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Eisen ist der Hauptbestandteil in verschiedenen Formen von Eisen und Stahl, aber die verschiedenen Arten von Metallen enthalten auch andere Elemente. Manchmal sind diese Elemente unerwünscht; andere Male werden sie absichtlich hinzugefügt.

Die in Stahl verwendeten Elemente

Kohlenstoff (C): Kohlenstoff, ein nichtmetallisches Element, bildet eine Reihe organischer und anorganischer Verbindungen und kommt in Kohle, Erdöl und Kalkstein vor. Es ist das Hauptverstärkungselement in Kohlenstoffstählen und niedriglegierten Stählen. Ordnungszahl 6, Atomgewicht 12.01115.

Mangan (Mn): Mangan ist ein sprödes, metallisches Element, das im Pyrolusiterz vorkommt. Bei der Herstellung von Stahl reagiert es mit Schwefel und hilft, die Hitzebeständigkeit des Metalls zu erhöhen. Ordnungszahl 25, Atomgewicht 54.9380.

Phosphor (P): Phosphor ist ein giftiges, nichtmetallisches Element, das Metalloberflächen vor Korrosion schützt. Ordnungszahl 15, Atomgewicht 30,9738.

Schwefel (S): Schwefel ist ein nichtmetallisches Element, das hauptsächlich in vulkanischen und sedimentären Ablagerungen vorkommt. Schwefel in Form von Eisensulfid kann dazu führen, dass Stahl zu porös ist und zu Rissen neigt. Ordnungszahl 16, Atomgewicht 32.064.

Silizium (Si): Silizium ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste und kommt in Gesteinen, Sand und Ton vor. Es wirkt als Desoxidationsmittel in der Stahlproduktion. Ordnungszahl 14, Atomgewicht 28.086.

Nickel (Ni): Nickel ist ein hartes, metallisches Element, das in magmatischen Gesteinen vorkommt. Ohne Nickel wäre Edelstahl weniger hitze- und korrosionsbeständig. Ordnungszahl 28, Atomgewicht 58,71.

Chrom (Cr): Chrom, ein metallisches Element, kommt in der Erdkruste vor. Es wird bei der Herstellung von Edelstahl verwendet, um den Stahl oxidations- und korrosionsbeständig zu machen. Ordnungszahl 24, Atomgewicht 51.996.

Die Elemente der Stahlzusammensetzung (Masseprozent)

Gusseisen
Kohlenstoff 3,5%
Mangan .5%
Phosphor .13%
Schwefel .13%
Silizium 1,2%
Gusseisen enthält einen hohen Kohlenstoffgehalt, was es zu einem harten, spröden Metall macht. Gusseisen wurde in ganz Europa häufig zur Herstellung von Kirchenglocken und im kolonialen Amerika für Töpfe und Pfannen verwendet.

Schmiedeeisen
Kohlenstoff .035%
Mangan .075%
Phosphor .075%
Schwefel .1%
Silizium – .1%
Schmiedeeisen ist ein starkes, langlebiges Metall mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt. Gegenstände wie Schlösser, Bolzen, Werkzeuge und Zäune werden aus diesem Metall gefertigt. Schmiedeeisenstangen wurden auch verkauft und gehandelt, um später in Stahl oder Gusseisen umgewandelt zu werden.

Unlegierter Stahl
Kohlenstoff 1,35%
Mangan 1,65%
Phosphor .04%
Schwefel .05%
Silizium .06%
Zu Beginn des 20.Jahrhunderts haben neue Verfahren in der Stahlproduktion es Stahl ermöglicht, Eisen als das am weitesten verbreitete Strukturmetall zu übertreffen. Seine große Stärke und Erschwinglichkeit ermöglichten es Handwerkern, stabilere Brücken und höhere Gebäude zu bauen.

Hochfester Stahl
Kohlenstoff .25%
Mangan 1,65%
Phosphor .04%
Schwefel .05%
Silizium .12%
Nickel 2,5%
Chrom .8%
Zugabe von legierungen zu stahl ergeben höhere festigkeit, mehr verschleiß-beständig metalle. James Eads verwendete legierten Stahl beim Bau einer Brücke über den Mississippi – die erste Stahlbrücke, die in Amerika gebaut wurde.

Edelstahl
Kohlenstoff .08%
Mangan 2%
Phosphor .04%
Schwefel .03%
Silizium .75%
Nickel 8%
Chrom 18%
Von Löffeln bis zu Mixern, von Autos bis zu Zügen kann Edelstahl mit seiner glatten, glänzenden Oberfläche selbst die einfachsten Geräte verherrlichen. Zusätzlich zu seiner Ästhetik machen das geringe Gewicht und die Festigkeit von Edelstahl es ideal für den Transport.