Teräksen ominaisuudet, kuten kuinka luja se on, kuinka hyvin se kestää ruostumista, kaikki johtuvat siitä, mistä se on tehty. Teräksen valmistuksessa on kyse erilaisten materiaalien huolellisesta sekoittamisesta juuri oikeaan määrään, jotta saadaan haluamasi ominaisuudet.
1. Suora suhde kemiallisen koostumuksen ja suorituskyvyn välillä
Teräksen valmistuksessa jokaisella elementillä on tehtävänsä. Hiili todella tekee teräksestä sen mitä se on, muuttaen sen kovuutta ja lujuutta. Jos nostat hiiltä 0,2 %:sta 0,5 %:iin, teräs voi vahvistua noin 50 %, mutta se ei veny niin paljon. Se ei ole yksinkertainen muutos, se on melko monimutkainen.
Muiden aineiden sekoittaminen tekee teräksestä entistä paremman. Jos esimerkiksi lisäät yli 10,5 % kromia, se tekee teräkseen suojan, joka estää sitä ruostumasta – siksi ruostumaton teräs ei ruostu. Molybdeeni tekee teräksestä vahvemman kuumana, joten se ei hajoa yhtä helposti edes yli 500 asteen lämpötilassa.
2. Tarkan valvonnan tarve
Todellisessa maailmassa pienetkin muutokset tavaroissa, joista se on tehty, voivat todella muuttaa sen toimintaa. Otetaan esimerkiksi terästä voimalaitoksen höyryturbiinissa. Vain 0,02 % ero molybdeenin määrässä johti siihen, että se kului nopeammin kuin sen pitäisi korkeassa kuumuudessa, mikä tarkoitti, että koko juttu ei kestänyt niin kauan. Mutta toisaalta tuuliturbiinien kohdalla piin ja mangaanin sekoitusta teräksessä pitäminen tarkasti silmällä sai sen kestämään yli 30 % pidempään ennen kuin se kului loppuun.
Nykyään terästehtaat käyttävät koneita, jotka voivat tarkistaa kemikaalien sekoituksen teräksen valmistuksen aikana. Ne voivat pitää elementit plus tai miinus 0,005 prosentin sisällä. Tämä tarkoittaa, että he voivat valmistaa erikoisterästyyppejä. Yksi esimerkki on teräs, jota he käyttävät laivoissa, jotka menevät pylväille. Kun nikkelin ja kuparin tasapaino on oikea, teräs pysyy vahvana jopa -50 asteen pakkasessa.
3. Kemiallisen koostumuksen suunnittelu ja sovellusten sovitus
Teräksen kemiallista koostumusta suunniteltaessa sinun on todella mietittävä, mihin sitä käytetään. Esimerkiksi offshore-alustoilla käytettävän teräksen on oltava kestävää ruostetta vastaan ja helppo hitsata, joten niissä yleensä sekoitetaan kuparia, kromia ja nikkeliä. Ja autoissa mangaanin ja piin määrän säätäminen voi auttaa tekemään teräksestä kevyemmän ilman, että se tekee siitä vähemmän turvallista.
Tällä hetkellä terästeollisuus on muuttumassa samojen vanhojen tavaroiden valmistamisesta juuri sellaiseksi kuin ihmiset haluavat. Asiat etenevät, kun keksitään kemiallinen resepti sen perusteella, miten asiakas aikoo käyttää sitä. Tämä tarkoittaa, että teräksen valmistuksessa ei ole kyse saman asian tonnejen jauhamisesta, vaan enemmänkin tiettyä työtä tekevien materiaalien valmistamisesta ja teräksen kemiallisen koostumuksen hallinnasta.
4. Johtopäätös
Oikeanlainen kemiallinen seos on erittäin tärkeää teräksen valmistuksessa. Se päättää, mitä teräs voi tehdä ja missä sitä voidaan käyttää. Nyt kun meillä on parempia tapoja tarkistaa tavaroita ja tietokoneita, jotka voivat selvittää asiat, kemiallisen reseptin suunnittelu on entistä helpompaa ja täsmällisempää. Tämä pakottaa teräksen olemaan vahvempi ja tehty erikoistöihin, mitä teollisuus haluaa nykyään yhä enemmän.
