introduction
Bien que le fer a été utilisé par l'homme depuis près de 3000 ans, il a seulement été au cours des 150 dernières années que le traitement du fer dans son alliage d'acier a été commercialement viable. Le fer est un métal très commun et est peu coûteux à produire, forte, et relativement facile à former. Il est également soumis à la corrosion, ce qui l'affaiblit. Acier, d'autre part, peut plus facilement être combiné avec d'autres métaux qui affectent sa résistance et sa durabilité, ce qui en fait un matériau de construction plus polyvalent.
Fer: La Fondation de l'acier
Fer se produit naturellement dans de nombreuses formes différentes et ne doit être purifié avant d'être utilisé pour fabriquer de l'acier. Le minerai de fer est fondu dans un haut fourneau où l'oxygène et d'autres produits de déchets sont enlevés. Le résultat est la fonte brute cassante qui fournit le matériau de base à partir de laquelle l'acier est effectué. Fonte est également en fonte ou en fer forgé. Le fer forgé est le type utilisé par les forgerons, tandis que la fonte plus forte a conduit à la première construction de gratte-ciel. Aujourd'hui, la fonte est le plus souvent utilisé pour des choses comme des casseroles.
Le processus de fabrication de l'acier
La fabrication d'acier à partir de fonte brute est un procédé chimique dans lequel des impuretés dans le fer sont enlevées et d'autres matériaux de renforcement sont ajoutés. Fonte contient environ cinq pour cent de carbone avec des quantités infimes d'autres matériaux. L'acier contient moins de 1,75 pour cent de carbone. Le processus de fabrication de l'acier a été appelé à l'origine du processus de Bessemer après son inventeur, Sir Henry Bessemer, mais a été amélioré et mis à jour et est maintenant connu comme le processus de base de four à oxygène.
Pour fabriquer de l'acier, la fonte liquide est chargé dans un four en acier doublé de carbonate de calcium, communément connu sous le nom de calcaire. Une bouffée d'oxygène est insufflé dans le fer fondu, ce qui crée l'oxyde de fer et encore plus de chaleur. Cette chaleur provoque le calcaire pour libérer de l'oxyde de calcium qui se mélange avec les impuretés dans le fer pour créer laitier, un produit de déchets. L'oxygène de l'oxyde de fer se combine avec une partie du carbone dans le fer, ce qui crée le monoxyde de carbone et d'abaisser la teneur en carbone du fer. Le résultat de ces réactions chimiques est en acier.
Types d'acier
En fonction de la teneur en carbone restant, l'acier peut être utilisé pour n'importe quoi des instruments chirurgicaux à des poutres de construction. Plus la teneur en carbone de l'acier, plus il est fort. L'acier inoxydable utilisé pour les couverts, est plus résistant à la rouille, car il contient du chrome, du nickel et du carbone. Ajout de tungstène à l'acier permet au métal de résister à des températures élevées, tout en combinant l'acier et le cobalt rend le métal magnétique.