Kluczowa różnica: żelazo jest pierwiastkiem chemicznym, który znajduje się w obfitości w skorupie ziemskiej. Stal to stop, co oznacza, że jest mieszaniną dwóch lub więcej metalicznych elementów lub jednego metalicznego i niemetalicznego elementu.
Żelazo i stal to dwie substancje, które często znajdują się w różnych zastosowaniach, takich jak naczynia, konstrukcje itp. Te dwie substancje są często mylone, ponieważ są one podobne pod względem barwy i składu. Stal jest faktycznie wytwarzana przez mieszanie żelaza z węglem; stąd jest to produkt uboczny żelaza. Jednak są one nadal różne od siebie, ponieważ żelazo jest również wykorzystywane do wytwarzania wielu innych stopów.
Czyste żelazo jest lśniąco srebrzysto-szare, ale jest bardzo podatne na erozję rdzy, gdy napotyka wilgotne powietrze. Czyste żelazo jest również bardzo miękkie i plastyczne, ale jest nieosiągalne przez wytapianie. Ze względu na brak technologii w dawnych czasach, stopy miedzi były szeroko stosowane w historii, aż do momentu ustanowienia procesu. Żelazo często wydobywa się z rud żelaza, które znajdują się w skorupie ziemskiej. Rudy żelaza są poddawane procesowi ekstrakcji w celu wydobycia żelaza ze skały i innych substancji. Żelazo występuje częściej w stopach, takich jak stopy stali, surowe żelazo, kute żelazo i surówka. Stopy te są znacznie wzmocnione i utwardzone z powodu zanieczyszczeń, takich jak węgiel. Jeśli żelazo zawiera 0, 2% i 2, 1% węgla, staje się stalą, która może być 1000 razy twardsza w porównaniu do czystego żelaza. Surowy metal żelazny jest produkowany w wielkich piecach przy użyciu koksu (paliwa) w celu zmniejszenia zawartości rudy w surówce.
Żelazo odgrywa również ważną rolę w biologii, gdzie tworzy kompleksy z cząsteczkowym tlenem w hemoglobinie i mioglobinie oraz pomaga w transporcie tlenu i białek w organizmie. Czyste żelazne materiały z dawnych wieków nie są powszechnie spotykane ze względu na dużą ilość korozji żelaza. Koraliki metalowe znalezione w Gerzah w Egipcie przez Wainwrighta pochodzą z 3500 roku pne i zawierają również około 7, 5% niklu, co czyni go stopem żelaza. Żelazo znane jest również z tego, że służy do tworzenia broni i narzędzi kuźniczych. Uważa się, że pierwsza produkcja żelaza przypada na środkową epokę brązu, a wytopione żelazo odkryto w Mezopotamii w latach 2700-3000 pne. Hetyci są uznani za pierwszych ludzi, którzy rozumieją produkcję żelaza z rud i wysoko oceniają go w swoim społeczeństwie. Okres między 1500 a 1200 pne był nazywany epoką żelaza. Kutego żelaza i surówki żelaza są najczęściej używane w różnych zastosowaniach, takich jak budownictwo, naczynia i produkcja stali.
Stal to stop, co oznacza, że jest mieszaniną dwóch lub więcej metalicznych elementów lub jednego metalicznego i niemetalicznego elementu. Najczęściej powstaje z połączenia żelaza i węgla razem. Chociaż węgiel jest najbardziej rozpowszechnionym materiałem stopowym do żelaza, można również stosować inne materiały, takie jak mangan, wanad, chrom i wolfram. Węgiel działa jako środek utwardzający, zapobiegając odsuwaniu się i przesuwaniu się w obrębie siatki krystalicznej atomu żelaza, dzięki czemu stal jest bardziej trwała. Zmieniając ilość pierwiastków stopowych i formę ich obecności w stali, można kontrolować właściwości takie jak twardość, ciągliwość i wytrzymałość na rozciąganie stali. Choć stal znana jest już od 4000 lat temu, do XVII wieku nie była produkowana szeroko z powodu wprowadzenia procesu Bessemer. Dzięki temu procesowi produkcja stali była tańsza, wydajniejsza i łatwiejsza.
Stal jest wytwarzana poprzez poddanie żelaza procesowi znanemu jako wytapianie, w którym żelazo ekstrahuje się z rudy żelaza, a nadmiar tlenu usuwa się, a żelazo łączy się z partnerami chemicznymi, takimi jak węgiel. Stal w porównaniu do czystego żelaza jest bardziej odporna na rdzę i ma lepszą spawalność. Inne metale dodawane są do mieszanki żelaza i węgla, aby wpływać na właściwości stali. Metale, takie jak nikiel i mangan, zwiększają wytrzymałość stali na rozciąganie i sprawiają, że austenityczna postać roztworu żelazo-węgiel jest bardziej stabilna chemicznie, podczas gdy chrom może zwiększać twardość i temperaturę topnienia. Stal jest bardzo plastyczną substancją i jest jednym z najczęściej używanych stopów w dzisiejszym świecie. Znajduje się w różnych aplikacjach, takich jak narzędzia, przybory, samochody, broń i budynki. Jest to również najczęściej produkowany stop o prawie 1, 3 mld ton rocznie.
W skrócie, żelazo i stal wykazują wiele podobieństw, ponieważ stal jest faktycznie produktem ubocznym żelaza, a żelazo jest najczęściej używane do produkcji stali i kutego żelaza lub surówki. Żelazo w jego czystym sensie jest miękkie i nie może być używane do zastosowań aż do stwardnienia. Żelazo odgrywa również ważną rolę w procesach biologicznych w żywych organizmach, podczas gdy stal jest najczęściej używana do celów użytkowych.
Żelazo | Stal | |
Definicja | Żelazo jest obfitym pierwiastkiem, który tworzy zewnętrzny i wewnętrzny rdzeń Ziemi i jest czwartym najbardziej powszechnym elementem w skorupie. | Stal to stop wykonany z połączenia żelaza i innych pierwiastków, z których najpowszechniejszym jest węgiel |
Pochodzenie | 2500 do 3000 pne | Około 4000 lat temu |
Charakterystyka | Żelazo w połączeniu z dodatkowymi substancjami jest trwałe, mocne, elastyczne i ciągliwe. | Stal to wytrzymałość, elastyczność i wytrzymałość. |
Kolor | Lśniący srebrzysto-szary | Srebro, ale kolor można nałożyć na powierzchnię, aby zmienić kolor |
siła | Czyste żelazo jest słabsze w porównaniu ze stalą. | Silniejszy w porównaniu do żelaza. |
Waga | Cięższy w porównaniu do stali. | Lżejsze w porównaniu do żelaza |
Sztywność | W stanie czystym żelazo jest niezwykle miękkie i dodawane jest z dodatkowymi substancjami, które wzmacniają materiał. | Sztywniejsze w porównaniu do żelaza |
Korozja | Jest wysoko korozyjny na rdzę | Jest wysoce korozyjny |
Recykling | W 100% nadaje się do recyklingu | W 100% nadaje się do recyklingu |
Temperatura topnienia | 1535 ° C | 1370 ° C |
Aplikacje | Drogi, linie kolejowe, budownictwo, przybory kuchenne, urządzenia itp. | Drogi, linie kolejowe, inna infrastruktura, urządzenia, budynki, transport, lotnictwo itd |