Quando alcune persone pensano all'acciaio, possono immaginare che un grattacielo venga assemblato usando enormi travi rivettate, mentre altre persone potrebbero immaginare il corpo e il motore di un'auto d'epoca in una fiera automobilistica. In effetti, l'acciaio è presente in molte cose che la gente usa ogni giorno. Capire la composizione chimica dell'acciaio è utile per determinare quale tipo di acciaio dovrebbe essere utilizzato, nonché in quale applicazione utilizzarlo. Poiché l'acciaio è una miscela piuttosto che un composto chimico, non ha una formula composta chimica. Quando stai cercando il giusto tipo di acciaio da usare, gli additivi determinano quale acciaio è la scelta migliore per il tuo scopo.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
L'acciaio è una miscela di ferro e carbonio fuso insieme a uno o più metalli o non metalli. Poiché l'acciaio è una miscela piuttosto che un composto chimico, l'acciaio non ha una formula composta chimica. La convenzione di denominazione per l'acciaio dipende dalla composizione dell'acciaio - ciò che è mischiato con il ferro - come acciaio al carbonio o acciaio al tungsteno.
Ferro e carbonio giocano un ruolo importante
Il ferro è un moderatamente metallo reattivo che tende a combinarsi chimicamente con non metalli come ossigeno e carbonio. Quando il ferro viene estratto o altrimenti trovato in natura, si trova in genere come minerale naturale. Quando il minerale di ferro viene riscaldato in presenza di un agente riducente come il monossido di carbonio, produce ferro metallico. Da lì, il ferro viene ulteriormente raffinato per creare una lega ferro-carbonio che può essere utilizzata per fabbricare il materiale che conosciamo come acciaio.
La lega ferro-carbonio è il materiale di base dell'acciaio. La proporzione di carbonio nella lega è solitamente compresa tra lo 0,15 e lo 0,30 percento e determina la resistenza iniziale e la duttilità - la capacità di essere assorbita dal filo o da lavorare - della lega. Quando la lega ha una percentuale maggiore di carbonio, l'acciaio è più forte. Tuttavia, è meno duttile di una lega a basso tenore di carbonio.
Dopo che la lega ferro-carbonio è stata raffinata al rapporto desiderato tra carbonio e ferro, è possibile aggiungere ulteriori materiali per migliorare le caratteristiche dell'acciaio finale lega. Ad esempio, se la lega finale è acciaio inossidabile, vengono aggiunti cromo e manganese alla miscela.
Miglioramento dell'acciaio
Mentre alcune forme di acciaio, come l'acciaio dolce, possono essere costituite da nient'altro rispetto al ferro e al carbonio, diversi elementi chimici importanti vengono utilizzati per creare acciaio di qualità strutturale. Ad esempio, manganese e niobio vengono utilizzati per fornire maggiore resistenza all'acciaio, mentre il cromo, il nichel o il rame vengono aggiunti per ridurre la suscettibilità dell'acciaio alla ruggine e alla corrosione. Allo stesso modo, possono essere aggiunti molibdeno, vanadio, tungsteno o titanio per migliorare altri aspetti dell'acciaio per migliorare le prestazioni. Gli acciai possono essere ulteriormente lavorati mediante antiruggine mediante zincatura (rivestimento con zinco, spesso mediante immersione in zinco fuso) o elettrodeposizione (deposito di un rivestimento di materiale sulla superficie mediante una corrente elettrica).
