Krótka historia i znaczenie stali – stal jest to doskonały materiał konstrukcyjny, który miał zdecydowanie duży wpływ na to, jak obecnie wygląd nasz świat. Mało kto zdaje sobie sprawę jak bardzo. Zmiany, jakie zapoczątkowało pojawienie się stali, dotyczyły bowiem nie tylko przemysłu i techniki, ale spowodowały również zmiany społeczne, które były wynikiem dużego postępu technicznego oraz gospodarczego.
Krótka historia stali
Stal nie była znana w starożytności, chociaż oglądając filmy historyczne, można by odnieść inne wrażenie. Prawda jest taka, że na przykład zbroje czy broń legionistów, nie były stalowe tylko żelazne. Żelazo ma zupełnie inne właściwości od stali i niestety jest w swojej formie czystej zdecydowanie mniej użyteczny od stali. Z tego to powodu między innymi, żelazo nie podbiło świata. Stal oczywiście była wykorzystywana, ale było jej mało i powstawała w sposób niekontrolowany, jako efekt najczęściej niezamierzonego działania. Nie wiedziano bowiem, co wpływa na to, że żelazo w wyniku wytopu w specyficznych warunkach zachowuje się inaczej oraz lepiej, niż nawet najczystsze żelazo. Jeszcze w średniowieczu na temat stali wiedziano niewiele, chociaż niektórzy badacze zaczęli zgłębiać ten temat. Dopiero wyodrębnienie się chemii, jako współczesnej nauki oraz prowadzone w jej ramach badania metalurgiczne, pozwoliły na to, aby dowiedzieć się, że właściwości żelaza poprawia dodanie do wytapianej stali niewielkiej ilości węgla. Niewielka ilość oznacza maksymalnie 2,11% wagowych. Do takiego stężenia węgla w żelazie mówimy o stopach, że są stalami. W dziewiętnastym wieku ludzkość nauczyła się na przemysłową skalę wytapiać i obrabiać stal. Dzięki temu materiał drogocenny i niedostępny zaczął być wykorzystywany powszechnie. Spowodowało to rozwój budownictwa, kolei żelaznej, żeglugi z wykorzystaniem bezpieczniejszych statków, a ostatecznie powstanie lotnictwa i pojazdów spalinowych. Wszystkie te rzeczy spowodowały ostatecznie upadek resztek systemu feudalnego, wielkie migracje ludności i mnóstwo nieodwracalnych zmian społecznych. Bez stali nie byłoby to możliwe.
Konstrukcje stalowe motorem napędowym zmian
Stal jest doskonałym materiałem konstrukcyjnym. Konstrukcje stalowe nalezą do jednych z najtrwalszych oraz najbezpieczniejszych. Stal ma dobry stosunek masy własnej do właściwości wytrzymałościowych, na szczególnym względzie mając kwestie wytrzymałości na rozciąganie oraz ściskanie. To głównie z tego powodu stal wykorzystywana jest do budowy budynków, maszyn, łodzi oraz innych pojazdów transportowych (pociągi, samochody i kiedyś samoloty). Stal, nawet jeżeli budynek nie jest konstrukcją stalową w stu procentach, występuje w nim między innymi w postaci zbrojenia. Beton oraz zbrojenie to kompozyt, nazywany potocznie żelbetem. Stal w tym kompozycie wzmacnia beton pod kątem wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie, dzięki czemu z wykorzystaniem betonu, możemy budować szybciej, więcej, wyżej oraz lepiej niż przed powstaniem stalowego zbrojenia. Kolej żelazna jest innego rodzaju stalową konstrukcją niż budynki czy maszyny, ale chyba dzięki niej zaszły największe zmiany na świecie. Przede wszystkim kolej umożliwiła przemieszczanie się dużych mas ludzkich w krótkim relatywnie czasie na duże odległości. To samo dotyczy przewozu towarów. Powstanie konstrukcji stalowej, którą potocznie nazywamy torami, była chyba największą rewolucją, jaka dokonała się w transporcie. Nawet powstanie lotnictwa, nie było tak istotną zmianą, jak kolej. Zanim kolej powstała transport lądowy odbywał się jedynie pieszo lub z wykorzystaniem zwierząt w formie powożenia wozami różnego rodzaju, lub jazdy wierzchowej. Jak warto wspomnieć na podróż zaprzęgiem lub konno nie każdego było stać, a ilość osób, jaką dało się przewieźć, była mocno limitowana. Kolej to była prawdziwa rewolucja.
Polecamy:
Konstrukcje stalowe w czasach dzisiejszych
Stal jest również obecnie stosowana jako materiał konstrukcyjny, choć niekoniecznie w tak dużych ilościach, jak w przeszłości. Konstrukcje czysto stalowe zdarzają się niezmiernie rzadko. Wynika to między innymi z tego faktu, że w międzyczasie nauczyliśmy się wytapiać i obrabiać takie metale jak aluminium oraz tytan. Materiały te, choć ogólnie są mniej wytrzymałe od stali, to mają lepszy stosunek wytrzymałości do wagi od stali. Z tego powodu niektóre konstrukcje stalowe pierwotnie, zaczęły być uzupełniane przez elementy aluminiowe oraz tytanowe. Są takie dziedziny, gdzie ze stali zrezygnowano niemal całkowicie i jest ona stosowana tylko tam, gdzie jest naprawdę niezbędna. Do takich należy przemysł lotniczy, w którym wytrzymałość stali przegrała z lekkością aluminium oraz tytanu.
Czy powyższe oznacza, że stal zostanie wyparta? Nic bardziej mylnego. Choć konstrukcje stalowe, a zwłaszcza te wykonane niemal w całości ze stali są coraz rzadsze, to stali wykorzystujemy coraz więcej. Stosowanie współczesnych programów inżynierskich, które umożliwiają zaawansowane modelowanie oraz dynamiczne przeprowadzanie symulacji, powoduje, że stal jest stosowana tam, gdzie jest to ekonomicznie uzasadnione oraz tam, gdzie z punktu widzenia właściwości nie da się jej zastąpić niczym innym.
