Автор: В настоящее время сталь выглядит вездесущей, жизненно важной составляющей в строительной отрасли, а также находится в различных продуктах, таких как продовольственные товары, машины, вооружение и транспортные средства. Будучи неотъемлемой частью нашего современного мира, он имеет богатую историю и был создан и используется человечеством в течение тысячелетий.
В своем простейшем определении сталь представляет собой сплав железа и углерода с атомами углерода, которые помогают связывать атомы железа вместе. Сталь, как правило, там до более стойкой к коррозии и легче сваривается; два свойства, которые придают ему широкое применение в качестве строительного материала и деталей машин. Он может и, как правило, содержит комбинации других элементов, которые заставляют его отображать несколько разные свойства. Например, хром добавляется для создания блеска из нержавеющей стали, который вы видите во многих столовых приборах. Хотя введение углерода делает сталь более хрупкой, дополнительные элементы могут повысить пластичность стали и могут придать ей более высокую прочность на растяжение, чем другие формы железа (то есть она прочнее при растяжении и более склонна к деформации и растяжению а не сбой). Именно эта разновидность и универсальность в производстве и использовании делает сталь таким важным материалом в современном мире, но она используется уже тысячи лет.
Ранняя история
История производства стали связана с технологическими разработками на протяжении веков в печах и процессе плавки. Самые ранние технологии плавки включали печь, известную как блауэр и первые сплавы, которые мы знаем как сталь, наиболее вероятно разрешенные из примесей природного углерода. находят свой путь в результирующие цветы (пористые комки железа), которые получают процесс плавки.
Самые ранние найденные образцы стали получены из предыстории и даже простираются за пределы того, что мы рассматриваем как бронзовый и железный века с открытиями материалов, относящихся к 4000 000 в Турции, в то время как дополнительные доказательства производства стали были найдены на Востоке Африка возвращается к началу железного века в 1400 году до н.э. Традиция производства стали продолжалась в Ирландии через железный век со сталью, которая все еще производится там около 2000 лет назад.
Высокоуглеродистая сталь также была произведена с железного века в Азии с самыми ранними примерами, найденными в Шри-Ланке. Китайцы, в частности, имеют богатую историю сталелитейного производства за столетия до Ad, используя различные процессы, в том числе производство стали Wootz (жесткий стальной идеал для острого холодного оружия), который возник в Индии в 300 г. до н.э. Сталь Wootz была сложным сплавом, который включал большое количество микроэлементов, придавая ему свои уникальные свойства.
До 17 века Сталь была надежно сложной и дорогой в производстве, и поэтому она использовалась только в объектах, требующих ее отличных свойств, где не хватало другого металла. Это было прежде, чем наиболее распространено в меньших или важных артефактах, таких как мечи, ножи и другое оружие в более ранние периоды (даже в современных цивилизациях, таких как римляне и китайцы), становясь более распространенными для сложных металлических работ, таких как часы в более поздние века.
17-й век
. Широкое распространение стали вместо других сплавов железа действительно началось в 17 веке, когда успехи в методах, используемых для его производства, в свою очередь сделали его гораздо более доступным, а также улучшая качество самой стали.
Ключевым событием стало более широкое применение доменных печей, в которых плавка железа подпитывалась перекачкой воздуха в печь в течение 17-го века, особенно во Франции и Великобритании. Технология постепенно эволюционировала от оригинальных цветущих по всей Европе и Средиземноморью с железного века, с влиянием Китая и Востока, и, в частности, значительно продвинулась в течение средневекового периода.
В 17 веке также был принят процесс цементации, который создал сталь, взяв кованое железо (железо-железо, где удалены углеродные примеси) и нагрев его в присутствии богатого углеродом вещества, такого как древесный уголь, для увеличения уровень углерода в сплаве. Большая часть кованого железа, используемого в этом процессе в то время, была произведена в Швеции с печами в Британии, которые стали более доступными для импорта высококачественного железа.
Промышленная революция
Следующим важным шагом в изготовлении стали был интеграл в промышленную революцию с введением процесса Бессемер в 1858 году. Процесс, ориентированный на снижение содержания углерода в чугуне, скорее чем увеличение содержания углерода в кованом железе. Он выплавлял железо в новом конвертере Бесемера, который удалял примеси (включая углерод) с помощью специальной глинистой футеровки и перекачки воздуха через расплавленный металл (что также помогло повысить теплоту печи).
Возвращаясь к (менее очищенному) чугуну в качестве исходного материала и используя перекачиваемый воздух для заправки расплава, процесс Бесемера сделал производство стали намного более эффективным и экономичным, поэтому позволяет производить продукцию в действительно промышленном масштабе через Индустриальная революция.
Современная металлургия
Процесс Бессемер по-прежнему широко использовался в различных обличьях вплоть до 1950-х годов, когда был введен его преемник — Basic Oxygen Steelmaking (BOS). Процесс имеет одно важное усовершенствование в процессе Бессемера, поскольку он позволяет закачивать чистый кислород в печь вместо воздуха, что делает его намного более эффективным. В результате около 60% мирового производства теперь поступает из метода BOS.
Несмотря на изобретение более современных материалов, таких как пластик, сталь, во всех ее разновидностях, по-прежнему является неотъемлемой частью ткани мира, который мы видим вокруг нас. В результате, поставщики стали по-прежнему производят ошеломляющие 1,3 миллиарда тонн металла каждый год по всему миру.
