Miten raudasta muodostetaan terästä?
Teräs
Teräs on yleisnimi kaikille rautavaltaisille metalliseoksille, joita voidaan muokata valssaamalla tai takomalla. Suppeammassa mielessä teräksellä tarkoitetaan rautaseosta, jonka hiilipitoisuus on välillä 0,05–2,11 %. Tällainen teräs voidaan karkaista. Nykyään sanotaan kuitenkin usein teräkseksi kaikkia rautaseoksia, joissa on alle 1,7 % hiiltä ja joita sen vuoksi voidaan takoa. Yli 2,11 % hiiltä sisältävät rautaseokset ovat valurautaa. Varsinkin aikaisemmin erotettiin teräksistä myös alle 0,05 % hiiltä sisältävät seokset omaksi ryhmäkseen, jota sanottiin tako- eli kankiraudaksi tai meltoraudaksi.
Ilmeniitti
Kaikissa teollisissa prosesseissa käytetään hyväksi kolmiarvoisen raudan pelkistämistä hiilen tai vedyn avulla, jota ennen ilmeniittiä yleensä aktivoidaan hapettamalla. Pelkistämisolosuhteista riippuen syntyy joko kaksiarvoista rautaa ilmeniitin kidehilaan tai rautametallia. Kaksiarvoinen rauta voidaan poistaa heikoilla hapoilla. Rautametallin poistoon on kehitetty useita mekaanisia erottelumenetelmiä ja kemiallisia prosesseja. Ruostuminen
Rautaa löytyy luonnossa hematiitista rautaoksidina, ja puhdas rauta pyrkii palautumaan samaan muotoon. Ruosteen muodostuminen voidaan jakaa kolmeen osaan: rauta(II)-ionien muodostumiseen, hydroksidi-ionien muodostumiseen ja niiden molempien sekä hapen reaktioon, jossa ruoste muodostuu. Rauta
Ennen masuunin keksimistä rautaa valmistettiin suorapelkistämällä malmia puuhiilen avulla. Suorapelkistyksessä uunin lämpötila ei kohonnut raudan sulamispisteeseen saakka, vaan pelkistyminen tapahtui kiinteässä tilassa. Tällöin vain pieni osa hiilestä sitoutui rautaan, ja tuloksena oli pehmeää kanki- eli takorautaa. Jo vanhalla ajalla takoraudasta osattiin valmistaa myös terästä hehkuttamalla sitä hiilikerrosten välissä ilmalta suojassa. Teräksen etuna takorautaan verrattuna oli, että se voitiin karkaista. Teräs oli kuitenkin paljon kalliimpaa kuin takorauta, minkä vuoksi sen käyttö oli varsin rajallista. Särmäys
Metallilevy taivutetaan ylä- ja alaterän välissä hydrauliikan tai paineilman voimalla. 
Särmäyksessä metallilevy taivutetaan yleisesti kylmänä. Vain poikkeustapauksissa levyä lämmitetään taivuttamisen helpottamiseksi. Tällöin kyseessä voi olla esimerkiksi todella paksu materiaali, joita käytetään esimerkiksi telakoilla. Ruostumaton teräs
Austeniittiset ruostumattomat teräkset ovat hyvin muovattavia, sitkeitä matalissa lämpötiloissa, hyvin hitsattavia ja lujuutensa säilyttäviä korkeissa lämpötiloissa. Austeniittisilla teräksillä ei ole iskusitkeyden transitiolämpötilaa, vaan ne säilyttävät korkean iskusitkeyden vielä −196 °C:n lämpötilassa. Painelaite- ja rakenneputkia valmistetaan teräsnauhoista hitsaamalla. Yleisimmin putket valmistetaan TIG- ja LASER-hitsausmenetelmillä ilman lisäainetta. Austeniittiset teräkset eivät ole lämpökäsiteltynä magneettisia, siksi ne voi erottaa ferriittisistä teräksistä magneetilla kokeilemalla. Metastabiili austeniitti säilyy huoneenlämpötilaan asti siihen liuenneiden seosaineiden ansiosta. Skalpelli
Skalpelli on yleensä vaihtoteräinen, jolloin skalpelli koostuu varresta sekä vaihdettavasta terästä. 
Kirurgisessa käytössä terä vaihdetaan joka leikkauksen jälkeen (vaikka tehtäisiin vain pieni viilto). 
Itse terä koostuu useimmiten runsashiilisestä hiiliteräksestä, johon on voitu sekoittaa titaania, keraamia ja muita terän ominaisuuksiin vaikuttavia aineita. Rautakatastrofi
Mineraalien uskotaan alussa jakautuneen varhaiseen maankuoreen tasaisesti. Vähitellen törmäysten ja radioaktiivisten materiaalien tuottama lämpö kasvoi riittävästi, että protoplaneetan kuori muuttui nestemäiseksi mahdollistaen mineraalien erottumisen. Tämän seurauksena raskaammat alkuaineet, kuten rauta (Fe) ja nikkeli (Ni), vajosivat sulan massan läpi muodostamaan Maan ytimen. Vastaavasti kevyempi, muun muassa piitä (Si) ja happea (O) sisältänyt aines erottui massan pintakerroksiin. NiFe-yhdisteiden vajoamisessa vapautunut potentiaalienergia kuumensi planeettaa merkittävästi entisestään. Pinta suli silikaattimereksi, josta varhaiset mantereet aikanaan muodostuivat. Teräs
Ruostumaton teräs sisältää alle 1,20 % hiiltä ja yli 12 % kromia. Tyypillinen austeniittisen ruostumattoman teräksen koostumus on max. 0,07 % C, 18 % Cr ja 8 % Ni. Kromiseostuksen ansiosta teräksen pinta passivoituu ilmassa eli pinnalle muodostuu kromioksidikalvo, joka suojaa terästä syöpymiseltä eli korroosiolta. Oksidikalvo kykenee myös korjautumaan hapettavassa liuoksessa ja ilmassa itsestään, jos suojakerrokseen on syntynyt käytössä esimerkiksi naarmuja. Teräs
α-ferriitti on raudan tilakeskeinen kuutiollinen (tkk, "engl. BCC") kiderakenne, joka on vakaimmillaan huoneenlämmössä. Ferriittiset ja martensiittiset teräkset ovat ferromagneettisia kukin koostumukselleen ominaisen Curie-lämpötilansa alapuolella. Korkeissa lämpötiloissa esiintyvä (niin ikään tkk-hilainen) δ-ferriitti voi jäädä huoneenlämpötilassa pysyväksi, alijäähtyneeksi rakenteeksi runsaasti seostetuilla teräksillä. Teräspiirros
Teräspiirros tai teräskaiverrus on syväpainomenetelmä, jossa piirroksen aihe on kaiverrettu teräslevylle. Menetelmä on hyvin samankaltainen kuparikaiverrus-menetelmän kanssa. Teräspiirrokseksi voidaan kutsua myös menetelmällä tehtyä vedosta. Menetelmä on harvinainen ja vaativa, mutta sitä on käytetty erityisesti seteleiden ja postimerkkien painamisessa. Luonnotar
Luonnottaret luovat raudan valuttamalla sen nisistään. Kankirauta
Kankirauta on historiallinen nimitys varhaiselle raudan (teräksen) kankimaiselle kauppamuodolle ennen terästen valmistusmenetelmien kehittymistä 1800-luvulla. Kankirautaa valmistetaan mellottamalla eli vuoron perään kuumentamalla ahjossa ja takomalla masuunista saatua kovaa ja haurasta takkirautaa. Saatu lopputulos on sitkeämpää ja soveltuu esineiden valmistamiseen. Takomisen raskauden vuoksi jo keskiajan lopulla keksittiin vesivoimalla toimiva kankivasara. Rauta
Rauta tunnettiin jo esihistoriallisena aikana. Vanhimmat todisteet sen käytöstä ovat Sumerista ja Egyptistä noin 4000 ennen ajanlaskun alkua. Silloin raudasta tehtiin pääasiassa keihään kärkiä tai muita suhteellisen pieniä esineitä, koska rautaa kerättiin meteoriittien jäännöksistä, jotka ovat varsin harvinaisia. Yleiseksi sen käyttö tuli kuitenkin sen jälkeen, kun sitä ensin Lähi-idässä noin 1400 eaa. ja myöhemmin muuallakin opittiin valmistamaan pelkistämällä oksidimalmeista. Tällöin pronssikausi päättyi ja alkoi rautakausi. Organorautayhdisteet
Rauta muodostaa organometalliyhdisteitä hapetusluvuilla -II–+IV. Yksinkertaiset dialkyyli- tai trialkyylirautayhdisteet, joissa on raudan ja hiilen välinen σ-sidos, ovat hyvin epästabiileja johtuen niiden taipumuksesta muodostaa alkeeneja β-eliminaatiolla. Nämä johdannaiset ovat stabiileja lähinnä silloin, kun alkyyliryhmä on hyvin steerisesti estynyt kuten norbornyyliryhmä tetrakis(norbornyyli)rauta(IV):ssä. Lisäksi yhdisteitä stabiloivat muut π-orbitaalin kautta rautaan sitoutuvat ligandit, kuten alkeenit, erityisesti dieenit ja allyyliset alkeenit, karbonyylit ja fosfiinit. Aromaattisista raudan organometalliyhdisteistä tunnetaan bis(bentsyyli)rauta, mutta se on hyvin reaktiivinen. Tunnetaan myös organometalliyhdisteitä, joissa rauta on sitoutunut myös johonkin muuhun metalliin kuten LiFeMe ja KFeR. Ruostuminen
Ruostumisella tarkoitetaan raudan, käytännössä useimmiten teräksen, korroosiota. Ruoste on ainetta, joka muodostuu rauta-atomien hapettuessa veden ja hapen vaikutuksesta. Se on seos rautaoksideja ja hydroksideja. Valurauta
Valuraudan valmistus on monivaiheinen prosessi, jossa ei-toivotut, materiaalia haurastavien aineiden kuten rikki- ja fosforipitoisuudet pyritään saamaan mahdollisimman pieniksi. Hiili- ja piipitoisuudet lasketaan halutulle tasolle (tavallisimmin 2,4–3,5 % hiiltä, 1–3 % piille), jonka jälkeen sula rauta valetaan muottiin, jossa se jähmettyy lopulliseen muotoonsa. Toisin kuin terästä, valurautaa ei sen kiinteän sulamispisteen vuoksi voida takoa, vaan sitä voidaan yleensä muovata vain valamalla, mistä se on nimensäkin saanut. Rauta(II)fluoridi
Vedetöntä rauta(II)fluoridia valmistetaan kuivan kaasumaisen vetyfluoridin ja raudan tai rautasuolojen kuten rauta(II)kloridin tai rauta(II)sulfaatin välisellä reaktiolla. Sitä voidaan myös valmistaa pelkistämällä rauta(III)fluoridia tai kuumentamalla rauta(II)oksalaatin ja ammoniumfluoridin seosta. Kidevedellistä yhdistettä voidaan valmistaa liuottamalla rautaa vetyfluoridin vesiliuokseen. Damaskiteräs
Damaskiteräs on juovikas teräslaji, joka kehitettiin Lähi-Idässä miekkojen ja veitsien valmistamiseen. Damaskiteräksen nimi tulee Damaskoksen kaupungista Syyriasta. Nykyään damaskiteräs valmistetaan ahjohitsaamalla kerroksittain kahta eri väristä teräslajia. Kun yhteen hitsatut teräslevyt taotaan ohuemmaksi, katkaistaan ja hitsataan uudelleen päällekkäin riittävän monta kertaa, saadaan aikaan tälle teräkselle ominainen aaltoileva kuviointi. Damaskiteräksen alkuperäinen valmistusmenetelmä tuotti teräkselle kuvioinnin lisäksi myös erinomaiset sitkeys- ja terävyysominaisuudet, mutta riittävän tarkkoja tietoja tarvittavista materiaaleista ja työvaiheista ei ole säilynyt nykyaikaan. Elijärven kaivos
Kemin kaivoksen tehtävänä pitkässä tuotantoketjussa kromimalmista ruostumattomaksi teräkseksi on tuottaa kromimalmista tehtyjä kromirikasteita Torniossa sijaitsevan ferrokromitehtaan raaka-aineeksi ferrokromin valmistusta varten. Kromi tekee teräksen seosaineena Outokummun Tornion terästehtaalla valmistettavasta teräksestä ruostumatonta. Taonta
Taonta on eräs vanhimmista tunnetuista metallin työstömenetelmistä. Perinteisesti sepät ovat harjoittaneet taontaa käyttäen ensisijaisina työkaluina pajavasaraa ja alasinta. Metallin kuumentamiseen on puolestaan käytetty ahjoa, joka lämmitetään joko kivi- tai puuhiilellä. Vesivoimaa hyödyntäviä sepänpajoja alettiin rakentaa keskiajalla 1100-luvulla. Nykyisin käsityösepät käyttävät hiiliahjon lisäksi myös sähkö- ja kaasukäyttöisiä ahjoja. Rauta(II)kloridi
Kidevedetöntä rauta(II)kloridia voidaan valmistaa pelkistämällä rauta(III)kloridia vedyn avulla. Toinen tapa on kuumentaa metallista rautaa 700 °C:n lämpötilaan vetykloridivirrassa. Tetrahydraattia voidaan valmistaa liuottamalla rautaa laimeaan vetykloridiliuokseen. Takkirauta
Menetelmän takkiraudan tuottamiseksi kehitti englantilainen Abraham Darby I(1678–1717). 
Aikoinaan takkirauta laskettiin masuunista muotteihin ja valettiin rautaharkoiksi ("harkkorauta"), jotka sitten toimitettiin terästehtaalle ja sulatettiin ennen mellotusta. Nykyään lähes kaikki terästehtaat toimivat rautatehdas–terästehdas-kombinaatteina: takkirauta lasketaan masuunista sulana suoraan konvertteriin, jossa se konvertoidaan teräkseksi. Natriumsyanidi
Natriumsyanidia käytetään mm. teräksen pintakarkaisussa. Vähähiilistä terästä pidetään austeniittialueella 900–950 °C hiiletyslämpötilassa sulassa seoksessa, jossa on natriumsyanidin lisäksi 0,7 % hiiltä. Hiili imeytyy raudan atomihilan välisijoihin n. 0,1 mm tunnissa. Kun kappale on hiilettynyt haluttuun syvyyteen, kappale karkaistaan normaalisti kuten seostamaton 0,7 % hiiliteräs. Johtuen suhteellisen ohuesta kovasta pinnasta, terä voidaan jättää erittäin kovaksi (Saavutettava maksimikovuus on noin 59…63 HRC). Tällä menetelmällä valmistetaan mm. ruohonleikkurin teriä. Kun terä teroitetaan vain toiselta sivultaan, sen rakenne tulee hieman vastaavaksi kuin jyrsijän hammas. Terä teroittuu siis itsestään nurmikkoa leikatessa. Masuuni
Sula rauta kuljetetaan junakuljetuksena rikinpoiston kautta terässulatolle ja panostetaan yhdessä seosaineiden ja teräsromun kanssa konvertteriin, jossa se hapetetaan teräkseksi. Nykyaikaiset masuunit voivat tuottaa jopa 10 000 tonnia rautaa vuorokaudessa. Säänkestävä teräs
Säänkestävä teräs eli corten-teräs on kuparilla, kromilla, nikkelillä ja fosforilla niukasti seostettu teräslaatu, jonka pinnalle muodostuu ulkoilmassa hapen ja kosteuden vaikutuksesta oksidikerros. Pintaan muodostuva tiivis oksidikerros estää korroosion jatkumisen syvemmälle. Teräs
Bessemer-konvertteri sopi hyvin Englannin vähäfosforiseen rautaan, mutta keskieurooppalaisesta rautamalmista saatu raakarauta sisältää usein runsaasti fosforia ja rikkiä. Tämäntyyppinen rauta ei soveltunut käytettäväksi Bessemerin ja Siemens-Martinin prosesseissa, joissa konvertteri tai uuni on vuorattu happamalla, piipitoisella, materiaalilla. Englantilaiset metallurgit Percy Gilchrist ja Sydney Thomas keksivät Thomas-Gilchristin menetelmän, jossa Bessemer-konvertteri vuorataan emäksisellä dolomiitilla. Näin panokseen voitiin lisätä kalkkikiveä, joka absorboi fosforin ja rikin. Teräksen ohella tuloksena on tuomaskuonaa, joka on erinomainen lannoite. Rengastus
Renkaita valmistetaan sekä alumiinista että teräksestä. Teräsrenkaita käytetään linnuille, jotka viettävät elämänsä suolaisessa merivedessä tai louhikkoisessa maastossa. Viime vuosina on siirrytty teräksen käyttöön myös vahvanokkaisilla varislinnuilla. Renkaita on Suomessa nykyisin 36 eri tyyppistä ja läpimittoja on 26 kokoa.
Rengas on avoin, ja se puristetaan pihdeillä linnun jalkaan varpaiden yläpuolelle eli jalkapöydän ympärille. Eri lintulajeille käytetään eri kokoisia renkaita, jolloin rengas istuu hyvin, ei purista jalkaa, mutta pääsee silti vapaasti liikkumaan. Rengas painaa suhteessa linnun ruumiinpainoon suunnilleen saman verran kuin rannekello aikuisen ihmisen ranteessa. Masuuni
Masuuni on rauta- ja terästeollisuuden käyttämä kemiallinen reaktori, jossa rautamalmin sisältämät rautaoksidit pelkistetään metalliseksi raudaksi hiilen ja hiilimonoksidin avulla. Masuunissa tapahtuva reaktio on seuraava: Mora-puukko
Vanhemmissa Mora-puukoissa on käytetty laminoitua terää, joka on tehty kolmesta eri liuskasta. Rakenteen etuna on muun muassa terän ytimen parempi kestävyys katkeamista vastaan. Terä kestää katkeamatta pientä taivutustakin. Keskimmäisenä olevan karkaistun ja sitkeän teräksen ansiosta puukkoa voi käyttää pehmeämpien metallien, muun muassa meltoraudan, käsittelyyn. Alkuperäinen Mora-puukko tehtiin ahjoteräksestä (kankirautaa ahjossa hiilestämällä saadusta teräksestä). Nykyään suurin osa Morista tehdään yhdestä teräslaadusta: joko hiiliteräksestä tai ruostumattomasta teräksestä. Teräsmies
Teräsmies syntyi Krypton-planeetalla ja sai vanhemmiltaan Jor-Eliltä ja Laralta nimen Kal-El. Jor-El, yksi planeetan johtavia tiedemiehiä, sai selville, että Krypton-planeettaa uhkasi ketjureaktio, joka veisi planeetan väistämättömään tuhoon. Juuri ennen planeetan räjähtämistä Kal-El lähetettiin vauvana turvaan Maahan. Teräs
Päästöksi sanotaan karkaisun jälkeistä lämpökäsittelyä, jossa teräs lämmitetään johonkin lämpötilaan, pidetään lämpötilassa ja jäähdytetään hitaasti. Päästölämpötilat vaihtelevat 200–700 °C. Nuorrutukseksi sanotaan lämpökäsittelyä, jossa karkaisun jälkeen suoritetaan päästö korkeassa lämpötilassa (> 450 °C). Nuorrutettu teräs on lujaa ja sitkeää. Työntöalus
Rautaruukki Oy ostaa Ruotsista rautamalmia, joka tuodaan meritse jauhemaisena rikasteena Raahen ja Koverharin terästehtaille Suomeen. Perillä aine sintrataan kiinteiksi kappaleiksi, jotka ladataan masuuniin yhdessä kalkkikiven ja koksin kanssa, jolloin siitä tulee rautaa. Teräs
Henri Moissan keksi 1887 sähköllä toimivan valokaariuunin. Alumiinin valmistuksen keksijä Paul Herouit kehitti 1902 kaupallisesti kannattavan sähköteräsmenetelmän. Siinä raaka-aineena käytetään rautaromua. Metallipanoksen ja kahden suuren hiilielektrodin välille synnytetään valokaari, jonka synnyttämä lämpö sulattaa metallin. Samalla anodi murenee uuniin, jossa vallitsee noin 2 000 °C:n lämpötila. Se pelkistää ruosteen metalliseksi raudaksi. Saatava teräs on hyvin puhdasta ja korkealaatuista, sillä se ei joudu kosketukseen palamiskaasujen kanssa. Panokseen voidaan lisätä rautamalmia teräksen ominaisuuksien muuttamiseksi, ja kalkkikiven lisäämisellä voidaan poistaa epäpuhtaudet. Kaivannaistoiminta
Ylivoimaisesti tärkein teollisuuden metalli on rauta, jonka osuus kaikista louhituista ja jalostetuista metalleista on 95 %. Se on myös halvin metalli, jota käytetään. Rauta on maankuoren yleisimpiä alkuaineita. Sen hinta määräytyy pääasiassa louhinnan ja kuljetuksen aiheuttamista kustannuksista. Eniten rautamalmia on vanhassa ja kuluneessa kallioperässä, missä sitä tavallisesti louhitaan avolouhoksissa. Parhaimmillaan malmeissa on rautaa yli 50 prosenttia. Merkittävimpiä rautamalmintuottajamaita ovat Kiina, Brasilia, Venäjä, Ukraina sekä Australia. Kivihiilen avulla pelkistämällä valmistetaan terästä. Terästeollisuudessa hiilen kulutus on erittäin suurta, minkä seurauksena edullisimmat rautamalmin esiintymät ovat kivihiiliesiintymien läheisyydessä, esimerkiksi Ukrainan itäosassa Donetsin laakiolla sekä Koillis-Yhdysvalloissa. Suurimmat teräksentuottajamaat ovat Kiina, Japani, Venäjä ja Yhdysvallat, mutta 1980-luvulla lähtien kehitysmaiden, esimerkiksi Brasilian, Intian ja Korean tasavallan terästeollisuus on kehittynyt erittäin voimakkaasti. Koska kehitysmaiden teräs on halpaa, on se aiheuttanut hankaluuksia rikkaiden teollisuusmaiden teräsyhtiöille. Viime vuosina teräksen kulutus maailmalla on laskenut ja sitä on pyritty korvaamaan muilla aineilla. Suuri harppaus
Kommunistisen puolueen johtohahmot eivät kuitenkaan ymmärtäneet aluksi, että pienoismasuuneilla ei suinkaan voitu tuottaa terästä, vaan raakarautaa. Jotta raakaraudasta olisi saatu terästä, olisi siitä täytynyt poistaa hiiltä erillisessä mellotusprosessissa. Useimmiten takapihoille perustetuissa pienoismasuuneissa tuotettujen rautaharkkojen laatu oli erittäin huono. Vaikka vuonna 1958 Kiina tuottikin huomattavasti enemmän terästä kuin aiemmin (10,7 miljoonaa tonnia), oli 3 miljoonaa tonnia tuotetusta määrästä käyttökelvotonta. Lähes kaikki jäljelle jäänyt teräs oli tuotettu jo harppausta edeltäneissä oikeissa terästehtaissa. Pienosmasuuneissa tuotetusta teräksestä alle kolmannes oli käyttökelpoista ja senkin valmistaminen tuli kalliimmaksi kuin tehdastuotanto. Hävitettyjen työkalujen ja astioiden tilalle kotitekoisesta teräksestä valmistetut uudet esineet olivat usein käyttökelvottomia teräksen huonon laadun vuoksi. Maatalouden tarpeisiin jouduttiin sen vuoksi valmistamaan puisia työkaluja ja koneita. Pienoismasuuneista luovuttiin keväällä 1959. Teräskennolevy
Teräskennolevyä valmistetaan liittämällä ydin pintalevyihin esimerkiksi laser- tai vastushitsaamalla, liimaamalla tai mekaanisesti. Teräskennolevyt voidaan jakaa ytimen rakenteen perusteella jatkuvaan korrugoituytimiseen kennoon, yksittäisillä profiileilla (kuten C-, I-, O-, U-, V-, X- ja Z-tyypin kennot) tai putkipalkeilla jäykistettyyn kennoon ja niin sanottuun kalottikennoon, joissa ydin muodostuu pintalevyyn muovatuista ulokkeista. Rakenteen valinta riippuu käyttötarkoituksesta; esimerkiksi I-tyypin kenno on lujuus-painosuhteeltaan V-tyypin kennoa edullisempi, mutta ohutseinämäisen I-kennon valmistus teollisuusmittakaavassa on korkean tarkkuusvaatimuksen vuoksi erittäin vaativa prosessi. Ruostumaton teräs
Eräänä ruostumattoman teräksen keksijänä tunnetaan englantilainen Harry Brearley, joka kokeillessaan erilaisia seoksia havaitsi vuonna 1912 kromirautaseosten olevan ruostumattomia. Teräksentuottaja Friedrich Krupp sai vuonna 1912 patentin ”korkean korroosionkestävyyden omaaville” austeniittisille CrNi-teräksille. Ruostumaton teräs
Lämpökäsittelyn tai hitsauksen jälkeen tapahtuvassa hitaassa jäähtymisessä korkeahiilisissä (yli 0,05 % C) teräslajeissa voi raerajoille erkautua kromikarbideja synnyttäen ympärilleen kromiköyhän vyöhykkeen. Ilmiötä kutsutaan teräksen herkistymiseksi. Herkistyneet kromista köyhtyneet raerajat syöpyvät selektiivisesti happoliuoksissa. Teräkseen seostetaan titaania tai niobia hiilen sitomiseksi ja siten herkistymiseen johtavien raerajakarbidien synnyn ehkäisemiseksi. Parannettuun raerajakorroosionkestävyyteen päästään myös alemmalla hiilipitoisuudella (max 0,030 %). Tulenteko
Iskemällä kahta kappaletta kuten tuluksia toisiaan vasten saadaan synnytettyä kipinä, joka saa taulan kytemään. Tuluksina on käytetty usein runsashiilisestä teräksestä tauottua tulusrautaa sekä piikiveä tai kvartsia. Nykyisin retkeilijät käyttävät teollisesti valmistettuja magnesiumpuikkoja. Taula voidaan valmistaa monenlaisesta materiaalista. Suomessa taula on valmistettu usein taulakäävästä. Amerikoissa ja Keski-Euroopassa tuluksina käytettiin usein hiillettyä lumppua eli pellavakangasta. Rautaoksidi
Rautaoksidit ovat raudan ja hapen yhdisteitä. Niitä on useita erilaisia. Ne samoin kuin rautahydroksidit ovat luonnossa yleisiä mineraaleja, ja niistä koostuvat myös rautamalmit. Niitä syntyy myös raudan ruostuessa. Vesi nopeuttaa hapettumista huomattavasti. Rautaoksideja on myös mahdollista valmistaa nopeasti elektrolyysillä. Kuivatislaus
Teollisuudessa kuivatislataan muun muassa puuta, kivi- ja ruskohiiltä, turvetta ja hartsia. Puun kuivatislausta ovat muun muassa miilunpoltto ja tervanpoltto. Puun kuivatislauksessa eli puunhiillossa saadaan muun muassa tervaa, etikkahappoa, metanolia, asetonia ja tärpättiä. Kivihiilen kuivatislauksessa saadaan valokaasua, koksia, ammoniakkia, raakaa bentseeniä sekä kivihiilitervaa. Tervanpoltto on eräs kuivatislauksen perinteinen sovellus. Nykyaikainen rauta- ja terästeollisuus sai alkunsa vasta Abraham Darby I:n kehitettyä 1709 kivihiilen pyrolyysin, jolla saatiin masuunin raaka-aineeksi kelpaavaa koksia. Toinen teollinen vallankumous
Ensimmäinen teollinen vallankumous oli jo tuottanut uusia menetelmiä raudan tuotantoon, kuten koksin käyttämisen puuhiilen sijaan. Tuotantomäärät olivat kasvaneet, mutta raudan eri seosaineiden ja kiderakenteen merkitystä ei ymmärretty. Tuotettu rauta oli joko korkean hiilipitoisuuden vuoksi kovaa ja haurasta, valuraudan tyyppistä tai sen hiilipitoisuus oli mellotuksella saatu pieneksi, jolloin rauta oli suhteellisen pehmeää ja taipuisaa. Lujaa ja sitkeää, teräksen kaltaista rautaa saatiin aikaan varsin työläästi kuumentamalla takorautaa ja takomalla sitä vesi- tai höyryvasaroilla niin, että hiilipitoisuus saatiin sopivaksi. Teräsbetoni
Teräsbetoni on rakennusmateriaali, jossa teräskehikon päälle valetaan betoni. Teräsbetonirakenteet on suunniteltu siten, että betoni ja raudoitus toimimalla yhdessä kestävät betoniin kohdistuvat rasitukset. Kovettunut betoni kestää yksistään hyvin puristusvoimia, mutta vetorasitusta vain kymmenesosan siitä. Tätä heikkoutta pystytään korjaamaan teräksen paremmilla jousto-ominaisuuksilla. Teräs ja betoni ovat lämpölaajenemisominaisuuksiltaan hyvin lähellä toisiaan, jolloin lämpötilanmuutokset eivät aiheuta teräsbetonirakenteisiin suurta sisäistä painetta. Synty (mytologia)
Eräässä tarinassa Ukko ylijumala hieroo käsiään. Tästä syntyy kolme neitoa, jotka kerrotaan myös luonnottariksi. Rauta on syntynyt näiden neitojen rinnoissa. Yksi lypsi mustan maidon, toinen valkean, kolmas punaisen; näistä syntyivät erityyppiset raudat. Raudat valuivat maahan, mutta maan pinnalla tuli karkotti raudat suohon. Raudat säilyivät suossa kauan, kunnes karhu ja susi vaelsivat suolla. Niiden jalanjäljistä rautaruostetta nousi pintaan. Syntyi Seppo Ilmarinen, joka löysi raudan. Rautaa pelotti joutua taas tulen kanssa tekemisiin, mutta Ilmarinen tyynnytteli sitä ja sanoi, että se saa tulessa entistä upeamman muodon. Suo sotkettiin ja rauta nostettiin Ilmarisen pajalle. Rauta sulatettiin velliksi, mutta se alkoi rukoilla päästäkseen pois tulesta. Seppo Ilmarinen vaati rautaa vannomaan, ettei se koskaan vuodata verta, vaan syö vain kiveä ja puuta, jos tulesta pääsee. Rauta vannoi. Ilmarinen työsti raudan esineiksi. Lopuksi hän karkaisi raudan upottamalla sen lipeään. Katkerasta lipeäkylvystä rauta kuitenkin suuttui ja petti valansa ja on siitä lähtien vuodattanut verta. Teollinen vallankumous
Raudan valmistuksessa ei voitu käyttää kivihiiltä, koska kivihiili sisältää rikkiä. Tämän vuoksi rautamalmin pelkistämiseen käytettiin puuhiiltä, mistä seurasi, että Euroopan metsät kävivät vähiin ja metsäisistä maista, kuten Ruotsista ja Norjasta tuli merkittäviä raudantuottajia. Kivihiilen käyttöä raudan valmistuksessa oli kokeiltu jo 1600-luvulla, mutta ongelmana oli sen rikkipitoisuus. Abraham Darby kehitti 1709 menetelmän valmistaa koksin eli puhdistetun kivihiilen avulla takkirautaa. Koksia oli alettu käyttää jo 1642 oluen valmistuksessa, koska se ei tuhonnut kattilaa eikä antanut makuvirhettä. Darbyn keksinnön jälkeen Englannin takkiraudan tuotanto ja hiilen kulutus alkoivat kasvaa. Vuonna 1784 Henry Cort kehitti putlaus-menetelmän, jossa takkiraudasta voitiin valmistaa mellottamalla vähähiilistä keittoterästä. Menetelmä teki Britanniasta Euroopan suurimman raudantuottajan parissa vuosikymmenessä. Vuoden 1788 tuotanto oli 32 000 tonnia ja vuonna 1830 jo 680 000 tonnia. Mantereella samantasoinen raudantuotanto henkeä kohden kuin Britanniassa vuonna 1790 saavutettiin vasta 1870. Ruostumaton teräs
Raaka-aineista pääosa on kierrätettyä teräsromua, sekä ruostumatonta että seostamatonta hiiliterästä. Raaka-aineina käytetään lisäksi muita metallisia ns. primäärisiä raaka-aineita, kuten ferrokromia (FeCr), ferronikkeliä (FeNi), elektrolyyttinikkeliä (Ni), ferromangaania (FeMn), elektrolyyttimangaania (Mn), ferropiitä (FeSi), ferrotitaania (FeTi) jne. Sementiitti
Teräksessä ja valuraudassa oleva hiili voi esiintyä pääasiassa kahdessa muodossa: joko pieninä pelkistä hiiliatomeista koostuvina grafiittikiteinä tai kemiallisena yhdisteenä, rautakarbidina eli sementiittinä.
Termodynaamisen tasapainon vallitessa sementiittiä ei esiinny, vaan kaikki hiili on grafiittina, kaikki rauta ferriittinä tai korkeissa lämpötiloissa austeniittina. Sementiitti on kuitenkin metastabiili yhdiste, ja kun sitä on muodostunut, se on varsin pysyvää, ellei lämpötila ole kovin korkea. Sulan hiilipitoisen raudan jähmettyessä hiili sekoittuu tällöin muodostuvaa ferriittiin ja austeniittiin, mutta erkanee niistä seoksen jäähtyessä, jolloin seoksen hiili­pitoisuudesta, jäähtymis­nopeudesta ja muista seoksessa esiintyvistä aineista riippuen syntyy vaihtelevassa suhteessa sekä grafiittia että sementiittiä. Kun hiili­pitoisuus on pieni, on epä­toden­näköistä, että tarpeeksi monta hiiliatomia sattuisi niin lähelle toisiaan, että ne voisivat muodostaa grafiittia, ja tällöin pääosa hiilestä sitoutuukin rautaan sementiitiksi. Pienen hiili­pitoisuuden ohella grafiitin muodostumista edistävät myös suuri jäähtymisnopeus sekä muista seos­aineista kromi ja mangaani, kun taas sementiitin muodostumista edistävät korkea hiilipitoisuus, hidas jäähtymis­nopeus sekä seos­aineista pii, nikkeli ja alumiini. Rauta
Kuumennettuna 912 °C:n ja 1 400 °C:n välille α-raudassa alkaa tapahtua faasimuutos, jossa sen kiderakenne muuttuu ja siitä tulee γ-rautaa eli austeniittia. Sekin on pehmeä metalli mutta siihen voi liueta enemmän hiiltä, 1 146 °C:ssä jopa 2,04 %. Jotkin rautaseokset kuten nikkeli- ja kromipitoinen ruostumaton teräs esiintyvät huoneenlämmössäkin austeniittisessa muodossa. Yleensä austeniitti kuitenkin muuttuu hitaasti jäähdytettäessä takaisin α-raudaksi eli ferriitiksi. Jos se kuitenkin jäähdytetään hyvin nopeasti ja se sisältää enemmän hiiltä kuin ferriittiin voi liueta, syntyy metastabiili muoto, martensiitti, jolla on tetragoninen kiderakenne. Tähän perustuu teräksen karkaisu. Masuuni
Koska varsinainen pelkistyminen tapahtuu kiinteässä faasissa ja koska nestefaasissa sulaan raakarautaan liukenee hiiltä, sulatus voi joissakin tilanteissa olla ei-toivottu reaktio. 1900-luvulla on kehitetty erilaisia suorapelkistysmenetelmiä, joissa takkiraudan sijaan syntyy joko puhdasta kankirautaa tai terästä kiinteässä faasissa. Tällöin kuitenkin pelkistys joudutaan tekemään panosprosessina jatkuvan prosessin sijaan, ja syntynyt rautajööti poistamaan mekaanisesti. Työkaluteräkset
H-luokan teräkset on kehitetty kestämään metallien leikkaamista, rei'ittämistä ja muokkaamista korkeissa lämpötiloissa ja paineissa. H-luokan teräksissä hiilipitoisuus on yleensä 0,35–0,45 % ja kromi-, volframi-, molybdeeni-, ja vanadiinipitoisuudet 6–25 %. Kuumatyöteräkset on jaettu kolmeen alaryhmään käytetyn pääseosmetallin mukaan: kromikuumatyöteräkset (H10–H19), volframikuumatyöteräkset (H21–H26) sekä molybdeenikuumatyöteräkset (H42–H43). Harkkohytti
Harkkohytti on aikaisemmin raudan valmistuksessa käytetty yksinkertainen sulatusuuni, joka erotuksena masuuniin oli kertatäyttöinen, eli raudan tuotanto ei ollut jatkuvaa, vaan uuni täytyi välillä tyhjentää ja täyttää uudelleen. Harkkohytti tehtiin muuraamalla harmaasta kivestä tai tiilestä jättäen se ylhäältä avoimeksi, jotta harkkohytti saatiin täyttää ja tyhjentää sieltä käsin. Raudan valmistus tapahtui täyttämällä hytti kerroksittain sydellä ja malmilla. Harkkohytin alaosassa oli reikä, josta puhallettiin palkeilla ilmaa hyttiin sysien palaessa, jolloin puhalletun ilman happi reagoi hehkuvien hiilien kanssa synnyttäen hiilimonoksidia, joka pelkistää raudan. Näiden nahkaisten palkeiden käyttövoimana saattoi olla vesiratas, tai sitten niitä käytettiin käsivoimin. Harkkohytin sulatus kesti puolesta yhteen vuorokauteen. Raudan pelkistyessä syntyi hytin pohjalle kuonapitoinen sulain eli harkko, joka sitten harkkohytin tyhjentämisen yhteydessä nostettiin harkkohytin yläpäästä ulos ja vietiin sitten aluksi pilkottavaksi ja valkohehkuiseksi tulistamisen jälkeen tiiviimmäksi taottavaksi. Rauta täytyi sitten hiilestää ja karkaista, jotta siitä voitiin valmistaa esimerkiksi työkaluja. Harkkohyteissä valmistettu rauta oli kuitenkin usein hataraa ja kuonaista eikä soveltunut hyvin taottavaksi. Lohkorakentaminen
Hitsauksen vakiintuminen laivarakentamisen tuotantomenetelmäksi 1950-luvulla mahdollisti uudenlaisen laivan rungon koontimenetelmän, jossa laivan runko valmistetaan ensin pienemmiksi osakokonaisuuksi, lohkoiksi, jotka liitetään myöhemmässä vaiheessa yhteen laivan rungoksi. Vanha tapa rakentaa teräksisen laivan runko periytyi puulaivojen rakentamistavasta, jossa laivan rungon rakentamineen aloitetaan laivan kölipuusta, jonka ympärille laivan runkorakenne kootaan. Ennen lohkorakentamista teräslaivojen runko rakennettiin laipiolevy ja muotorauta kerrallaan kölistä ylöspäin kaltevalla laivanrakennusalustalla, josta valmis runko aikanaan liu'utettiin vesille. Tuolloin osien liittäminen tapahtui yleensä niittaamalla, joka oli 1950-luvulle asti teräslaivojen ja muiden teräsrakenteiden osien pääasiallinen liitostapa. Ruostumaton teräs
Ruostumattomien terästen hyvä korroosionkestävyys perustuu sen sisältämään kromiin. Ruostumattomassa teräksessä kromi reagoi hapen kanssa ja muodostaa suojaavan kalvon teräksen pinnalle. Suojakalvon muodostumista metallipinnalle kutsutaan passivoitumiseksi. Passiivikalvo on äärimmäisen ohut ja valoa läpäisevä, siksi pinta on metallisen kirkas. Passiivikalvoon käytössä syntyvät naarmut ja muut rikkoutumat korjautuvat itsekseen hapettavassa ympäristössä. Korroosionkestävyyden varmistamiseksi myös hitsattavissa teräksissä pyritään estämään kromikarbidien erkautuminen raerajoilla ajamalla AOD-konvertterissa terässulan hiilipitoisuus happipuhalluksen avulla mahdollisimman matalaksi, yleensä enimmillään 0,030 prosentin pitoisuuteen. Rauta(III)kloridi
Rauta(III)kloridia valmistetaan romuraudan ja kloorikaasun välisellä reaktiolla tai liuottamalla raudan oksideja tai karbonaatteja suolahappoon. Valmistuksessa voidaan myös hyödyntää esim. terästeollisuuden sivuvirtoja. Hapetuksessa kolmiarvoiseksi on kloorin sijaan mahdollista käyttää esimerkiksi happea tai vetyperoksidia. Henry Bessemer
Bessemer lisensoi patenttinsa viidelle raudantuottajalle, mutta näillä oli kuitenkin suuria ongelmia tuottaa hyvälaatuista terästä. Mr Göransson, ruotsalainen raudan tuottaja, onnistui käyttämällä maansa puhdasta takkirautaa ensimmäisenä tekemään laadukasta terästä Bessemirin menetelmällä, mutta hänkin useiden yritysten jälkeen. Näiden yritysten rohkaisemana Bessemer kokeili puhtaampaa rautaa, jota tehtiin Cumberlandin hematiitista, mutta näistäkin tuli vain marginaalisia tuloksia, kunnes Robert Forester Mushet osoitti tuhansia kokeita Darkhillin sulattamossa tehtyään, että tietyn hiili- ja mangaaniannoksen lisäys paransi lopputuotteen sitkeyttä. Seppä
Takomisen aikana metallia muovaillaan vasaroiden joko alasinta tai muotteja vasten. Taonnan aikana kappaleesta ei poisteta ainetta vaan sitä muovaillaan kohti haluttua suuntaa. Koska kuuma metalli on helposti muovailtavaa, jokainen isku, veto tai vääntö vaikuttaa kaikkiin kappaleen ulottuvuuksiin. Esimerkin kuuman raudan ominaisuuksista antaa kirveen terän taonta. Toimivaa kirvestä tehdessä varren reikää ei porata vaan se luodaan takomalla oikean muotoinen tappi suoraan läpi. Reikään pujotetaan kirveen varsi. Kun metallia ei ole taonnan aikana poistettu, terän ja varren liitoskohdassa oleva metalli on voimakkaampaa. Teräs
Teräksen ominaisuudet riippuvat voimakkaasti sen rakenteesta, joka puolestaan riippuu hiilen määrästä, seosaineista sekä valmistusparametreista. Rauta
Rauta voi pääasiassa lämpötilasta riippuen esiintyä useissa allo­trooppisissa muodoissa. Varmuudella tunnetaan neljä allotrooppista muotoa, joita merkitään kreikkalaisilla aakkosilla α, γ, δ ja ε, jota paitsi teoreettisesti on päätelty, että hyvin korkeassa paineessa saattaa esiintyä viideskin muoto, β-rauta. Kun puhdas sula rauta jäähtyy, se kiteytyy 1 538 °C:ssä δ -raudaksi, jolla on tilakeskeinen kuutiollinen (bcc) kiderakenne. Kun se edelleen jäähtyy 1 394 °C:seen, se muuttuu allotrooppiseksi muodoksi γ, jossa sillä on pintakeskeinen kuutiollinen (fcc) kiderakenne ja joka tunnetaan myös nimellä austeniitti. Jäähtyessään edelleen 912 °C:n alapuolelle kiderakenne muuttuu jälleen tilakeskeiseksi kuutiolliseksi, ja tällöin on kyseessä allotrooppinen muoto a, joka tunnetaan myös nimellä ferriitti. Kun sen lämpötila edelleen alenee raudan Curie-pisteeseen, 770 °C, siitä tulee ferro­magneettista. Kun rauta sivuuttaa Curie-pisteen, sen kiderakenne ei muutu, mutta vain tämän lämpötilan alapuolella siinä esiintyy Weissin alkeisalueita, joissa atomien magneettiset momentit ovat saman suuntaiset. Nämä Weissin alkeisalueet ovat läpimitaltaan vain noin 10 mikrometriä, mutta niistäkin jokaisessa on miljardeja atomeja. Teräs
Vaikka teräksen valmistus tunnettiin Kiinassa jo 200-luvulla, vasta 1855 patentoitu Bessemer-konvertteri alensi teräksen tuottamisen kustannukset samalle tasolle valuraudan kanssa. Teollisen vallankumouksen alkuajat teräs oli ollut liian kallista (50–60 £/tonni) yleiseen käyttöön ja rakenteet, jopa laivat, valmistettiin etupäässä valuraudasta. Bessemer-prosessin mahdollistaman hinnanalennuksen (7 £/tonni) myötä lähes kaikki valmistus kääntyi teräkseen. Rauta
Nykyisin lähes yksinomaisesti käytetyt teräksen ja valuraudan valmistusmenetelmät on keksitty vasta 1800-luvulla tai myöhemmin. Japanilaisen miekan valmistus
Nykypäivänä miekkaa tehtäessä voidaan käyttää suoraan teollisia teräslaatuja, ja jyrsiä aihio muotoon karkaisuvalmiiksi. Seppien konsensus on, että paras terä tulee AISI 1050 -teräslaadusta, jossa on 0,50 % hiiltä. Se on kova ja sitkeä ja pitää teränsä hyvin. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut terät murtuvat helposti ja tylsyvät nopeasti. Teräs
Terästä seostetaan hiilen lisäksi monilla muilla aineilla haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Yleisimpiä seosaineita ovat: nikkeli, pii, kromi, koboltti, volframi, molybdeeni, vanadiini ja alumiini. Mellotus
Mellotus tarkoittaa rautaseoksen hiilipitoisuuden alentamista, jolloin rautaseoksen muokkautumisominaisuudet paranevat. Arkikielessä mellotuksella tarkoitetaan teräksen valmistamista takkiraudasta. Terästä mellottamalla saadaan kankirautaa. Nimensä mukaisesti rautaseoksesta tulee tällöin meltoa, helpommin muokkautuvaa. LD-prosessi
Emäshappimellotus on syrjäyttänyt nykyisin Bessemer-prosessin ja Siemens-Martin -prosessin lähes täysin. Masuuniin perustuva raakarautaa lähtömateriaalina käyttävä teräksen valmistus on kehittynyt Bessemer-Thomas-konverttereista hapen päältäpuhalluskonvertterin (LD/BOP) ja Bessemer-tyyppisen pohjapuhalluskonvertterin (OBM/Q-BOP) kautta nykyaikaisiin yhdistelmäpuhalluskonverttereihin. Sementiitti
Pitkäaikaisella lämpökäsittelyllä on mahdollista hajottaa raudassa oleva sementiitti kokonaan raudaksi ja grafiitiksi, jota sanotaan "temperhiileksi". Tällä tavalla valmistetaan adusoitua rautaa, jollaista on esimerkiksi amerikkalainen mustaydin-temperrauta. Tervas
Tervas on havupuun, etenkin männyn, pihkaista puuainesta, jota käytettiin muun muassa tervanpolttoon. Tervas syntyy elävän havupuun vahingoittuessa ja keloutuessa hitaasti. Tervaista puuainesta syntyy myös ruostesienten aiheuttaman tervasrosotaudin vaivaamiin puihin runsaan pihkavuodon johdosta. Tervanvalmistuksen raaka-ainetta eli pihkaista puuainesta tehtiin aiemmin myös vahingoittamalla (koloamalla) mäntyjä tarkoituksellisesti. Tervas säilyy pitkään pihkaisuutensa ansiosta. Sitä voi käyttää myös sytykkeenä tulta tehdessä. Seppä
Seppä on perinteinen ammatti. Seppä valmistaa esineitä metallista lähinnä takoen. Pääasiallisina materiaaleina ovat rauta ja teräs, joita vasaroidaan, taivutetaan ja leikataan erilaisilla työkaluilla. Ennen koneiden keksimistä kaikki metalliesineet olivat seppien valmistamia. Ensimmäiset koneet ovat seppien valmistamia. Työnkuvaan kuuluu myös metallitavaroiden kunnostus ja korjaus. Metalliseos
Teräs on yksi tunnetuimmista ja käytetyimmistä metalliseoksista. Teräs on raudan ja hiilen metalliseos, jossa hiilipitoisuus on alle 2,14 %. Tätä suuremmilla hiilipitoisuuksilla puhutaan valuraudasta. Lisäämällä teräkseen muita metalleja, saadaan erilaisia teräslaatuja, kuten ruostumatonta terästä. Teollinen vallankumous
Rautateiden kyltymätön tarve kestäville rautatiekiskoille johti halvan massatuotetun teräksen kehittämiseen. Terästä pidetään usein ensimmäisenä useista uusista massatuotannon aloista, joiden sanotaan leimaavan niin sanottua toista teollista vallankumousta, joka alkoi vuoden 1870 paikkeilla. Tämä teollisen kumouksen toinen aalto kehittyi vähittäin kattamaan kemianteollisuuden, öljynjalostuksen ja jakelun, sähköntuotannon ja 1900-luvun puolella autoteollisuuden. Maailmanpoliittisesti se johti myös teknologisen johtoaseman siirtymistä Britannialta Yhdysvalloille ja Saksalle. Toisen teollisen vallankumouksen uusi piirre oli tieteen voimakas rooli tekniikan kehityksessä. Austeniitti
Kun austeniitti jäähtyy, se usein muuttuu ferriitin ja sementiitin sekoitukseksi kun hiili diffusoituu. Perliittiä saattaa syntyä, riippuen seoksesta ja jäähdytysnopeudesta. Jos jäähdytysnopeus on riittävän suuri, ferriittiä ja sementiittia ei muodostu, vaan sen sijaan seoksessa saattaa tapahtua suuria hilavääristymiä, jotka tunnetaan martensiittisena reaktiona. Tässä teollisesti tärkeässä reaktiossa estetään hiilen diffuusio suuren jäähdytysnopeuden johdosta ja seurauksena on tkk-rakenne. Tuloksena on kovaa martensiittia. Jäähdytysnopeus määrää faasien suhteelliset osuudet ja siten teräksen mekaaniset ominaisuudet kuten kovuuden ja murtolujuuden. Sammutusta seuraava päästö tai myöstö muuttavat osan hauraasta martensiitista päästömartensiitiksi. Jos huonosti karkenevaa terästä sammutetaan, merkittävä osa austeniitista säilyy mikrorakenteessa. Austeniitti
Austenoinnilla tarkoitetaan raudan, rautapohjaisen metallin tai teräksen kuumentamista niin, että sen kiderakenne muuttuu ferriitistä austeniitiksi. Epätäydellinen austenointi voi jättää liukenemattomia karbideja aineen matriisiin. Joissakin rautalaaduissa, rautapohjaisissa metalleissa ja teräksissä karbideja saattaa esiintyä 
tai olla läsnä austenoinnissa. Yleinen termi tälle on kaksivaiheinen austenointi. Rauta
Rauta on painavin tähdissä nukleosynteesin kautta syntyvä alkuaine. Jaksollisessa järjestelmässä rauta on 26. alkuaine. Se on hopean värinen, kiiltävä ja ferromagneettinen metalli, jolla on useita hyödyllisiä käyttökohteita. Puhtaana se on jokseenkin pehmeää, mutta monet sitä pääaineksenaan sisältävät metalliseokset ovat erittäin kovia. Niitä käytetään muun muassa työkaluihin, rakennustarvikkeisiin, koneisiin, ajoneuvoihin ja aseisiin. Tärkeimpiä rautaseoksia ovat teräkset ja valuraudat. Bessemer-prosessi
Kemiallisena reaktorina Bessemer-konvertteri on siis panosreaktori, jossa panoksen koko on yleensä 8-30 tonnia. Bessemer-prosessi on hyvin nopea - panoksen mellotus kestää vain noin 20 minuuttia, ja sillä kyetään tuottamaan suuria määriä terästä nopeasti.
Bessemer-teräksentuotantoprosessin alussa konvertteri kaadetaan vaaka-asentoon suuaukko ylöspäin, ja masuunista lasketaan sulaa takkirautaa konvertteriin. Konvertteri nostetaan pystyyn, ja samanaikaisesti konvertterin alapäästä puhalletaan suuttimien läpi suurella paineella ilmaa. Ilman happi polttaa pois epäpuhtaudet, ja samanaikaisesti syntyy valtava noin 20 metriä pitkä lieska konvertterin suuaukosta. Kun prosessi on edennyt riittävän pitkälle, konvertteri käännetään ala-asentoon (suuaukko alaspäin) ja sula teräs kaadetaan edelleen prosessoitavaksi ja valssattavaksi. Veitsi
Ensimmäiset veitset tehtiin piistä, kivestä ja myös luusta hiomalla ja hakkaamalla kovempaa materiaalia vasten. Joskus veitselle tehtiin myös kahva puusta tai nahasta. Metallinjalostuksen myötä veitsiä tehtiin kuparista, pronssista, raudasta ja teräksestä. Materiaalien kehittyessä alkuperäinen muotoilu on pysynyt samana. Nykyisin useimmat veitset tehdään joko ruostumattomasta tai hiiliteräksestä. Ruostumaton teräs on tavallisesti pehmeää ja taipuisaa metallia, joka tylsyy verrattain nopeasti, mutta on myös kovempi ruostumaton kromiteräs, jota käytetään paljon esimerkiksi eräveitsissä. Hiiliteräs puolestaan tahraantuu ja ruostuu helpommin, mutta terä on taipumaton ja kova. Teräksen lisäksi veitsenteriä valmistetaan keraameista. Sementiitti
Viime aikoina on myös kehitetty uusi teräksen valmistusmenetelmä, "rautakarbidiprosessi", joissa malmi pelkistetään vedyn ja metaanin avulla. Tällöin saadaan rauta­karbidi­jauhetta, jota voidaan edelleen käyttää teräksen raaka-aineena. Rauta
Vaikka rautaa on lähes kaikissa kivilajeissa, sen valmistamiseksi kannattaa yleensä louhia vain sellaisia malmeja, joissa sitä on vähintään 30 prosenttia. Magnetiitti on perinteinen rautaa sisältävä mineraali, jota on louhittu esimerkiksi Ruotsin Kiirunassa ja Pohjois-Amerikassa. Nykyisin suuri osa raudasta saadaan hematiitti­esiintymistä, joissa louheen rautapitoisuus on noin 60 %. Raakarautaa valmistetaan rautaoksidi­malmista hiilellä pelkistämällä masuuneissa. Tällöin osa hiilestä liukenee sulaan rautaan, ja tuloksena saadaan raaka- eli harkkorautaa, jossa on noin 4 % hiiltä. Terästä, jonka hiilipitoisuus on alhaisempi, valmistetaan puhaltamalla sulaan raakarautaan ilmaa, jolloin siinä oleva happi polttaa osan hiilestä. Nykyaikanakin on kehitetty myös uusia suorapelkistysmenetelmiä, mutta niiden käytännöllinen merkitys on vähäisempi. Betoniraudoitus
Teräs sopii raudoitusmateriaaliksi paitsi hintansa myös muiden ominaisuuksiensa vuoksi: sen pituuden lämpötilakerroin on hyvin lähellä betonin kerrointa. Raudoituksessa käytettävät teräslaadut ovat sellaisinaan korroosioalttiita, mutta raudoituksena käytettäessä betonointi suojaa niitä ruostumiselta. Ruostumisen vuoksi "teräsbetonin" valmistuksessa ei käytetä terästä ruostuttavia suoloja sisältävää meri- tai muuta mineraalipitoista vettä. Rautameteoriitti
Rautameteoriitti on meteoriittityyppi, joka koostuu enimmäkseen raudasta ja nikkelistä. Lisäksi niissä on pieniä määriä sulfidi- ja karbidimineraaleja tai kobolttia ja kuparia. Rautameteoriittien oletetaan olevan peräisin asteroidien ytimistä. Ne ovat sulaneet jossain vaiheessa, jolloin rauta on muodostanut meteoriittiin metallisen ytimen. Austeniitti
Austeniitti on metallinen, ei-magneettinen raudan allotrooppi tai raudan ja seosaineen liuos, jolla on pintakeskinen kuutiollinen kiderakenne. Seostamattomassa hiiliteräksessä austeniitti esiintyy eutektoidisen lämpötilan eli noin 1000 K:n tai 727 °C yläpuolella. Eri seosaineet muuttavat teräksen eutektoidista lämpötilaa. Austeniitti on nimetty Sir William Chandler Roberts-Austenin mukaan (1843–1902). Rautakanki
Rautakanki eli terässeiväs on teräksestä valmistettu, yleensä alle kymmenen kilon painoinen ja noin puolitoista metriä pitkä työkalu. Sitä voidaan käyttää nostokankena eli vipuna kammettaessa maasta isoja ja painavia kiviä tai muita raskaita esineitä, ja sillä voidaan tehdä maahan reikiä esimerkiksi tolppia tai aurauskeppejä varten. Rautamalmi
Rautamalmi on kiveä, josta kannattaa erottaa metallista rautaa. Rauta itse on yleensä oksideina eli joko magnetiittina (FeO) tai hematiittina (FeO). Puhtaat magnetiitti- tai hematiittiesiintymät alkavat olla jo lopussa, joten nykyisin louhitaan takoniitin tyyppisiä kivilajeja, joissa rautapitoisempi aines on sekoittuneena runsaaseen sivukiveen. Sen takia rautakaivokset tuottavat runsaasti jätemateriaalia, joka on monin paikoin ympäristöongelma. Kaupallinen tuote ovat rautamalmipelletit. Mangaani
Mangaania käytetään raudan ja teräksen valmistukseen sen rikkiä sitovien ja deoksidoivien ominaisuuksien vuoksi. 85–90 prosenttia mangaanin tuotannosta käytetään teräksen valmistukseen vahvistamaan sitä. Sitä käytetään myös alumiiniseoksissa. 13 prosenttia mangaania sisältävä teräs on äärimmäisen vahvaa, ja sitä käytetään esimerkiksi ratakiskoissa ja vankilankaltereissa. On myös arveltu, että spartalaisten voittamattomuus liittyisi heidän miekkojensa muita suurempaan mangaanipitoisuuteen. Kromi
Kromi on pääseosaine ruostumattomissa teräksissä. Teräkseen sitä seostetaan ferrokromin muodossa puhtaan metallin sijasta. Suomessa ferrokromia tuottaa Outokumpu Oyj:n tehdas Torniossa. Kromimalmin sinne louhii tytäryhtiö Outokumpu Chrome Oy läheiseltä Elijärven kaivoksesta Keminmaalta. Tämä on koko EU:n alueen ainoa kromiittikaivos. Teräs
Historiallisesti ensimmäisen kerran terästä valmistettiin Bessemer-prosessia muistuttavalla tavalla Qin-dynastian aikana Kiinassa. Sulaan valurautaan lietsottiin ilmaa, jolloin ylimääräinen hiili paloi pois. Intiassa keksittiin upokasteräksen valmistus 300-luvulla. Kankirautaa kuumennettiin upokkaassa lasimurskan ja hiilen kanssa. Lasi sulaessaan sitoi raudan epäpuhtauksia, ja hiili imeytyi kiinteään rautaan. Näin saatua korkealaatuista terästä kutsutaan nimellä wootz. Upokasteräksen valmistustaito siirtyi Eurooppaan, mutta painui unohduksiin Länsi-Rooman luhistumisen myötä. Wootzin valmistus vaati kuitenkin hyvin korkealaatuista rautaa, ja intialaisten korkealaatuisten malmien ehtyminen 1600-luvulla merkitsi myös wootzin valmistustaidon häviämistä, sillä prosessi siirtyi suullisena perimätietona isältä pojalle. Teräsvilla
Langat valmistetaan höyläämällä pyöreä teräslanka poikkileikkaukseltaan monikulmion muotoiseksi. Leikkuutavasta riippuen saadaan monenlaisia lankoja, joissa koko langan pituudelta voi olla esimerkiksi kolme tai neljä särmää; yhtä hyvin poikkileikkaus voi olla vaikkapa sirpin muotoinen. Särmien kulma eli terävyys, kuten myös käytetyn teräksen kovuus vaikuttaa teräsvillan karkeuteen. Karkeampi teräsvilla on myös tehty paksummista langoista kuin hienompi. LD-prosessi
LD-prosessi (Linz-Donawitz -prosessi) tai emäshappimellotus (Basic Oxygen Steelmaking, BOS) on itävaltalaisen Vöest Alpine AG:n Linz-Donawitzin terästehtaan Bessemer-prosessista edelleen kehittämä mellotusprosessi, jossa masuunista tuleva takkirauta mellotetaan teräkseksi puhaltamalla siihen vesijäähdytteisellä happipeitsellä ääntä nopeampi happisuihku, joka polttaa ylijäämähiilen hiilimonoksidiksi, joka edelleen hapettuu hiilidioksidiksi. Samanaikaisesti emäksellä (tyypillisesti kalkkikivi) neutraloidaan happamat epäpuhtaudet kuonaksi. BOS-konvertteri on 200–500 tonnin vetoinen, sitruunan muotoinen säiliö, joka on vuorattu tulenkestävillä, korkeaa lämpötilaa kestävillä tiilillä. Prosessi on siis panosprosessi ja konvertteri on panosreaktori. Työkaluteräkset
Työkaluteräksillä tarkoitetaan tiettyjä hiili- ja seosteräksiä, jotka sopivat erityisen hyvin työkalumateriaaleiksi. Kyseisten terästen soveltuvuus työkaluiksi johtuu niiden tunnusomaisesta kovuudesta, puristuslujuudesta sekä kulumisenkestosta, joka saadaan aikaan lämpökäsittelyllä yleensä monessa vaiheessa ja korkeassa lämpötilassa. Säänkestävä teräs
Säänkestäviä teräksiä voidaan kylmämuovata normaalisti ja ne ovat hyvin hitsautuvia. Seostuksessa käytetyn fosforin vuoksi iskusitkeys on tavanomaista terästä huonompi. Haurasmurtumavaaran vuoksi teräs soveltuu parhaiten ohuihin levy- ja profiilirakenteisiin. Kovametalli
Uudemmassa tavassa volframikarbidi valmistetaan yksittäiskiteinä suoralla volframimalmin pelkistämisellä. Malmi sekoitetaan rautaoksidin, alumiinin, hiilen ja kalsiumkarbidin kanssa. Tällöin korkean lämpötilan (2500 °C) eksoterminen reaktio tuottaa sulan massan, joka jäähdytettynä koostuu volframikarbidista dispergoituneena rautaan. Lopuksi kiteinen volframikarbidi erotetaan kemiallisesti rautamatriisista. Japanilaisen miekan valmistus
Japanilaisen miekan (katana, tachi, wakizashi) valmistukseen käytetään perinteisesti pätsissä pelkistettyä rautaa, joka hiilestetään ahjossa teräkseksi. Koska pätsissä rauta ei sula, tuloksena on vähähiilistä ja puhdasta kankirautaa, joka hiilestetään edelleen teräkseksi puuhiilellä ja kasvimateriaaleilla. Yleensä hiilipitoisuus pyritään saamaan noin 0,5–0,75 % tietämille. Toinen teollinen vallankumous
Ensimmäinen teräksen valmistuksen mullistava menetelmä oli 1855 patentoitu Bessemer-prosessi, jonka avulla pystyttiin tuottamaan suuria määriä edullisesti. Bessemer-prosessissa takkiraudan sisältämää hiiltä käytetään polttoaineena, kun sulan läpi puhalletaan ilmaa. Menetelmän huonopuoli oli se, että se ei voinut käyttää fosforipitoista rautamalmia, jolloin siihen kelpasivat vain ruotsalainen tai espanjalainen malmi. Manner-Euroopan puolella teräksen valmistuksen kehityksessä sovellettiin kemian tietämystä. Siemens-Martin-prosessissa (1864) masuuni vuorattiin piihappopitoisilla tiilillä, jolloin lämpötila saatiin pysymään sopivana takoraudan ja valuraudan sekoitukselle ja teräksen laatua voitiin valvoa paremmin. Tämäkään menetelmä ei kyennyt käyttämään fosforipitoisia malmeja. Tämän ongelman ratkaisi Thomas-menetelmä, jossa masuuni peitettiin kalkkitiilillä. Kalkki reagoi fosforin kanssa ja muodosti emäksistä kuonaa, joka pystyttiin erottamaan sulasta. Kuonaa kutsutaan tuomaskuonaksi ja sitä voitiin käyttää lannoitteena. Perliitti (metallurgia)
Perliitti on teräksen mikrorakenne, joka muodostuu ohuista, vuorottelevista ferriitti- ja sementiittilamelleista. Perliittiä esiintyy teräksissä ja valuraudoissa. Perliitti on raudan ja hiilen eutektoidisen seoksen (hiilipitoisuus 0,8%) mikrorakenne huoneenlämmössä. Perliitti on monien rakenneterästen perusrakenne. Mikäli teräksessä on hiiltä on alle 0,8%, esiintyy perliitin raerajoilla suurempia ferriittisiä alueita, ja hiilipitoisuuden ollessa yli 0,8%, esiintyy vastaavasti runsashiilistä raudan karbidia, sementiittiä. Huoneenlämmössä ferriitissä voi olla korkeintaan 0,02% hiiltä, kun taas sementiitissä on hiiltä 6,7%. Perliittisessä rakenteessa esiintyvä ferriitti pehmentää rakennetta ja tekee siitä helpommin muokkautuvaa. Sementiitti puolestaan lisää lujuutta ja kovuutta. Tämän vuoksi terämateriaaleina käytettävissä hiiliteräksissä on yleensä reilusti yli 0,8% hiiltä ja helposti muokattavissa teräksissä hiilipitoisuus taas on verrattain pieni. Hiilipitoisuus vaikuttaa suoraan esimerkiksi teräksen taottavuuteen. Rauta
Käytännössä rautaa ei juuri käytetä puhtaana vaan seostettuna hiilen, usein myös muiden metallien kanssa. Teräslaatuja on hyvin monia, ja seos­aineet vaikuttavat siihen, missä allo­trooppisessa muodossa rauta niissä esiintyy. Mikäli lämpötila on muuttunut tarpeeksi nopeasti, puhdaskin rauta saattaa esiintyä muussa allotrooppisessa muodossa kuin mikä vallitsevassa lämpötilassa on pysyvin. Tiili
Tiili on savesta ja hiekasta kuivaamalla ja polttamalla aikaan saatu määrämuotoinen karkeakeraaminen rakennusmateriaali. Muoto on yleensä suorakulmainen särmiö.
Tiili voidaan rei’ittää ennen polttoa, tällöin parannetaan tiilen puristuslujuutta. Tiilimassaan voidaan lisätä myös sahanpurua, jolloin poltossa syntyvä huokoisuus mahdollistaa tiilen pakkasenkestävyyden. Metallurgia
Metallurgia on luonnontieteisiin ja teknisiin tieteisiin kuuluva tieteenala/oppi, joka käsittelee metallien (tai laajemmin käsitettynä myös muiden epäorgaanisten materiaalien) valmistus- ja jalostusmenetelmiä, sekä tutkii niiden elinkaarta ja sen aikana tapahtuvia muutoksia usein metallien kiderakenteen näkökulmasta. Historiallisesti metallurgian kehitys on kulkenut samaa tahtia teräksen valmistusmenetelmien kanssa, sillä valtaosa maailman metallintuotannosta liittyy teräkseen. Galvanoitu teräs
Galvanoitu teräs on sinkkikerroksella eletrolyyttisesti päällystettyä terästä. Tällaisesta elektrolyysin avulla tapahtuvasta metallin päällystämisestä suojaavalla ja hitaammin hapettuvalla metallilla, sinkillä, käytetään nimitystä galvanointi tai "sähkösinkitys". (Toinen mahdollinen galvanointimenetelmä on teräskappaleen upottaminen sulaan sinkkiin, jolloin taas kyseessä on "kuumasinkitys".) Termiitti
Termiittireaktiolla tarkoitetaan tapahtumaa jossa alumiini oksidoituu (palaa) ja saa hapen tähän reaktioon toiselta jo oksidoituneelta metallilta (yleensä rautaoksidi eli ruoste). Tätä seosta kutsutaan termiitiksi. Termiittireaktiossa syntyy korkea lämpötila (~2 500 °C). Termiitti tulee kreikan sanasta thermos, joka tarkoittaa lämpöä tai kuumuutta. Taonta
Nykyään käytössä on lukuisia erilaisia taontamenetelmiä, jotka voidaan kuitenkin jakaa kolmeen
pääluokkaan:Avotaonta tai vapaataonta tarkoittaa metallin muokkaamista taonnan perinteisen merkityksen mukaisesti. Vapaataonnassa kappaletta muotoillaan iskemällä sitä vasaralla paikalleen kiinnitettyä alasinta vasten. Menetelmän nimi tulee kuvaavasti siitä, että muokattava esine ei ole suljettuna muottien sisään, vaan materiaali pääsee vapaasti muotoutumaan muihin kuin vasaran ja alasimen kosketuspintojen suuntiin. Tämän vuoksi sepän tai teollisen taonnan tapauksessa koneenkäyttäjän on siirreltävä taottavaa kappaletta haluttuun paikkaan ja kulmaan alasimeen nähden, jotta haluttu muoto saavutetaan. Vapaataonnassa työkalujen iskupinnat ovat useimmiten sileitä, mutta erikoistyökaluja voidaan käyttää tarvittaessa. Meisti voi tällöin olla muodoltaan esimerkiksi kovera, kupera tai teräväreunainen katkaisuterä. Tekniikan historia
Teräs on monimuotoinen rautamateriaali, josta seosaineita, mekaanista ja lämpökäsittelyjä muuttelemalla saadaan aikaan lujuudeltaan, sitkeydeltään ja kovuudeltaan hyvin erilaisia laatuja. Vielä 1700-luvulla raudan valmistaminen oli työlästä, määrä vähäistä ja lopputuloksen laatu ei ollut kovin hyvää. 1700-luvun lopulla vauhdittunut teollistamiskehitys loi raudalle paljon kysyntää. Ensimmäinen askel raudanvalmistuksen kehityksessä oli ottaa Wattin höyrykone käyttöön puhaltamaan ilmaa koksiin palamislämpötilan nostamiseksi. Koksia käytettiin koska puuhiiltä ei saatu tarpeeksi. 1830-luvulla tuli käyttöön vieläkin tehokkaampi Neilsonin kuumapuhallusmenetelmä, mutta kehityksestä huolimatta tuotanto oli vähäistä. Johtava tuottajamaa, Englanti tuotti vuonna 1850 vain 60 000 tonnia terästä ja 2,5 miljoonaa tonnia harkkorautaa. Vertailun vuoksi nykyaikainen masuuni-valssilaitos, esimerkiksi lajissaan pienehkö Rautaruukki Raahe, tuottaa noin 2,5 miljoonaa tonnia terästä vuodessa. Vuonna 1860 Henry Bessemer kehitti kääntyvän konvertterin, joka mahdollisti harkkoraudan valmistamisen suoraan teräkseksi, kun aikaisemmin harkkoraudasta tehtiin ensimmäisellä sulatuksella valurautaa ja vasta toisella terästä. Seuraava kehitysaskel oli Friedrich Siemensin kaasupuhalluksella toimiva lieskaliesi, jota ranskalaiset Martinin veljekset kehittivät edelleen sopivaksi romuraudan sulatukseen, mikä lisäsi tuotannon taloudellisuutta. Englannin etuna oli, että siellä rautamalmi ei sisältänyt fosforia, joka aiheuttaa teräkseen haurautta. Englantilaiset S.G.Thomas ja Percy Gilchrist kehittivät menetelmän fosforin poistoon teräksestä 1880-luvulla ja sen seurauksena teräksen tuotanto Englannin kilpailijamaissa kasvoi nopeasti 1880-luvulla. 1800-luvun lopulla Englanti olikin jäämässä teollistumisessa jälkeen Yhdysvalloista ja Saksasta. Samoihin aikoihin kemian tietämyksen ja atomikäsitteen selkeytyessä alettiin myös ymmärtää, mitä teräksessä tapahtuu sen lujittuessa muokattaessa ja syntyi metallurgiaksi kutsuttu laaja tieteen haara. Justeeri
Justeeri () on puiden kaatoon ja toisinaan lankkujen sahaamiseen käytetty kahden sahaajan voimin käytettävä perinteinen saha. Justeerin rakenne on yksinkertainen: se koostuu terästä ja terän päissä oleviin silmukoihin pujotettavista, puusta muotoilluista sauvamaisista kahvoista, jotka ovat pystysuunnassa terän suuntaiset. Terä saattaa olla profiililtaan suora tai hieman kupera.