Vrste i svojstva čelika

Različite vrste željezo proizvodi se u skladu s mehaničkim i fizičkim svojstvima potrebnim za njihovu primjenu. Različiti sustavi za razvrstavanje koriste se za razlikovanje čelika na temelju tih svojstava, koji uključuju gustoću, elastičnost, talište, toplinsku vodljivost, čvrstoću i tvrdoću (između ostalog). Za izradu različitih čelika, proizvođači variraju vrstu i količinu legiranih metala, postupak proizvodnje i način na koji se rade na proizvodnji određenih proizvoda.

Prema Američkom institutu za željezo i čelik (AISI), čelici se mogu široko kategorizirati u četiri skupine na temelju njihovih kemijskih sastava:

1. Ugljični čelik
2. Legirani čelici
3. Nehrđajući čelik
4. Čelici alata

Karbonski čelici su legure izrađene od kombinacije željeza i ugljika. Promjenom postotka ugljika moguće je proizvesti čelik s različitim različitim kvalitetama. Općenito, što je viša razina ugljika čelik je čvršći i lomljiviji.

Čelik s niskim udjelom ugljika ponekad se naziva i "kovanim željezom". Lako je raditi i može se koristiti za ukrasne proizvode poput ograde ili stupova svjetiljki. Čelik sa srednjim ugljikom je vrlo jak i često se koristi za velike građevine poput mostova. Čelik s visokim udjelom ugljika koristi se uglavnom za žice. Ultra visok

Legirani čelici tako su nazvani, jer su izrađeni s malim postotkom jednog ili više metala, osim željeza. Dodavanje legura mijenja svojstva čelika. Na primjer, čelik izrađen od željeza, kroma i nikla proizvodi nehrđajući čelik. Dodatak aluminija može čelik učiniti jednolikim izgledom. Čelik s dodanim manganom postaje izuzetno tvrd i čvrst.

Nehrđajući čelici sadrže između 10 i 20% kroma, što čelik čini izuzetno otpornim na koroziju (hrđanje). Kada čelik sadrži preko 11% kroma, otporan je na koroziju oko 200 puta otpornije od čelika koji ne sadrži krom. Postoje tri skupine nehrđajućih čelika:

• Austenitni čelici, koji imaju veliku količinu kroma, sadrže i male količine nikla i ugljika. Oni se vrlo često koriste za preradu hrane i cjevovode. Vrijedne su, dijelom i zbog toga što su nemagnetske.
• Feritni čelici sadrže oko 15% kroma, ali samo količine ugljika i metalnih legura u tragovima, poput molibdena, aluminija ili titana. Ovi čelici su magnetska, vrlo tvrda i jaka, a može se dodatno ojačati hladnom obradom.
• Martenzitni čelici sadrže umjerene količine kroma, nikla i ugljika. Oni su magnetski i toplinski obradivi. Martenzitni čelici često se koriste za rezanje alata kao što su noževi i kirurška oprema.

Čelici za alat su trajni, otporni na toplinu metali koji sadrže volfram, molibden, kobalt i vanadij. Koriste se, ne iznenađujuće, za izradu alata kao što su bušilice. Postoji mnoštvo različitih vrsta čelika za alate koji sadrže različite količine različitih legiranih metala.