ผลต่างระหว่างรุ่นของ "เหล็กกล้า"

เพิ่มขึ้น 12 ไบต์ ,  11 ปีที่แล้ว
ไม่มีคำอธิบายอย่างย่อ
(โรบอต เพิ่ม: be-x-old:Сталь)
{{รอการตรวจสอบ}}
[[ไฟล์:Steel wire rope.png|thumb|225px|สาย[[เคเบิล]]ที่ทำจากเหล็กกล้า]]
'''เหล็กกล้า''' ({{lang-en|steel}}) คือ [[เหล็ก]] (สัญลักษณ์ทางเคมี : Fe) ที่ผ่านกรรมวิธีเพิ่มสารอื่นๆเข้าไปเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กให้ดีขึ้น เป็นโลหะผสมที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นเหล็กที่มีปริมาณ[[คาร์บอน]]อยู่ระหว่าง 0.2 – 2.04% โดยน้ำหนักขึ้นกับคุณภาพ คาร์บอนเป็นวัสดุผสมที่ลดต้นทุนของเหล็กแต่ก็มีการใช้ธาตุอื่นๆ เช่น [[แมงกานีส]] [[โครเมียม]] [[วานาเดียม]] และ[[ทังสเตน]]<ref name=EM2>{{cite book |last=Ashby |first=Michael F. |coauthors=& David R. H. Jones |title=Engineering Materials 2 |origyear=1986 |edition=with corrections |year=1992 |publisher=Pergamon Press |location=Oxford |language=English |id=ISBN 0-08-032532-7 }}</ref> คาร์บอนและธาตุอื่นๆเป็นตัวทำให้แข็ง การเปลี่ยนปริมาณธาตุที่ผสมในโลหะผสมที่พบในเหล็กกล้า มีส่วนในการควบคุมคุณภาพทั้งด้านความแข็ง การรีดเป็นแผ่นได้ และความตึงของเหล็กกล้าที่ได้ เหล็กกล้าที่มีโครงสร้างของแกรไฟต์แบบกลมปรากฏอยู่จะพบว่ามีความอ่อนตัวสูง เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนมากขึ้นจะแข็งแกร่งและมีความแข็งมากกว่าเหล็ก แต่จะเปราะ ค่าสูงสุดในการละลายของคาร์บอนในเหล็กเป็น 2.14% โดยน้ำหนัก เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 1149 องศาเซลเซียสในการอบใช้อุณหภูมิประมาณ950 องศาเซลเซียส ความเข้มข้นที่สูงกว่านี้หรือหรืออุณหภูมิต่ำกว่านี้จะเกิดลักษณะเป็นซีเมนต์ โลหะผสมที่มีคาร์บอนมากจะเป็นเหล็กที่มีความแข็งมาก เพราะมีจุดหลอมเหลวต่ำ และมีความแข็ง<ref name=EM2/> เหล็กกล้าต่างจากเหล็กบริสุทธิ์ที่มีอะตอมของธาตุอื่นน้อยมาก แต่มีกากแร่ 1-3% โดยน้ำหนักในรูปของอนุภาคอยู่ในทิศทางหนึ่ง ซึ่งมีความทนทานกว่าเหล็กกล้า และโค้งงอง่ายกว่าแบ่งเป็น
 
* '''เหล็กกล้าคาร์บอน''' (carbon steel) คือเหล็กกล้าที่มีการเพิ่มธาตุคาร์บอน(สัญลักษณ์ทางเคมี : C) เข้าไป เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกลให้กับเหล็ก
 
แม้ว่าความเข้มข้นที่ใช้ผลิตเหล็กกล้าอยูในช่วงแคบ ส่วนผสมระหว่างคาร์บอนและเหล็กเกิดได้ในโครงสร้างที่ต่างกัน ซึ่งมีคุณสมบัติต่างกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่ต้องเข้าใจในการผลิตเหล็กกล้าคุณภาพดี ที่อุณหภูมิห้อง รูปแบบที่เสถียรที่สุดของเหล็กเหล็ก a ซึ่งเป็นโลหะที่มีความอ่อนนุ่มปานกลางที่ละลายคาร์บอนได้ด้วยความเข้มข้นที่ต่ำ (น้อยกว่า 0.021% ที่ 910 ๐C) อุณหภูมิสูงกว่านี้ [[เฟอร์ไรต์]]จะเปลี่ยนรูปไปเป็นรูปแบบอัสเทไนต์หรือเหล็ก y ซึ่งมีความอ่อนนุ่มใกล้เคียงกันแต่ละลายคาร์บอนได้มากกว่า<ref>{{cite web|url=http://www.it-innovation.soton.ac.uk/surfaceweb/se/Se-12-2/se122152.pdf|title=Chemical potentials and activities of nitrogen and carbon imposed by gaseous nitriding and carburising atmospheres|accessdate=2006-08-10|last=Mittemeijer|first=E. J.|coauthors=Slycke, J. T.|format=PDF|pages=156|work=Surface Engineering 1996 Vol. 12 No. 2}}</ref> เมื่ออัสเทไนต์ที่มีคาร์บอนมากเย็นตัวลง ส่วนผสมพยายามจะกลับไปจัดตัวแบบเฟอร์ไรต์ ทำให้มีคาร์บอนที่มากเกินไป วิธีหนึ่งที่คาร์บอนส่วนเกินจะออกมาจากอัสเทไนต์คือการเกิดซีเมนไตต์เพื่อตกตะกอนส่วนผสม ทำให้โลหะที่เหลือมีความบริสุทธิ์และกลับไปอยู่ในรูปเฟอร์ไรต์ได้ ทำให้ได้เป็นส่วนผสมของเฟอร์ไรต์-ซีเมนไตต์ ซีเมนไตต์มีสูตรโครงสร้างเป็น Fe3C รูปแบบของซีเมนไตต์เกิดในบริเวณที่มีคาร์บอนสูงในขณะที่บริเวณอื่นรอบๆเปลี่ยนรูปไปเป็นเฟอร์ไรต์
 
 
== ประวัติการผลิตเหล็กกล้า ==
[[ไฟล์:Bas fourneau.png|thumb|left|230px|การถลุงเหล็กใน[[ยุคกลาง]]]]
==== เหล็กกล้าโบราณ ====
 
=== เหล็กกล้าโบราณ ===
เหล็กกล้าเป็นสิ่งที่ผลิตได้ตั้งแต่สมัยโบราณ บางส่วนของเหล็กกล้าในยุคแรกพบที่[[แอฟริกา]]ตะวันออก เมื่อ 1,400 ปีก่อนคริสตกาล ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาลมีการผลิตอาวุธด้วยเหล็กกล้าใน[[คาบสมุทรไอบีเรีย]] ส่วนเหล็กกล้านอริกมีใช้ในกองทัพโรมัน ใน[[จีน]]สมัยที่มีสงครามระหว่างรัฐ (403 – 221 ปีก่อนคริสตกาล) มีการใช้เหล็กกล้าแล้วเช่นกัน ในสมัย[[ราชวงศ์ฮั่น]]มีการผลิตเหล็กกล้าโดยการหลอมเหล็กหลอมควบคู่กับแร่เหล็กได้เป็นเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนปานกลาง