ลักษณะของเหล็ก
สิ่งที่มักเข้าใจผิดเกี่ยวกับเหล็กกล้าคาร์บอนคือไม่ใช่โลหะเอกพจน์คำว่าเหล็กกล้าคาร์บอนแท้จริงแล้วอธิบายถึงช่วงของเหล็กที่มีระดับคาร์บอนและวัสดุอื่นๆ ที่แตกต่างกันซึ่งทำให้โครงสร้างผลึกของเหล็กมีคุณสมบัติบางอย่างส่วนผสมที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในเหล็กคือเหล็กอัตราส่วนของคาร์บอน แมงกานีส อะลูมิเนียม และอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อให้เหล็กมีลักษณะและคุณสมบัติที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานตามวัตถุประสงค์โลหะประเภทนี้มักจะแบ่งออกเป็นสามประเภท:เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ,เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง, และเหล็กกล้าคาร์บอนสูง.
เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ– มีคาร์บอน 0.04 และ 0.3 เปอร์เซ็นต์ และใช้งานได้หลากหลายมากเชื่อม ตัด และขึ้นรูปได้ง่าย จึงเป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับงานที่ต้องการความแข็งแรงและการขึ้นรูปมีคาร์บอนเพียงพอที่จะทำให้แข็งและทนทาน แต่ไม่เปราะ
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง– มีคาร์บอน 0.31 ถึง 0.6 เปอร์เซ็นต์ทำให้ได้เหล็กที่แข็งขึ้น ทนทานต่อการตัดและการเชื่อมเหล็กชนิดนี้มักถูกขึ้นรูปและขึ้นรูปก่อนนำไปอบชุบด้วยความร้อน อบร้อน หรือผ่านกรรมวิธีแช่แข็งเพื่อทำให้โลหะแข็งขึ้นหรือขัดเกลา
เหล็กกล้าคาร์บอนสูง– นอกเหนือจากเปอร์เซ็นต์คาร์บอนที่สามารถวิ่งได้สูงถึง 1.5 เปอร์เซ็นต์ โลหะผสมที่เติมลงในเหล็กนี้มักจะหมายถึงการเพิ่มความแข็งต่อไปเหล็กที่มีคุณภาพนี้เรียกกันทั่วไปว่า "เหล็กกล้าเครื่องมือ" และมีความแข็งและเปราะอย่างไม่น่าเชื่อการอบชุบด้วยความร้อนเพิ่มเติมทำให้เป็นเช่นนั้น แต่เครื่องมือที่ทำจากโลหะนี้มีความทนทานและไม่ยืดหยุ่น
กระบวนการผลิต
มนุษย์ผลิตเหล็กมานานหลายศตวรรษวิธีการผลิตเหล็กในปัจจุบันคือที่กระบวนการผลิตเหล็กด้วยออกซิเจนขั้นพื้นฐาน (BOS).
กระบวนการ BOS เริ่มต้นด้วยการรีไซเคิลหรือเศษเหล็กในเตาเผา BOSเหล็กหลอมเหลวถูกเทลงบนเศษเหล็กนี้จะกลายเป็นละลายแลนซ์ออกซิเจนถูกลดระดับลงไปที่พื้นผิวของโลหะเหลว และออกซิเจนบริสุทธิ์เกือบทั้งหมดจะถูกพัดผ่านด้วยความเร็วสองเท่าของเสียงในขณะที่เติมสารประกอบ เช่น ฟลักซ์และมะนาวสิ่งนี้ทำให้สิ่งเจือปนในการหลอมเหลวเกิดออกซิไดซ์ ทำให้เกิดตะกรันที่เป็นฟองบนโลหะเหลวกระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปประมาณยี่สิบนาทีขณะอยู่ในเตาเผา ข้อมูลช่วยให้ปรับเปลี่ยนสูตรเล็กน้อยตามอุณหภูมิและพฤติกรรมของวัสดุ
เมื่อเสร็จแล้ว โลหะจะถูกสุ่มตัวอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามข้อกำหนดที่จำเป็นก่อนที่จะเทลงในภาชนะอื่นที่เรียกว่าทัพพีทัพพีจะยึดเหล็กไว้ในขณะที่ให้ความร้อนในเตาหลอมและเพิ่มโลหะผสมเพื่อสร้างองค์ประกอบเหล็กขั้นสุดท้ายเมื่อเสร็จแล้ว โลหะจะถูกเทลงในอุปกรณ์การขึ้นรูปต่างๆ เพื่อสร้างแบบฟอร์มพื้นฐาน – แผ่น แท่ง หรือท่อ – ที่จำเป็นด้วยกระบวนการนี้ ความต้องการแรงงานลดลงเป็นพันเท่า ซึ่งช่วยให้เหล็กเป็นหนึ่งในโลหะที่ประหยัดที่สุด