Stal, w najbardziej podstawowych terminach, to rafinowane żelazo elementarne zmieszane z węglem w celu utworzenia mocniejszego materiału. Istnieją jednak tysiące różnych form stali, ponieważ jest to proces chemiczny z dziesiątkami możliwych chemikaliów dodanych dla określonych właściwości. Pomimo szerokiej gamy różnych kompozycji stal można podzielić na jedną z trzech podstawowych rodzin: stale nierdzewne, stale narzędziowe oraz stal miękką lub niskowęglową.
W odlewni do stali dodaje się różne chemikalia dla uzyskania określonych właściwości.Chemia
Najbardziej decydującą różnicą między narzędziem, stalą miękką a stalą nierdzewną jest skład chemiczny stali. Zasadniczo stale miękkie to stale proste z bardzo małą ilością dodatków pierwiastkowych. Stale narzędziowe są dostosowane do określonych właściwości przy użyciu wielu dodatków, a stale nierdzewne mają bardzo duże stężenia jednego lub dwóch pierwiastków. Węgiel jest prawdopodobnie najważniejszym dodatkiem chemicznym, ponieważ bezpośrednio określa hartowność stali. Łagodne stale zawierają zwykle mniej niż 1 procent masowy węgla; stale narzędziowe mogą zawierać do 15 procent lub więcej węgla, podobnie jak stale nierdzewne. Stale nierdzewne zawierają do 20 procent chromu i stosunkowo wysokie stężenia niklu, chemikalia zwykle nie są dodawane do stali miękkich lub stali narzędziowych. Stale narzędziowe mogą zawierać wiele dodatków w śladowych ilościach lub w wyższych stężeniach. Elementy te określają określone właściwości fizyczne i mechaniczne.
Właściwości fizyczne
Właściwości fizyczne stali są określone przez jej chemię. Zasadniczo stale miękkie mają umiarkowaną wytrzymałość i są dość łatwe do spawania ze względu na ich prosty skład, ale są podatne na korozję. Stale nierdzewne i od umiarkowanego do trudnego do spawania ze względu na ich złożony skład, ale są bardzo odporne na korozję. Stale narzędziowe mają doskonałą obrabialność, hartowność i odporność na zużycie, ale mogą być podatne na korozję.
Hartowność
Hartowność lub zdolność do przekształcania stali z plastycznej w twardą jest określona przez zawartość węgla i, w mniejszym stopniu, pierwiastki śladowe. Z reguły stale miękkie nie są w stanie hartować, ponieważ zawierają tak mało węgla. Niektóre stale nierdzewne mogą być hartowane, ale nie każda forma stali nierdzewnej ma taką zdolność. Prawie wszystkie stale narzędziowe mogą być hartowane, ale przy użyciu różnych mediów. Niektóre muszą zostać schłodzone w oleju lub wodzie, aby były odpowiednio utwardzone, podczas gdy inne są w stanie utwardzić się w powietrzu po odpowiedniej obróbce cieplnej.
Używa
Stale łagodne są zazwyczaj najtańszymi stalami, a te wykonane są w największej ilości. Są one stosowane jako materiały konstrukcyjne i jako arkusze w budownictwie. Stale nierdzewne stosuje się w gotowych produktach, takich jak materiały do gastronomii lub jako okładziny, w których wymagana jest odporność na korozję. Stal narzędziowa jest używana prawie wyłącznie w obróbce skrawaniem i wytwarzaniu narzędzi, choć niektóre sztućce są również wykonane z niektórych gatunków.
