Stal – zastosowanie, obróbka, właściwości

Stal to niezwykle wszechstronny materiał, bez którego dziś ciężko wyobrazić sobie wiele sfer naszego życia. Jednak jak doskonale wiemy, otaczające nas stalowe elementy mogą diametralnie się od siebie różnić. Skąd wynika ta różnica i czym tak właściwie jest stal? Na czym polega obróbka stali?

Stal to niezwykle wszechstronny materiał, bez którego dziś ciężko wyobrazić sobie wiele sfer naszego życia. Jednak jak doskonale wiemy, otaczające nas stalowe elementy mogą diametralnie się od siebie różnić. Skąd wynika ta różnica i czym tak właściwie jest stal? Na czym polega obróbka stali?

Czym jest stal?

Stalą określamy wszystkie stopy żelaza z węglem, który jednak nie przekracza ok. 2% całego składu materiału. Różne wartości procentowe tego pierwiastka, a także dodatki innych pierwiastków sprawiają, że stal ma tak wszechstronne zastosowanie. Warto jednak podkreślić, że stalą są wyłącznie te stopy żelaza, w przypadku których pozostałych składników nie jest więcej od samego żelaza.

Nie bez przyczyny to właśnie materiał ten wykorzystywany jest do produkcji narzędzi czy instalacji, które wystawiane są na działanie szeregu szkodliwych czynników. Stal w branży przemysłu uważana jest za jeden z najtrwalszych materiał

Kryteria podziału stali

Możemy wymienić wiele podziałów stali, jednak te mające największe znaczenie dotyczą podziału ze względu na:

• skład chemiczny,
• zastosowanie.

Te dwa kryteria podziału nie bez przyczyny są najważniejszymi. Uniwersalny skład chemiczny pozwala pozyskać stal o określonych właściwościach – np. kwasoodpornych, żaroodpornych czy antykorozyjnych. To z kolei ma wpływ na wykorzystanie stali o określonych właściwościach w poszczególnych obszarach.

Podział ze względu na skład chemiczny i na zastosowanie

Wiesz już, że stopy żelaza mogą być łączone z różnymi pierwiastkami. Mogą to być np. krzem, chrom, kobalt czy siarka. Dobierając odpowiednie składniki, możemy decydować o stopniu plastyczności, wytrzymałości, odporności na ścieranie czy przegrzanie. Ze względu na skład możemy wyróżnić:

• stal węglowa,
• stal stopowa.

Uniwersalność i możliwość ustanawiania właściwości materiału poprzez ingerowanie w skład chemiczny sprawiły, że stal jest dziś wykorzystywana w wielu obszarach przemysłu i techniki. W związku z tym możemy wyróżnić podział na m. in.:

• stal narzędziową,
• stal konstrukcyjną,
• stal specjalną,
• stal historyczną.

Jak powstaje stal?

Proces produkcji stali rozpoczyna się od oczyszczenia żelaza z węgla oraz wszelkiego rodzaju domieszek. Oczyszczenie ma miejsce w hermetycznie zamkniętych piecach. Co ważne, nieodłączną częścią produkcji stali jest wysoka temperatura. Powstałe w ten sposób płynne żelazo zostaje następnie wylane na złom znajdujący się wewnątrz konwertora tlenowego. Po wdmuchiwaniu strumienia czystego tlenu dochodzi do silnego rozgrzania, w wyniku czego dochodzi do różnych reakcji chemicznych. W dalszej kolejności w sposób kontrolowany zostają dodane inne składniki bezpośrednio wpływające na twardość, plastyczność, tłoczność czy odporność na korozję. To na ostatnich etapach produkcji stal zaczyna przybierać określone kształty poprzez zgniatanie na określoną grubość. Utwardzona stal może być poddawana dalszym procesom obróbki w zależności od roli, jaką będzie pełnić.

Właściwości i zastosowanie stali

Dziś niemal każda branża korzysta z możliwości i właściwości, jakie zapewnia stal. Ciężko wyobrazić sobie branżę konstrukcyjną bez tego niezwykle wytrzymałego, odpornego na szereg czynników zewnętrznych materiałów. Przemysł maszynowy, motoryzacyjny, budowlany to zaledwie niewielki ułamek miejsc zastosowania stali.

Stal specjalna także pełni niezwykle ważną rolę w życiu codziennym. To właśnie z jej pomocą powstają m.in. sztućce, zbiorniki czy instalacje przemysłu spożywczego.

Obróbka stali – na czym polega?

Obróbka stali to proces nadanie określonych właściwości – zarówno chemicznych, jak i fizycznych – dzięki, którym stal sprawdza się w określonych warunkach. Możemy wyróżnić wiele rodzajów obróbki stali, jednak te najważniejsze to:

• obróbka skrawaniem,
• obróbka cieplna,
• obróbka cieplno-chemiczna,
• obróbka mechaniczna.

Nadawanie odpowiedniego kształtu, wymiaru czy jakości stali, czyli tzw. obróbka stali to niezwykle istotny proces dla współczesnego przemysłu.