Co je to ocel?
Ocel je nejběžnější kovovou slitinou na světě. Ve své nejjednodušší formě se skládá ze železa a různých množství uhlíku. Protože železo i uhlík byly známé již od starověku, slitina se vyrábí v té či oné podobě již dávno před Kristovým narozením. Některé z nejčasnějších ocelí byly vyrobeny ve východních oblastech Afriky, kolem roku 1400 před naším letopočtem
Železo je hlavní složkou oceli, uhlík je vzdálený druhý, v rozmezí 0,2% až 2,14%, v závislosti na třídě. Uhlík je nákladově nejefektivnějším způsobem legování železa, ale k obohacení prvku ak získání určitých vlastností kovu lze použít i jiné kovy. Kov známý jako litina je ve skutečnosti ocel, která má velmi vysoký obsah uhlíku, což mu dává nižší bod tání a větší slévatelnost. Ocel je známá svou pevností, která je jí dána právě legovacími prvky.
Když je železo v pevném kovovém stavu, atomy tvoří krystalovou mřížovou strukturu. I když je tato struktura poměrně rigidní, mohou v ní být nedostatky, které v kovu vytvářejí drobné slabiny. Atomy legujících prvků mohou zaplnit tyto mikroskopické slabá místa v mřížce, což dává slitině flexibilitu a pevnost v tahu, o které je známo.
Moderní ocelářský průmysl vyrábí kov pomocí tzv. Základní kyslíkové pece. V těchto pecích fouká roztavené železo skrz něj foukaný čistý kyslík, čímž se snižují hladiny nečistot. K tomuto účelu se přidávají také čisticí prostředky zvané tavidla. Hlavní výhodou tohoto procesu, kromě vysoce kvalitního produktu, je jeho rychlost.
Předchozí procesy zahrnovaly Bessemerův proces, při kterém byl vzduch roztaveným železem nucen oxidovat nečistoty. Oxid uhelnatý je jedním z vedlejších produktů tohoto procesu a další nečistoty tvoří strusku. Vynález Bessemerova procesu byl obzvláště pozoruhodný, protože z oceli vyráběl masově vyráběnou levnou komoditu. Slitina byla vyráběna různými způsoby ve středověku a dříve, ale žádná z nich nebyla zvláště účinná a nemohla být použita ve velkém měřítku.
Jak se technologie výroby oceli zlepšily, stala se dostupná široká škála slitin. Použitím několika různých kovů, například wolframu a chrómu, může být kov přizpůsoben velmi specifickým aplikacím. Spektrum vlastností, které ocel může být dána přidáním různých prvků, je vidět například ve skutečnosti, že dvě věci, které se liší, jako samurajské meče a automobily, jsou vyrobeny ze železa legovaného jinými kovy.