Kątowniki
Podstawowe wiadomości o stali
Żelazo jest jednym z najpopularniejszych metali znajdujących się w skorupie ziemskiej. Można go znaleźć niemal wszędzie, w połączeniu z innymi pierwiastkami, w postaci rudy. W Europie wytwarzanie żelaza rozpoczęło się w 1700 r. p. n. e. Od czasów Hetytów do końca średniowiecza, technologia wytwarzania żelaza pozostała niezmieniona: rozpalano na przemian ułożone warstwy rudy i drewna (lub węgla drzewnego) aż do otrzymania masy stopionej rudy. Następnym etapem było intensywne kucie młotem w celu usunięcia nieczystości. W ten sposób otrzymywano surówkę żelaza, gotową do odlewania. Formę odlewniczą przygotowywano niedaleko od topniska, w którym przygotowywano metal. Najpierw była to prosta, stożkowa dziura w ziemi, następnie topnisko przekształciło się w niski piec trzonowy, który następnie podlegał dalszemu doskonaleniu. Początkowo można było w ten sposób otrzymać kilka kilogramów żelaza, lecz do czasów średniowiecza technika został udoskonalona do tego stopnia, że wydajność takich pieców wzrosła do 50-60 kilogramów. Ponadto od samego początku otrzymywano niewielkie ilości stali, tj. żelaza wzbogaconego węglem. Ten rodzaj materiału okazał się twardszy i bardziej odporny.
Żeliwo
W XV wieku skonstruowano pierwsze tzw. wysokie piece, (które później ustąpiły wielkim piecom hutniczym) o wysokości 4-6 metrów. Pozwoliły one na przypadkowe, jednakże niezwykle cenne odkrycie: metalu na bazie żelaza w formie płynnej, żeliwa, które wykorzystywane było do produkcji wszelkiego rodzaju produktów (garnków, kul armatnich, rusztów, rur itp.).
Odkrycie żeliwa pozwoliło również na produkcję żelaza w dużych ilościach za pomocą techniki oczyszczania. Podgrzewano sztabę żeliwa, jednocześnie powodując nadmuch powietrza, dzięki czemu węgiel zawarty w żeliwie ulegał spaleniu, a żelazo skapywało kropla po kropli, formując masę surówki żelaznej.
Stal
W roku 1786 trzej francuscy naukowcy, Berthollet, Monge i Vandermonde, precyzyjnie określili zależności między żelazem, żeliwem i stalą, oraz rolę węgla w wytwarzaniu i charakterystyce każdego z trzech wymienionych materiałów.
Jednak dopiero w XIX wieku, wraz z wielkimi odkryciami (Bessemer, piece Thomasa i Martina) stal zaczęła świętować sukcesy, a jej produkcja zwiększać w sposób spektakularnie szybki, tak że w krótkim czasie stal stała się najważniejszym metalem rewolucji przemysłowej. Na początku XX wieku światowa produkcja stali wynosiła 28 milionów ton, tj. sześć razy więcej niż w roku 1880.
Na początku I wojny światowej, produkcja stali osiągnęła poziom 85 milionów ton. W ciągu kilku dziesięcioleci produkcja stali znacznie się zwiększyła, a urządzenia ze stali zastąpiły większość urządzeń wykorzystywanych w przemyśle produkcyjnym, zastępując żelazo w większości zastosowań.
Zastosowanie stali
Stal to żelazo z dodatkiem węgla w stosunku od bliskiego zera procent, w ilościach niemal śladowych, do około 2%. Zawartość węgla ma wielki wpływ na charakterystykę otrzymanego metalu.
Istnieją dwie największe rodziny stali: stale stopowe i stale węglowe (niestopowe). Określenie stopowa odnosi się do pierwiastków chemicznych, innych niż węgiel, dodawanych do żelaza, zgodnie z minimalnym zmiennym stężeniem dla każdego z nich. Na przykład: 0,50% silikonu, 0,08% molibdenu, 10,5% chromu. W ten sposób stop 17% chromu i 8% niklu stosowany jest to produkcji stali nierdzewnej. Z tego właśnie powodu istnieje więcej niż jeden rodzaj stali.
W chwili obecnej istnieje ponad 3000 skatalogowanych rodzajów (składów chemicznych), nie licząc tych, które wytwarzane są według konkretnych zamówień na życzenie klienta. Każdy z nich daje w rezultacie stal o najbardziej odpowiedniej charakterystyce, odpowiadającej zapotrzebowaniom projektantów.
