Acier

Bien que le fer soit seulement devenu largement disponible et possible pendant la période industrielle, il a été dans l'utilisation pour les milléniums. Les petits articles faits du fer, datant d'environ 4000 B.C., ont été faits en Egypte et Sumer. Le fer utilisé pour ceux-ci est probablement venu des météorites, qui ont rendu le métal significatif aux gens anciens. Pendant le 3ème millénium B.C., smelted le fer est entré de l'utilisation, surtout pour les armes, à travers l'Egypte, Mésopotamie et le Meditteranean et environ 1200 B.C. il semble avoir remplacé du bronze comme le métal essentiellement utilisé, bien que ce processus ait pris plus de temps en Egypte, peut-être à cause de la disponibilité de métaux alternatifs là. C'était du fer forgé, un métal de-carbone-bas, malléable qui était soigneux pour obtenir, en brûlant le fer et le charbon de bois pour former l'éclat, une mixture spongieuse dont la cendre et les impuretés ont dû être enlevés en battant et en se pliant. Les développement dans le travail de fer ont continué autour du globe pendant quelques siècles derniers B.C. et dans les âges mûrs. Dans la Chine, l'ensemble des acteurs et le fer forgé ont été combinés pour faire de l'acier et le fer était aussi puddled - versé dans les dépressions et a remué - pour enlever du carbone, plutôt que le processus de bloomery assommant. En Inde, l'acier de creuset était déjà fait, en chauffant du fer forgé, du charbon de bois et un verre pour faire fondre le fer, en le faisant absorber du carbone. Le Moyen-Orient a aussi produit des armes de haute qualité de l'acier.

Pourtant, les métallurgistes européens partout dans les Âges mûrs ont continué à développer bloomeries, en construisant de grandes chaudières dont le soufflet et les marteaux ont été actionnés par les roues d'eau. La fonte produite a été utilisée surtout pour les boulets de canon. Bien que les haut-fourneaux, les chaudières verticales dans lesquelles l'air chaud et le fer ont été présentés que permis des crasses à être siphonnées latéralement, aient été faits au douzième siècle en Suède, ils sont seulement entrés du jeu en Angleterre dans 1496, à la commission de Henry VII . Dans les deux décades prochaines, l'Angleterre est vite devenue un chef dans la production en fer; le canon anglais a été considéré supérieur à ceux a fait ailleurs. Dans 1619 ironmaker néerlandais a découvert que le fer anglais a contenu du calcium, probablement comme le résidu de grands dépôts de calcaire. Pourtant, le meilleur minerai de fer, avec la moindre partie de contenu de phosphore, devait être trouvé en Suède.

Pendant ce temps, beaucoup de méthodes pour traiter le minerai dans l'acier ont été expérimentées avec à l'époque. au début du 17ème siècle, la cémentation a été utilisée pour carburer du fer forgé : le fer a été emballé dans les boîtes en pierre avec le charbon de bois et a chauffé depuis plusieurs jours jusqu'à ce que le fer ait absorbé le carbone. La rareté de charbon de bois a mené Abraham Darby au fer senti avec le coke à Coalbrookdale, bien que le processus ait produit du charbon seulement inférieur jusqu'à ce qu'il ait été raffiné par le fils de Darby. Avec John Wilkinson, son petit-fils a construit le Pont En fer Staffordshire, le premier dans le monde. Wilkinson a aussi fait breveter une foreuse qui a rendu des trous précis dans la fonte, convenable pour le canon ou les valves dans un moteur à vapeur. Connu comme "grand staffordshire ironmaster", Wilkinson a fait la première péniche en fer aussi bien que les composantes en fer du système de système hydraulique Parisien. En 1783, Henry Cort a revisité le "fait de rouler et puddling" le processus de décarburer le fer et au cours des années 1740, Benjamin Huntsman a appliqué le processus d'acier de creuset. Pendant que ce fort acier produit, il consommait temps et a produit de petites quantités de produit et donc est resté trop cher pour l'utilisation sur une grande échelle.

Ce problème a été résolu par Henry Bessemer de Sheffield, en 1855, avec son achat du brevet de Guillaume Kelly pour et de l'introduction du convertisseur Bessemer. Ici, le métal en gueuse fondu a été chauffé dans un grand creuset pendant qu'un brouillon aérien chaud a décapé le carbone au chalumeau. La chaleur émise par cette combustion garderait le fer de plus en plus pur fondu jusqu'à ce que la quantité désirée de carbone soit sortie la mixture comme le dioxyde de carbone. Ce processus était réussi, mais a été finalement surmonté. Quand monsieur Guillaume Siemens a inventé la chaudière régénératrice (celui dans lesquelles les briques dans la chambre où puddling survenait l'air entrant chauffé) en 1867, il l'a autorisé à Pierre et à Emile Martin. La paire a créé le processus de foyer ouvert, qui a permis au contenu de carbone d'être mesuré et pour le processus de puddling à être utilisé à efficacement et décarburer avec précision le fer à l'acier. Le processus a été amélioré toujours davantage quand Percy Carlyle Gilchrist et Sidney Gilchrist Thomas ont doublé des convertisseurs avec le calcaire pour enlever le soufre et le phosphore (qui a formé des enceintes insolubles avec le calcaire), en le faisant possible d'utiliser les minerais contenant ces impuretés pour la production profitable d'acier.

L'acier posesses les propriétés qui l'ont fait le médium essentiel pour construire l'infrastructure de la Révolution Industrielle. À un niveau moléculaire, les propriétés métalliques de fer le rendent possible et résistant à la tension, pendant que la quantité intermédiaire de carbone ajouté à l'acier prévient les atomes en fer metallically-bonded, qui existent essentiellement comme les nucléus dans une mer d'électrons, glisser l'un devant l'autre et tourner le métal. Cette combinaison fait de l'acier un fort l'enceinte encore possible, sans être aussi cassante comme la fonte, ni aussi mou que le métal en gueuse. Bien qu'aux temps modernes une variété d'autres processus soit utilisée pour contrôler du carbone contentent et maximisent ces qualités, la capacité de produire les grandes quantités de métal durable, malléable était intergral à l'augmentation de production industrielle.

Le paysage physique de la période a été construit grandement de l'acier. Les machines, qui ont automatisé la production de tout du fil à finalement l'acier lui-même ont été construites sur les charpentes de cette enceinte. Le système de cage d'acier innovateur de George Fuller pour les bâtiments, qui ont impliqué un cadre unifié d'acier pour soutenir le poids de grands bâtiments, a créé les usines à plusieurs étages qui ont logé ces machines aussi bien que les gratte-ciel dans les villes qui les ont entourés et les trains et les empreintes qui ont apporté aux gens là.

Sources :

“Steel Alloys and their Classifications.” December 2 2005 . < http://www.ae.msstate.edu/vlsm/materials/alloys/steel.htm >