Използване на стоманени материали в Америка: история

Steel - това е абсолютно навсякъде. Той е в нашите кухни, коли, мостове, жилища и офис сгради. Където и да погледнете, стоманата се използва за добавяне на сила и издръжливост към нещата, които използваме в ежедневието ни.

Ранно използване на стомана

Историята показва, че стомана е била използвана от ковачи от хиляди години, но използването й стана много по-важно през 17-ти век, след като са разработени по-ефективни методи на производство. В средата на 19-ти век бе разработен процесът на Бесемер, който позволи на стоманата да се произвежда масово евтино. Допълнителните промени позволиха по-нататъшно намаляване на производствените разходи, като в същото време се повиши качеството на крайния продукт.

В момента стомана е един от най-често използваните материали по света. Всяка година се произвеждат над 1.3 милиарда тона стомана и се идентифицират по различни степени и стандарти. Той се използва като основен компонент в инструменти, машини, уреди, оръжия, автомобили, сгради, кораби, инфраструктура, уреди и много други.

Какво е стомана? Стоманата е сплав, която е изработена от желязо и комбинация от други елементи, включително въглерод. Има различни видове стомана въз основа на другите елементи, които се използват за създаването му. Например, когато въглеродът е основният елемент в сплавта, неговото съдържание в стоманата трябва да бъде някъде между 0,002 и 2,1 тегловни процента.

Докато други сплави могат да се използват, следните елементи трябва винаги да присъстват в стоманата:

• алуминий (следа)

• въглероден

• манган

• кислород (следи)

• азот (следи)

• фосфор

• силиций

• сяра

В допълнение към тези елементи, други елементи, които могат да бъдат добавени преднамерено за промяна на характеристиките на готовия стоманен продукт, включват:

• бор

• хром

• манган

• молибден

• никел

• ниобий

• титан

• ванадий

Въглеродът, както и другите елементи, използвани при създаването на стомана, работят като втвърдяващ агент. Чрез промяна на количеството на сплавните елементи и формата, в която те се използват в стоманата, ще се променят качествата като якост, еластичност и твърдост. Например, стомана, която има по-високо съдържание на въглерод, може да бъде направена да бъде по-силна и по-твърда, но все още по-малко пластична, отколкото желязото.

Стомана може лесно да се различи от две популярни версии на сплав, известни като чугун и ковано желязо. Чугунът има сплав, която включва повече от 2,1% въглерод. Ковано желязо съдържа само малко количество въглерод, което улеснява огъването и усукването.

Възможности за лечение

В допълнение към основните видове стомана, определени от елементите, използвани в създаването на сплави, има и много различни видове възможности за топлинна обработка. Темперирането, закаляването и отгряването са най-често срещаните видове обработка, използвани в производството на стомана днес.

Охлаждането и темперирането се постига чрез нагряване на стоманата до така наречената "аустенитна фаза", преди да бъде охладена в разтвор от масло или вода, за да се охлади бързо. Този бърз процес на охлаждане създава твърда и крехка структура, която след това се темперира с помощта на специализиран вид отгряване. Отгряването е процес, който включва нагряване на стоманата, докато се омекоти чрез процес на възстановяване, рекристализация и растеж на зърната.

Как се използва стомана днес

Стоманата се използва в голям брой приложения в съвременното строителство, включително изграждането на железопътни линии, пътища, сгради, уреди и други инфраструктури. Всъщност, най-модерните структури, като небостъргачи, стадиони, летища и мостове, са създадени с издръжлив стоманен скелет. Дори конструкции, които използват бетон, също използват стомана като подсилващ материал.

Стомана се използва и в много различни видове превозни средства и уреди. Използва се и в основни строителни материали, поради своята издръжливост и здравина. Някои от тези материали включват винтове, пирони и болтове. Той се използва и в индустрии като минното дело, тръбопроводния транспорт, въздухоплаването, корабостроенето и проектирането на тежко оборудване.

Стоманата се намира и в други общи материали, като основни инструменти, стоманена вълна и лични бронежилетки за сигурност и правоприлагане. В допълнение към практическата употреба, стоманата се използва и в художествени приложения, като скулптури, рамкиране и структури за визуализация.