Jakie są rodzaje i właściwości stali?

Różne stopy stali mają różne właściwości i zastosowania.

Różne rodzaje stali są wytwarzane zgodnie z mechanicznymi i fizycznymi właściwościami wymaganymi do ich zastosowania. Do odróżnienia stali na podstawie tych właściwości, w tym gęstości, elastyczności, temperatury topnienia, przewodności cieplnej, wytrzymałości i twardości (między innymi) stosuje się różne systemy klasyfikacji. Aby wyprodukować różne gatunki stali, producenci różnią się rodzajem i ilością metali stopowych, procesem produkcyjnym oraz sposobem obróbki stali w celu wytworzenia określonych produktów.

Według Amerykańskiego Instytutu Żelaza i Stali (AISI) stale można ogólnie podzielić na cztery grupy na podstawie ich składu chemicznego:

1. Stal węglowa
2. Stal stopowa
3. Stale nierdzewne
4. Stal narzędziowa

Właściwości stali węglowej

Stal węglowa to stopy wykonane z połączenia żelaza i węgla. Zmieniając procentową zawartość węgla, możliwe jest wytwarzanie stali o różnych właściwościach. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy poziom węgla, tym mocniejsza i bardziej krucha jest stal.

Stal niskowęglowa jest czasami nazywana "kutym żelazem". Jest łatwy w obróbce i może być stosowany do produktów dekoracyjnych, takich jak ogrodzenia lub latarnie. Stal średniowęglowa jest bardzo mocna i jest często stosowana do dużych konstrukcji, takich jak mosty. Stal wysokowęglowa jest stosowana głównie do drutów. Stal ultra wysokowęglowa, zwana także "żeliwa", jest używana do garnków i innych przedmiotów. Chociaż jest to bardzo twarda stal, jest również dość krucha.

Właściwości stali stopowych

Stale stopowe są tak nazwane, ponieważ są wytwarzane z niewielkim procentem jednego lub więcej metali oprócz żelaza. Dodatek stopów zmienia właściwości stali. Na przykład stal wykonana z żelaza, chromu i niklu wytwarza stal nierdzewną. Dodatek aluminium może sprawić, że stal będzie bardziej jednolita pod względem wyglądu.

Stal z dodatkiem manganu staje się wyjątkowo twarda i mocna.

Właściwości stali nierdzewnych

Stale nierdzewne zawierają 10-20% chromu, dzięki czemu stal jest wyjątkowo odporna na korozję (rdzewienie). Kiedy stal zawiera ponad 11% chromu, jest około 200 razy bardziej odporna na korozję niż stale, które nie zawierają chromu. Istnieją trzy grupy stali nierdzewnych:

• Stale austenityczne, które są bardzo bogate w chrom, zawierają również niewielkie ilości niklu i węgla. Są one bardzo często stosowane do przetwarzania żywności i rurociągów. Są one po części cenione, ponieważ są niemagnetyczne.
• Stale ferrytyczne zawierają około 15% chromu, ale tylko śladowe ilości węgla i stopów metali, takich jak molibden, aluminium lub tytan. Te stale są magnetyczne, bardzo twarde i mocne, i można je dalej wzmocnić przez obróbkę na zimno.
• Martenzytyczne stale zawierają umiarkowane ilości chromu, niklu i węgla, są magnetyczne i można je obrabiać termicznie. Martenzytyczne stale są często używane do cięcia narzędzi, takich jak noże i sprzęt chirurgiczny.

Właściwości stali narzędziowych

Stale narzędziowe są trwałymi, odpornymi na ciepło metalami zawierającymi wolfram, molibden, kobalt i wanad. Są one używane, nie dziwi, do tworzenia narzędzi, takich jak wiertła.

Istnieje wiele różnych rodzajów narzędzi stalowych, zawierających różne ilości różnych metali stopowych.