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.
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.