Tērauda metāla profils

Tērauds, pasaules ievērojamākais celtniecības materiāls, ir dzelzs sakausējums, kas satur no 0,2% līdz 2% oglekļa pēc svara un dažreiz nelielā daudzumā citu elementu, ieskaitot mangānu. Papildus ēkām to izmanto arī ierīču, automašīnu un lidmašīnu ražošanā.

komerciālā tērauda ienākšana Ražošana notika 19. gadsimta beigās, un tas bija rezultāts tam, ka sers Henrijs Bessemers ir izveidojis efektīvu veidu, kā samazināt oglekļa saturu čugunā. Samazinot oglekļa daudzumu, tas ir daudz grūtāk un vairāk kaļams tiek ražots tērauda metāla izstrādājums.

Tērauds ir bijis kopš Dzelzs laikmets, kas ilga no aptuveni 1200 BC līdz 550 BC, lai gan sākuma un beigu datumi atšķiras atkarībā no ģeogrāfiskā apgabala. Iespējams, ka hetīti - kas dzīvoja mūsdienu Turcijā - bija pirmie cilvēki, kas izveidoja tēraudu, karsējot dzelzi ar oglekli.

Mūsdienās visvairāk tiek ražots tērauds ar pamata skābekļa paņēmieniem (pazīstams arī kā pamata skābekļa tērauda ražošana vai BOS). BOS savu vārdu iegūst no procesa, kurā nepieciešama skābekļa piepūšana lielās tvertnēs, kurās ir izkausēts dzelzs un metāllūžņi.

Lai arī BOS veido lielāko pasaules tērauda ražošanas daļu, elektrisko loka krāšņu (EAF) izmantošana pieaug kopš 20. gadsimta sākuma un tagad veido apmēram divas trešdaļas no ASV tērauda ražošanas. EAF ražošanā ietilpst tērauda lūžņu kausēšana ar elektrisko strāvu.

Saskaņā ar Pasaules tērauda asociācijas datiem ir vairāk nekā 3500 dažādu kategoriju tērauds, kas ietver unikālas fizikālās, ķīmiskās un vides īpašības. Šīs īpašības ietver blīvumu, elastību, kušanas temperatūru, siltumvadītspēju, stiprību un cietību. Lai izgatavotu dažādu kategoriju tēraudu, ražotāji maina leģēto metālu veidus un daudzumus oglekļa un piemaisījumu daudzums, ražošanas process un iegūto tēraudu veids strādāja.

Arī komerciālos tēraudus parasti klasificē četrās grupās, kas atšķiras pēc to veida metāla sakausējums saturs un galapatēriņa lietojumprogrammas:

1. Oglekļa tēraudi ietver zemu oglekļa saturu (mazāk nekā 0,3% oglekļa), vidēju oglekli (pat 0,6% oglekļa), augstu oglekļa saturu (pat 1% oglekļa) un īpaši augsts oglekļa saturs (pat 2% oglekļa) tēraudi. Tērauds ar zemu oglekļa saturu ir visizplatītākais un vājākais no trim veidiem. Tas ir pieejams visdažādākajās formās, ieskaitot loksnes un sijas. Jo lielāks oglekļa saturs, jo grūtāk ir strādāt ar tēraudu. Tērauds ar augstu oglekļa saturu un īpaši augsto oglekļa saturu tiek izmantots griezējinstrumentos, radiatoros, perforatoros un stieplēs.
2. Leģētie tēraudi satur citus metālus, piemēram, alumīniju, varu vai niķeli. Tos var izmantot automašīnu detaļās, cauruļvados un motoros.
3. Nerūsējošais tērauds vienmēr satur hromu un varbūt arī niķeli vai molibdēnu. Tie ir spīdīgi un parasti ir izturīgi pret koroziju. četri galvenie nerūsējošā tērauda veidi ir ferīta, kas ir līdzīgs oglekļa tēraudam un ir ļoti izturīgs pret stresa korozijas plaisāšanu, bet nav piemērots metināšanai; austenīts, kas ir visizplatītākais un labs metināšanai; martensīts, kas ir vidēji izturīgs pret koroziju, bet ir ļoti izturīgs; un dupleksais, kas sastāv no pusferīta un pus austenīta tērauda un ir stiprāks par vienu no šiem diviem veidiem. Tā kā nerūsējošie tēraudi ir viegli sterilizēt, tos bieži izmanto medicīnas iekārtās un instrumentos, kā arī pārtikas ražošanas iekārtās.
4. Instrumentu tēraudi ir leģēti ar cietajiem metāliem, piemēram, vanādiju, kobaltu, molibdēnu un volframu. Kā norāda viņu nosaukums, tos bieži izmanto instrumentu, ieskaitot āmuru, izgatavošanai.

Tērauda daudzpusība ir padarījusi to par visplašāk izmantoto un visvairāk pārstrādāto metāla materiālu uz Zemes. Turklāt tā augstā izturība un salīdzinoši zemās ražošanas izmaksas padara to piemērotu izmantošanai neskaitāmos daudzumos lietojumi, ieskaitot dzelzceļu, laivas, tiltus, ēdiena gatavošanas piederumus, iepakojumu un elektriskos transformatori.