Stål

Väldigt höga hus kallas för skyskrapor. Skyskrapor har, ungefär som vi människor, ett slags skelett som håller upp alla våningarna. Men skyskrapans skelett utgörs inte av ben utan av ett annat material – stål. Vad är stål, och varför är det ett så användbart material? Stål är en blandning av olika ämnen – en legering.

En legering består alltid av minst en metall. Stål består alltid av metallen järn, och i stål finns alltid lite kol, en icke-metall. Mängden kol i stål, kolhalten, varierar mellan 0,15 och 2,0 procent. Kolhalten avgör stålets egenskaper. Hög kolhalt ger ett hårdare stål.

Det används för att tillverka många typer av skärande verktyg. Låg kolhalt ger ett stål som är mjukare och lättare att böja och forma utan att det går sönder. Stål med låg kolhalt är lätt att dra ut, pressa och svetsa: det är mer formbart. Av det stålet gör man ståltråd, plåt och balkar som man använder som skelett till broar och hus. Huvudingrediensen i stål, metallen järn, blir brun och faller sönder när den kommer i kontakt med syre och vatten: den rostar.

För att undvika att stål rostar och blir oanvändbart tillsätter man metallen krom. Krom skapar en skyddande yta på stålet. Då får man rostfritt stål. Av det gör man till exempel spisar, kastruller och bestick. Läkemedels- och livsmedelsindustrin använder rostfritt stål eftersom de behöver ett material som inte förorenar medicin eller mat.

För att få fram ett stål som tål höga temperaturer tillsätter man metallen volfram, eller tungsten. Ett sådant stål används till skär- och borrverktyg, som ofta blir väldigt varma. Järn, som är huvudkomponenten i stål, är magnetiskt. Men om det behövs ett stål med ännu bättre magnetiska egenskaper, blandar man i metallen kobolt. Stål som innehåller kobolt passar därför bra till att göra magneter.

Ibland vill man ha ett stål som är segt och formbart men också hårt och slitstarkt. För att få det, hettar man upp stålet till en temperatur mellan 750 och 950 grader Celsius. Då blandar sig kolet jämnare med järnet i stålet. Sedan kyler man snabbt ner stålet i vatten eller olja. Då får man ett hårdare stål.

Det här processen kallas att härda stålet. Den snabba nedkylningen gör att vissa områden drar ihop sig snabbare än andra. Det skapar spänningar i stålet: värmespänningar. Stålet blir sprött. Så det värms upp igen, men till en lite lägre temperatur: mellan 150 och 650 grader Celsius.

Stålet anlöps. Då kan järnet och kolet i stålet flytta på sig lite grann, så att spänningarna i stålet försvinner. Nu är stålet hårt och hållbart, samtidigt som det är segt. Slitstarkt stål, som också är elastiskt, tål att böjas av krafter som starka vindar. Så det är ett perfekt material för att bygga väldigt höga hus.

Som skyskrapor.