История стали прослеживается с появлением железа , основного компонента стали. Хотя есть результаты, которые предполагают, что железо использовалось 4000 г. до н.э., его использование, вероятно, было более ограниченным В начале металлоконструкций бронза была значительно более популярна, чем железо.
Археологические открытия доказывают, что бронза широко использовалась для вооружения и доспехов, но также имела коммерческое применение. Однако все больше и больше находок железа были обнаружены позже, около 2700 г. до н.э. , дав этому периоду название Железный век.
«Сама сталь представляет собой сплав, состоящий как минимум из двух элементов, железа и углерода, и она возникла примерно через 2000 лет, в железном веке.» — рассказывают «Глобал Металл».
Метеоритное железо
Метеоритное железо — самый старый из известных типов стали. Железо было извлечено из железо-никелевых сплавов, найденных в очень немногих метеоритах. Поэтому использование метеоритного железа было очень редким и предназначалось для особых случаев, украшений и церемоний. Еще в 4000 г. до н.э. Древний Египет использовал метеоритное железо для украшений и наконечников копий. Еще раньше, около 5000 г. до н.э., в Иране использовались шарики из метеоритного железа, что доказывает, что сталь имеет давнюю и разнообразную историю.
Железный век
Железо заменило бронзу из-за его высокой твердости, что было особенно важно в оружии и инструментах. В то время как железо можно найти в изобилии на Земле, оно редко представляется минимальным, потому что его запасы в основном можно найти в руде и метеоритах. Высокая температура плавления (Tm (Fe) = 1535 ° C) и низкое содержание железа в руде были двумя основными причинами, по которым железо использовалось не так часто, как бронза. Кроме того, в бронзовом веке железо было более хрупким из-за высокого содержания различных веществ.
Исторические процессы производства стали
В древности сталь производили в цветах и тиглях, двух типах древних печей, предназначенных для выплавки чугуна.
Сталь Wootz — одна из старейших известных сталей, производных которой она берет свое начало в Южной Индии. Это высокоуглеродистая сталь, которая известна своей прочностью и остротой. Фактически, дамасская сталь, которая на сегодняшний день является одним из наиболее часто используемых видов стали для лезвий, изготавливается из стали Wootz.
Около 400 г. до н.э. у китайцев уже была закаленная сталь, процесс производства которой требует быстрого охлаждения материала, что приводит к образованию твердого поверхностного слоя. Двести лет спустя (200 г. до н.э.) китайцы плавили кованое железо вместе с чугуном, чтобы получить углерод-промежуточную сталь.
Современное производство стали
С 19-го века в сталеплавильном производстве произошли значительные изменения, которые сделали сталь еще более экономичной и достижимой для многоцелевого применения. Кроме того, эти изменения позволили создать больше разновидностей типов стали и легированных сталей.
Постоянно растущее расширение железных дорог в 19-м веке требовало экспоненциального количества железа и стали. Изобретение Геном Бессемера процесса Бессемера оказалось чрезвычайно полезным для массового производства стали при низких затратах. Сырьем для процесса Бессемера является чугун с очень высоким содержанием углерода до 4,5%, а также другие элементы, такие как марганец. При этом примеси продуваются через расплавленное железо путем окисления. Они выходят из материала в виде газа или образуют твердый побочный продукт. Хотя эти «нечистые» элементы могут служить в качестве упрочняющих сплавов , их обилие может вызвать ломкость, ржавчину и другие негативные последствия. Результатом процесса Бессемера является мягкой сталью — тип стали с низким содержанием углерода (приблизительно 0,05–0,25%), что делает ее пластичной и пластичной. Тем не менее, мягкая сталь имеет меньшую прочность на разрыв, чем углеродистая сталь с более высоким содержанием углерода
После бессемеровского процесса выплавка стали прошла долгий путь. Но возможности улучшения и изменения типов стали, возможно, пришли еще более длинный путь. Существует несколько способов упрочнения стали и множество элементов для этого. Например, Borocoat BorTec использует бор для улучшения механических свойств, таких как износостойкость, твердость и коррозионная стойкость.
