Staal: Verskil tussen weergawes
Content deleted Content added
Addbot (besprekings | bydraes) |
proeflees en taalversorging |
||
Lyn 3:
[[Lêer:Steel wire rope.png|thumb|225px|Die staalkabel van 'n koolmyn se skag.]]
Staal met 'n verhoogde koolstofinhoud kan harder en sterker gemaak word as yster, maar word dan ook meer [[bros]]. Die maksimum oplosbaarheid van koolstof in yster (in die [[austenities]]e gebied) is 2.14% op 'n
Ten spyte daarvan dat staal lank voor die [[Renaissance]] met behulp van verskeie ondoeltreffende metodes vervaardig is, het die gebruik daarvan eers algemeen geword nadat meer doeltreffende vervaardigingsmetodes in die 17<sup>de</sup> eeu ontwikkel is. Met die ontdekking van die [[Bessemer-proses]] in die middel 19<sup>de</sup> eeu het staal 'n betreklik goedkoop, massavervaardigde materiaal geword. Verdere verfynings van die proses, soos die Linz-Donawitz verwerkingstegniek oftewel die basiese suurstofproses, het die vervaardigingskoste verder verlaag en ook die kwaliteit van die metaal verhoog. Vandag is staal 'n algemene boumateriaal in die wêreld en is 'n belangrike komponent in geboue, gereedskap, voertuie en huishoudelike- en ander toebehore.
Moderne staal word geïdentifiseer deur verskeie grade wat deur verskillende standaarde
== Materiaaleienskappe ==
[[Yster]] word soos die meeste ander metale gewoonlik nie in as 'n onverbonde element in die
Anders as koper en tin los koolstof geredelik op in vloeibare yster, wat meebring dat die smeltproses 'n legering tot gevolg het wat te veel koolstof bevat om staal genoem te word.<ref>{{cite encyclopedia | title = Smelting | encyclopedia = Britannica | publisher = Encyclopedia Britannica | date = 2007 | accessdate = 2007-02-28}}</ref> Selfs in die nouer konsentrasiebestek van staal, kan die mengsels van koolstof en staal 'n verskeidenheid strukture vorm waarvan die eienskappe merkbaar verskil. Dit is baie belangrik dat 'n mens hierdie verskille verstaan om goeie kwaliteit staal te kan vervaardig. By kamertemperatuur is die mees stabiele vorm van yster die liggaamsgesentreerde kubiese struktuur [[ferriet]] of α-yster, wat 'n betreklik sagte metaal is wat slegs 'n klein hoeveelheid koolstof kan oplos (nie meer as 0.021 % op 'n massabasis teen 910 °C). Bo 910 °C ondergaan ferriet 'n [[fase-oorgang]] vanaf die [[kristalstruktuur|liggaamsgesentreerde kubiese]] struktuur na 'n [[kristalstruktuur|vlakgesentreerde kubiese]] struktuur wat [[austenities]]e of γ-yster genoem word, wat ook 'n sagte metaal is maar beduidend meer koolstof kan oplos (soveel as 2.03 % op 'n massabasis teen 1154 °C)<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>
Lyn 16:
Aangesien koolstofryke austeniet verkoel, poog die mengsel om terug te keer na die ferrietfase wat 'n oormaat koolstof tot gevolg het. Een manier waarop die koolstof die austenietfase kan verlaat is vir die [[sementiet]] om uit die mengsel te presipiteer wat yster agterlaat wat suiwer genoeg is om ferriet te vorm en 'n gevolglike sementiet-ferrietmengsel tot gevolg het. Sementiet is 'n [[stoichiometrie]]se fase met die chemiese formule Fe<sub>3</sub>C. Sementiet vorm in gebiede waar die koolstofinhoud hoër is terwyl ander gebiede daar rondom na die ferrietfase terugkeer. Sodoende word herhalende patrone gevorm wat aanleiding gee tot lae wat as [[perliet]] (Fe<sub>3</sub>C:6.33Fe) bekend staan vanweë die pêrelagtige voorkoms of die soortgelyke maar minder aantreklike [[bainiet]]fase.
[[Lêer:Phase_diag_iron_carbon.PNG|thumb|links|250px|'n Yster-koolstof [[fase-diagram]], toon die toestande wat nodig is vir die verskillende fases om te vorm
Die belangrikste polimorfiese vorm is waarskynlik [[martensiet]], 'n chemies metastabiele stof wat ongeveer vier keer sterker is as ferriet. 'n Minimum van 0.4 massapersent koolstof (C:50Fe) word benodig om martensiet te vorm. Wanneer austeniet geblus word om martensiet te vorm, word die koolstof op die plek "vasgevang" wanneer die selstruktuur oorskakel vanaf 'n vlakgesentreerde kubiese tot 'n liggaamsgesentreerde kubiese struktuur. Die koolstofatome is veels te groot om in die interstellêre ruimtes te pas en verwring die selstruktuur na 'n liggaamsgesentreerde tetragonale struktuur. Martensiet en austeniet het 'n identiese chemiese samestelling. Daarom vereis dit uiters min termiese [[aktiveringsenergie]] om te vorm.
Die hittebehandelingsproses vir die meeste soorte staal behels die verhitting van die legering totdat austeniet vorm en die daaropvolgende blus van die warm metaal in water of olie, wat dit so vinnig afkoel dat die omskakeling na ferriet of perliet nie genoegsame tyd het om plaas te
Martensiet het 'n laer digtheid as austeniet, dus het die omskakeling tussen die twee fases 'n verandering in volume tot gevolg, wat in hierdie geval 'n uitsetting tot gevolg het. Interne spanning van hierdie uitsetting veroorsaak dat die martensietkristalle saamgepers word en trekspanning word op die oorblywende ferriet uitgeoefen met 'n beduidende hoeveelheid skuifspanning op beide fases. As die blus nie behoorlik gedoen word nie kan die spannings veroorsaak dat die onderdeel uitmekaarspat wanneer dit afkoel; en indien nie kan dit [[werksverharding]] en ander mikroskopiese gebreke tot gevolg hê. Dit is algemeen dat bluskrake vorm wanneer staal met water geblus word, al is dit nie altyd sigbaar nie.<ref>{{cite web | title = Quench hardening of steel | publisher = INI International | url = http://key-to-steel.com/Articles/Art12.htm | accessdate = 2007-02-28}}</ref>
[[Lêer:LightningVolt Iron Ore Pellets.jpg|thumb|regs|250px|Korrels [[
Op hierdie stadium is die koolstofinhoud hoog genoeg om 'n
Ander materiale word dikwels by die yster
== Verwysings ==
Lyn 35:
[[Kategorie:Legerings]]
[[Kategorie:Metallurgie]]
| |||