Stal jest stopem żelaza, zawierającym niewielki dodatek węgla (do 2%) oraz inne pierwiastki, takie jak np. mangan, chrom, czy molibden. Dzięki obecności tych dodatków, stal wykazuje znacznie lepsze właściwości fizykochemiczne oraz mechaniczne niż pierwiastkowe żelazo: wyższą wytrzymałość mechaniczna i cieplną, większą twardość lub elastyczność, odporność na korozję oraz działanie różnorodnych chemikaliów (bierność chemiczną). Zastosowanie dodatków w postaci metali takich jak chrom, wolfram, wanad, molibden czy cyrkon pozwala uzyskać stal o bardzo dobrych właściwościach, jednak znacząco podnosi cenę stali (wysoki koszt surowców oraz skomplikowanie procesu produkcji). Najtańsze i najszerzej dostępne są tzw. stale niestopowe (stale węglowe). Zawierają one bardzo niewiele dodatków stopowych, najczęściej tylko mangan i węgiel. Droższe stale stopowe wykorzystywane są na ogół w sytuacjach, w których wymagane są specyficzne własności stali (np. stal odporna na korozję, trwała termicznie lub bierna chemicznie). Ogólne podsumowanie właściwości stali w zależności od rodzaju i zawartości dodatków stopowych przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Rodzaje i skład stali oraz ich zastosowanie
|
Rodzaj stali |
Rodzaj i zawartość dodatków |
Własności i zastosowania |
|
Stal niskowęglowa |
Niska zawartość C (<0,3%) |
miękkie i elastyczne gatunki stali, najtańsze i szeroko stosowane |
|
Stal średniowęglowa |
Zawartość C od 0,3 do 0,6% |
Dobre własności mechaniczne, balans pomiędzy twardością a ciągliwością |
|
Stal wysokowęglowa |
Zawartość C od 0,6 do 1% |
Gatunki stali o wysokiej wytrzymałości mechanicznej i twardości, wykorzystywane np. do produkcji sprężyn i mocnych drutów stalowych |
|
Stal ultrawysokowęglowa |
Zawartość C od 1 do 2% |
Najtwardsza (ale też najbardziej krucha) stal używana do produkcji ostrzy noży, dłut |
|
Stal nierdzewna |
Co najmniej 10% Cr |
Stal odporna na korozję, wykorzystywana do produkcji sztućców naczyń kuchennych, narzędzi chirurgicznych |
|
Stal szybkotnąca |
C 0,75-1,3%, Cr 3,5-5,0%, W 6-19%, V 1,0-4,8%, Mo 3,0 do 10% |
Stal bardzo twarda, zachowująca wytrzymałość w temp. do 600°C, stosowana do produkcji narzędzi do obróbki skrawaniem takich jak np. wiertła |