Stål

Om stål og legeringer


Stål, er smibare legeringer av jern, med et karboninnhold mellom 1,7 og 2%. Er det høyere enn dette kaller vi det støpejern. Karbonets oppgave i stållegeringene er å gli inn i mellom jernmolekylene og forsterke krystallgitteret. Dette gjør at stålet tåler både mer belastning og mer varme. Andre vanlige legeringsgrunnstoffer er mangan, krom eller nikkel.

Stålets egenskaper bestemmes altså av flere faktorer; legeringsstoffene, behandlingen og fremstillingsmetoden. La oss se nærmere på hvordan man hovedsakelig fremstiller stål.

Denne prosessen krever råjern, går over fire trinn, og starter med Ferskingen.
- Ferskingen er når man fjerner alt innhold av karbon og andre oksiderbare grunnstoffer som silisium, mangan, svovel og fosfor i form av oksider. Dette gjøres ved å varme opp råjernet med trekull, og blåse vekk de nevnte forurensningene mens råjernet er varmt. Da ender vi opp med karbonfattig jern.

- Desoksidasjon og legering. Ved desoksidasjon trekker man slaggen som legger seg på stålet etter ferskingen av, og under tappingen tilsettes det ønskelige stoffer som skal hindre oksidasjon. Disse stoffene blandes inn i stålet, og med dette prøver vi å holde oksygennivået i jernet under kontroll.

- Utstøpingen. Utstøping skjer på flere måter, men begge innebærer tapping fra øsen vi tappet stålet ned i under desoksideringen. Vi kan enten tappe det flytende stålet ned i støpeformene av støpejern (kokillene), eller vi leder det ned via en slags trakt. Vi kan også foreta oss noe som kalles strengstøping. Dette er når det er så lite oksygeninnhol d i stålet at vi kan sende det ned i en bunnløs form, slik at det stivner før det går helt igjennom og vi kan dra det ut i bunn samtidig som vi fyller på med mer flytende stål på toppen.

- Valsing/smiing. Dette er når vi former stålet mens det er varmt. Dette gjør vi når vi ikke skal forme metallet plastisk etterpå, altså når det er kaldt. Grunnen til at vi tar med dette som et punkt i fremstillingen er at denne prosessen vanligvis utføres på smelteverket. Grunnen til at vi foretar plastisk formendring når materialet er varmt er at vi da får en mye sterkere forbindelse enn vi hadde gjort med bearbeiding med kaldt stål.


Legeringselementene

I tillegg til at stål er en viktig ressurs for oss siden vi kan lage det i så store mengder, er det også viktig for oss at vi kan tilpasse det vårt bruk