff hinzugefügt hat . Es wurde auch mit verschiedenen Mineralstoffen verhüttet worden , um Verunreinigungen zu entfernen, bei bestimmten Temperaturen . Es gibt verschiedene Typen von Stahl und anderen Metallen können mit dem Stahl legiert werden , je nachdem, was seine spätere Verwendung wird . Die Verhüttung von Eisen in Stahl wurde zu einer effizienten industriellen Prozess erst im 19. Jahrhundert entwickelt. Eisen

Eisen kommt in der Natur in Fels als Oxid -Erz (Eisen mit Sauerstoff gemischt ) . Andere Verunreinigungen , wie Schwefel, Mangan und Phosphor vorhanden sein. Eisen wurde erstmals vor 4000 Jahren abgebaut. Es ersetzt die Verwendung von Bronze ( eine Legierung aus Kupfer und Zinn) , als entdeckt wurde , dass Eisen war härter und nicht verbiegen oder zu verlieren, dessen Rand so leicht .
Eisenverhüttung

Eisenerz wird in einem Ofen mit Luftstöße und einem Kohlenstoffmaterial hinzugefügt , in der Regel Koks verhüttet . ( Koks ist Kohle, die ohne Sauerstoff erhitzt wurde, zu verbrennen Schwefel und anderen Verunreinigungen. ) Die Zugabe von Kohlenstoffatomen zu einem kristallinen Eisenmoleküls erhöht Formbarkeit und Härte.
Arten von Eisen
die einfachste Art

von Eisen zu produzieren ist " Schmiede " Eisen, das Erz bei einer Temperatur hoch genug, um Kohlenstoffatome , zwischen 0,2 bis 0,8 Prozent der Eisenschmelze binden geschmolzen ist . Diese Art von Eisen ist hart, aber formbar genug, gehämmert und geformt werden. Wie Hochöfen wurden für höheren Wärme verbessert , konnte Eisen mit einem höheren Kohlenstoffgehalt zwischen 3 Prozent und 4,5 Prozent geschmolzen werden ; dies wurde als "Darsteller " Eisen, die sofort in Formen gegossen wurde bekannt. Es war schwieriger , aber spröde und konnte nicht förmige oder gehämmert werden.
Stahlherstellung

Stahlqualität ist abhängig von Roheisen in einem genauen Temperatur mit einer kontrollierten Menge von Kohlenstoff und anderen Legierungen. Der Kohlenstoffgehalt des Stahls im Bereich zwischen 0,2 Prozent und 1,5 Prozent. Während eine höheren Kohlenstoffgehalt härtet Stahl, macht es auch spröde. Dies kann durch eine Vielzahl von Methoden in der Heizungs -und Offset beteiligt werden Abkühlen des Stahls , genannt " Anlassen. "
Molekülstruktur

Stahl ist eine kristalline Struktur von Eisenmolekülen mit Kohlenstoffmoleküle durchsetzt. Dies ist richtig als " Zementit . " Die Härte und Formbarkeit des Stahls hängt nicht nur von dem Kohlenstoffgehalt , aber , wie die Kohlenstoff-und Eisenmolekülezueinander angeordnet . Innere Spannungen in der Stahl kristalline Struktur erhöht oder verringert sich je nach Temperatur es ausgesetzt ist, und die Geschwindigkeit, mit der Stahlschmelze abgekühlt wird.
Stahlsorten

Kohlenstoffstähle werden in niedrig, mittel, hoch und sehr hoch eingeteilt. Niedrige und mittlere Kohlenstoffstähle sind formbar und können verschweißt werden. Hohe und sehr hohe Kohlenstoffstähle sind schwer zu schweißen und erfordern zusätzliche Wärmebehandlungen und -Bearbeitung. Weitere Stähle sind aus Edelstahl ( eine Legierung aus Stahl , Chrom und Nickel ), Titan Stahl-und Mangan-Stahl .