JAES Learning

Kiedy została odkryta? Jakie istnieją rodzaje stali? Jakie są jej zastosowania?

Jest odporna na korozję, rozciąganie i zużycie. Po raz pierwszy została odkryta przez pewne plemiona hinduskie, doskonalona w swoim zastosowaniu przez japońskich ludzi, a później na długi czas zaprzestano jej używania; aby później została ponownie odkryta w Anglii w 1740 roku. O czym mówimy? Oczywiście, rozmawiamy o najczęściej używanym stopie metali na całym świecie, o stali!

Wysokie budynki, rurociągi naftowe, samochody, urządzenia AGD, wszystkie mają jedną cechę wspólną: każda z tych rzeczy jest wykonana, lub przynajmniej częściowo wykonana, ze stali. Stal jest materiałem o wielu właściwościach, tworzonym przez połączenie żelaza i węgla.

Zaczynając od kilku faktów historycznych, pierwszy rodzaj stali został wyprodukowany w Indiach w 300 r. n.e. Nazywano go stalą Wootz i była kowana w zakrytych tyglach.

Krótko po roku 1000 technika indyjska dotarła na Bliski Wschód, gdzie została dalej udoskonalona, aby dać początek stali damasceńskiej, która jest niezwykle elastycznym i odpornym gatunkiem. Niestety po 1300 roku nie ma innych zapisów dotyczących stosowania tej niesamowitej techniki. W następnych latach niektórzy japońscy artyści starali się ją odtworzyć, tworząc coś bardzo podobnego.

W tym momencie powinniśmy wspomnieć o najbardziej powszechnej "pakietowej stali", pierwszej, która trafiła do Europy; jej technika wytwarzania polega na tworzeniu pakietu zmiennie ułożonych warstw miękkiego żelaza i żeliwa odlewniczego, które były wygładzone, a następnie razem młotowane, aby je spawać i rozprzestrzenić węgiel z żeliwa odlewniczego do miękkiego żelaza, w celu uzyskania pożądanego procentu węgla. Ta technika w średniowieczu wyszła z użycia, aby zostać ponownie odkrytą w okresie renesansu.

Po kilku eksperymentach przeprowadzonych w swoim piecu, w 1740 roku Benjamin Huntsman przywrócił technikę tygla: opracował piec zdolny do osiągnięcia temperatury 1600 ºC, a w jego wnętrzu umieścił gliniane tygle z 15 kg żelaza. Następnie dodano żeliwo odlewnicze, bogate w węgiel, uzyskując w ten sposób stal. Była to rewolucja w przemyśle stalowym, ta nowa technika pozwoliła na produkcję dużych ilości stali w krótkim czasie, nie narażając jakości.

Taki sposób produkcji stali pozostał najlepszą opcją do czasu wynalezienia konwertera Bessemera w 1856 roku. Henry Bessemer zaprojektował specjalny piec w kształcie gruszki, który był używany do redukcji nadmiaru węgla obecnego w roztopionym żeliwie odlewniczym. Ten konwerter jest w stanie przekształcić ciekłe żeliwo odlewnicze w stal, wyjątkowy w stopniu stania się pierwszym piecem umożliwiającym produkcję stali w jednym kroku obróbki.

W 1865 roku opracowano inny typ procedury. Proces Martin-Siemens umożliwił oczyszczenie ciekłego żeliwa odlewniczego z węgla, redukując czasochłonność. Poprzez naświetlanie bezpośrednich płomieni na ciekły metal, materiał osiąga temperaturę ponad 1800 ° C, eliminując nadmiarowe cząsteczki węgla.

Przełom technologiczny następuje wraz z procesem LD, opracowanym w Austrii w 1949 roku, który polegał na użyciu czystego tlenu do eliminacji cząsteczek węgla, co prowadziło do uzyskania bardzo czystej stali przy użyciu mniejszej ilości paliwa do podgrzania ciekłego żeliwa odlewniczego. Nawet dzisiaj proces LD jest najczęściej stosowaną metodą oczyszczania stali i pokrywa 50% światowej produkcji.

Rocznie na całym świecie produkuje się ponad 1,864 miliona ton stali i jest ona przetwarzana na różne sposoby, takie jak walcowanie lub tłoczenie.

Ale czy wiesz, z czego jest zrobiona stal? I ile rodzajów jej istnieje?

Stal, jak wspomniano wcześniej, jest stopem metali składającym się z żelaza i węgla, który nie powinien przekraczać 2,1%, w przeciwnym razie żelazo zmieniłoby się w żeliwo odlewnicze. Stal jest głównie produktem kowalnym, który można formować, gdy jest gorący, i w przeciwieństwie do żeliwa odlewniczego, jej główną cechą jest odporność na rozciąganie, kor

ozję, zużycie i ciepło.

Stal można podzielić na cztery główne kategorie:
- Stal węglowa
- Stal stopowa
- Stal nierdzewna (stal nierdzewna)
- Stal narzędziowa

Stale węglowe, odpowiadające za 90% całkowitej produkcji, stanowią najbardziej rozpowszechniony rodzaj, a zarazem najmniej wartościowy. Ten typ stali o nieprzezroczystym wyglądzie ma cechy techniczne, które sprawiają, że jest ona plastyczna i łatwo obrabialna, ale także bardzo podatna na korozję i wrażliwa na wysokie i niskie temperatury.
Stal o wysokiej zawartości węgla w stopie będzie twardsza, ale jednocześnie mniej wszechstronna niż stal o niskim procentowym udziale węgla; dlatego rodzaje stali węglowej są podzielone według zawartości węgla w stopie, od bardzo miękkiej, z procentami węgla od 0,05% do 0,15%, do bardzo twardej, z procentami węgla w zakresie od 0,80% do 0,85%.

Kolejna kategoria reprezentowana jest przez stopy stopowe, charakteryzujące się mieszaniną różnych metali, które nadają stali różne cechy. Na przykład: krzem zwiększa elastyczność, podczas gdy molibden zwiększa hartowność i odporność na ciepło. Kolejnym przykładem jest dodanie wanadu do stopy. Ten składnik chemiczny zwiększa wytrzymałość mechaniczną i odporność na zużycie końcowego produktu. Ich użycie jest bardzo poszukiwane w dziedzinie mechaniki i do budowy rurociągów.

Przejdźmy teraz do stali nierdzewnej, charakteryzującej się większą odpornością na utlenianie i korozję. Ta szczególna cecha jest uzyskiwana przez dodanie do stopu chromu (zwykle od 12% do 18%) molekuł chromu, które, łącząc się z cząsteczkami węgla, tworzą węglik chromu, tworząc w ten sposób warstwę ochronną przed korozją. Stale nierdzewne mogą być stosowane do produkcji instrumentów chirurgicznych i domowych, sztućców oraz jako powłoka zewnętrzna dla budynków komercyjnych i przemysłowych.

Kategoria stali narzędziowych, z drugiej strony, jest uzyskiwana poprzez dodanie do mieszanki wolframu, molibdenu, kobaltu i wanadu w zmiennych ilościach w celu zwiększenia odporności na ciepło i trwałość. Doskonale nadają się do obróbki, takiej jak cięcie i wiercenie, i mogą być klasyfikowane według swoich kształtów i związanych z nimi zastosowań:

- Długie lub rurowe produkty obejmują pręty, szyny, kable, narożniki, rury i belki i są powszechnie używane w przemyśle motoryzacyjnym i budowlanym.

- Produkty płaskie obejmują blachy, arkusze, cewki i taśmy i są głównie używane w częściach samochodowych, urządzeniach AGD, opakowaniach, budowie statków i budownictwie.

Istnieje wiele rodzajów stali, a jej nazewnictwo i normy techniczne są ustalane przez krajowe i międzynarodowe organy, takie jak ISO, Międzynarodowy Instytut Norm. Stale można sklasyfikować w grupie I, dla podstawowych i jakościowych stali oraz w grupie II dla specjalnych stali.

Mimo że współczesna technologia osiągnęła niepojęte wysokości, stal nadal pozostaje najczęściej używanym materiałem do każdego rodzaju przetwarzania i produktu. Sektor, który wciąż preferuje stosowanie stali, to z pewnością sektor motoryzacyjny. Często zdarza się, że wiodące firmy w branży motoryzacyjnej współpracują z hutami stali, aby opracować nowe stopy zdolne do nadawania coraz to lepszych właściwości swoim samochodom. Na przykład gigant stalowy ArcelorMittal, założył specjalny dział dla sektora motoryzacyjnego, zwany Globalnym Centrum Badań i Rozwoju dla Motoryzacji, który współpracuje z największymi firmami w sektorze transportu, aby poprawić jakość specjalnych stali, stali wysokiej wytrzymałości lub stali o ultrawysokiej wytrzymałości. Te szczególne stale mają zdolność do osiągania wysokiego punktu zerwania przy zachowaniu niskiej wagi, co jest istotnym czynnikiem dla osiągów pojazdu.

Zalety stosowania tych stali są liczne:

- Oferują one większą ochronę i bezpieczeństwo przed uderzeniami, spełniając rygorystyczne standardy przemysłu motoryzacyjnego.

- Są one lżejsze, co pozwala na większą efektywność energetyczną i zmniejsza koszty paliwa.

- Pojazdy korzystające ze stali AHSS / UHSS mogą wytrzymać większe obciążenia, zwiększając nośność.

- Zwiększają one sztywność skrętną, poprawiając prowadzenie i responsywność pojazdu.

- Oferują również większą zrównoważoność. Faktycznie, wybierając te stale, zastępując aluminium lub włókna węglowe, firma podejmuje wybór dla ekosystemu, ponieważ aluminium i włókna węglowe wiążą się z wysokimi emisjami wytwarzania i recyklingu.

Dotarliśmy do końca naszego filmu! Rozmawialiśmy o stali, jej cechach i zastosowaniach w zależności od użytego rodzaju dla każdego z różnych sektorów produkcyjnych.