Hvad er den kemiske formel af stål?

Når nogle mennesker tænker på stål, kan de forestille sig, at en skyskraber samles ved hjælp af massive nitte bjælker, mens andre mennesker kan forestille sig kroppen og motoren i en klassisk bil på et bilshow. Faktisk er stål til stede i mange ting, som folk bruger hver dag. At forstå den kemiske sammensætning af stål er nyttigt, når man bestemmer, hvilken slags stål der skal bruges, samt i hvilken applikation der skal bruges. Da stål er en blanding snarere end en kemisk forbindelse, har det ikke en bestemt kemisk sammensætningsformel. Når du leder efter den rigtige type stål, der skal bruges, bestemmer additiverne, hvilket stål der er det bedste valg til dit formål.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Stål er en blanding af jern og kulstof smeltet sammen med et eller flere andre metaller eller ikke-metaller. Da stål er en blanding snarere end en kemisk forbindelse, har stål ikke en bestemt kemisk forbindelsesformel. Navnekonventionen for stål afhænger af stålets sammensætning - hvad der blandes med jernet - såsom kulstofstål eller wolframstål.
Jern og kulstof Spil en stor rolle

Jern er et moderat reaktivt metal, der er tilbøjelig til at kombinere kemisk med ikke-metaller såsom ilt og kulstof. Når jern udvindes eller på anden måde findes i naturen, findes det typisk som et naturligt forekommende mineral. Når jernmalm opvarmes i nærvær af et reduktionsmiddel, såsom kulilte, produceres det metallisk jern. Derfra raffineres jern yderligere til at skabe en jern-carbonlegering, der kan bruges til at fremstille det materiale, vi kender som stål.

Jern-carbonlegeringen er basismaterialet af stål. Andelen af kulstof i legeringen er normalt omkring 0,15 til 0,30 procent, og det bestemmer den indledende styrke og duktilitet - evnen til at blive trukket i tråd eller at blive bearbejdet - af legeringen. Når legeringen har en større andel kulstof i sig, er stålet stærkere. Den er imidlertid mindre duktil end en legering med lavere kulstof.

Efter at jern-carbonlegeringen er blevet raffineret til det ønskede forhold mellem carbon og jern, kan der tilføjes yderligere materialer for at forbedre egenskaberne ved det endelige stål legering. For eksempel, hvis den endelige legering er rustfrit stål, tilsættes krom og mangan til blandingen.
Forbedring af stål

Mens nogle former for stål, såsom blødt stål, måske består af andet end jern og kulstof, flere vigtige kemiske elementer bruges til at skabe strukturelt stål. For eksempel bruges mangan og niob til at give stål ekstra styrke, mens chrom, nikkel eller kobber tilsættes for at reducere stålets følsomhed for rust og korrosion. Tilsvarende kan molybdæn, vanadium, wolfram eller titan tilsættes for at forbedre andre aspekter af stål for at forbedre ydelsen. Stål kan videreforarbejdes ved rustisolering ved hjælp af galvanisering (belægning med zink, ofte ved nedsænkning i smeltet zink) eller elektroplettering (deponering af en materialebelægning på overfladen ved hjælp af en elektrisk strøm).