После железного века сталь появилась несколько тысяч лет назад, но сохранила свою популярность в качестве строительного материала. Этому есть ряд причин, начиная с разнообразия форм, в которые она может быть сформована, и заканчивая ее прочностью и относительно небольшим весом по сравнению с другими металлами. Но откуда она взялась и как изменилась с момента своего изобретения?
Основы производства стали
Сначала давайте рассмотрим, что такое сталь на самом деле. Сталь - это сплав, который состоит в основном из железа и небольшого количества (обычно нескольких десятых процента) углерода. В зависимости от марки и типа стали в ее состав также могут входить другие элементы, такие как хром, марганец или никель. Различные добавки придают конечному металлу желаемые свойства, такие как повышенная твердость, коррозионная стойкость и многое другое. Такая гибкость позволила стали продолжать адаптироваться и совершенствоваться на протяжении веков и сохранить за собой статус наиболее широко используемого металла в мире.
Когда была изобретена сталь?
Возвращаясь к началу, мы обнаружили свидетельства стальных артефактов еще в 1800 году до нашей эры. Однако самые ранние признаки настоящего производства стали относятся к 13 веку до нашей эры на территории современной Турции. Содержание углерода в металле ранней стали варьировалось в широком диапазоне - от менее 0,1% (низкоуглеродистая сталь) до 1% (высокоуглеродистая сталь), что могло приводить к тому, что высокоуглеродистая сталь становилась очень хрупкой. Эту хрупкость можно уменьшить закалкой стали, которая представляет собой форму термической обработки, применявшуюся в Египте еще в 900 году до нашей эры.
Когда была изобретена углеродистая сталь?
Первый созданный тип стали назывался блистерной сталью, потому что первоначальный процесс вызывал образование в металле газообразного оксида углерода, который выходил на поверхность и образовывал ”пузыри". В то время как самая ранняя сталь считалась углеродистой (не содержащей других легирующих элементов, кроме железа и углерода), углеродистая сталь не производилась надежно и стабильно до 500 года нашей эры в производстве Demascus steel и японских мечей.
Кто изобрел сталь?
Хотя никто не знает ни об одном человеке (или даже об одной культуре), который первым изобрел сталь, “Отцом стали” широко считается сэр Генри Бессемер. Английский инженер 1800-х годов, он сыграл огромную роль в зарождении современной сталелитейной промышленности. Он разработал первый недорогой процесс производства стали, который в конечном итоге привел к изобретению бессемеровского конвертера. Являясь важной частью технологического процесса, эти конвертеры позволяли удалять примеси из до 30 тонн металла за один раз и повышали эффективность процесса производства стали.
Как изменилась сталь
Существует ряд основных путей развития стали за последние несколько тысяч лет. Один из них - совершенствование производственного процесса, одним из крупнейших новаторов которого является Генри Бессемер. Еще одно существенное изменение в этом процессе заключается в том, что сталь теперь обычно больше не производится с нуля, а в основном перерабатывается. Из-за ее способности не терять прочности после переплавки и риформинга использование стального лома для производства становится все более распространенным и делает производство еще более эффективным. Не только это, но и технология, лежащая в основе переработки стали, улучшилась и стала более эффективной и экологически чистой с разработкой электродуговых печей (EAFs), заменяющих традиционные доменные печи.
В настоящее время также существует бесчисленное множество различных разновидностей стали. Для любой работы найдется сталь от мягкой стали до нержавеющей стали и десятков (или даже сотен) различных промежуточных сортов. Добавляя различные элементы или разное количество каждого элемента, материал можно полностью адаптировать к определенному применению или отрасли.