Сталь (от немецкого Stahl) – твёрдый раствор или сплав железа с углеродом (возможно, и с другими элементами), который характеризуется эвтектоидным превращением. Содержание в стали углерода не превышает 2,14%. Сплавам железа углерод придаёт твёрдость и прочность, не снижая при этом вязкость и пластичность. Если учесть, что сталь может также содержать легирующие элементы, сталью может называться сплав, содержащий в себе не менее 45% железа, с углеродом и легирующими элементами (высоколегированная и легированная сталь).

Сталь является одним из самых важных конструкционных материалов для строительства, транспорта, машиностроения и других промышленных отраслей. Стали, обладающие высокими упругими свойствами, нашли широкое применение в приборо- и машиностроении. В области машиностроения сталь используется для изготовления рессор, силовых пружин разнообразного применения, амортизаторов, а в приборостроении – для упругих элементов: пружин, мембран, подвесок, растяжек, сильфонов, пластин реле.

Рессоры, пружины машин и элементы приборов с высокой упругостью характеризуются разнообразием размеров, форм и различными условиями работы. Особенность работы этих элементов заключается в том, что при больших циклических, статических или ударных нагрузках остаточная деформация в них просто не допускается. Благодаря этому все пружинные сплавы помимо механических свойств, которые характерны для абсолютно всех конструкционных материалов (пластичности, прочности, выносливости, вязкости), должны обладать достаточно высоким сопротивлением незначительным пластическим деформациям. При кратковременном статическом нагружении сопротивление малым пластическим деформациям характеризует предел упругости, при циклическом или длительном статическом нагружении – характеризуется релаксационной стойкостью.

Все стали делятся на инструментальные и конструкционные. Среди инструментальных выделяют быстрорежущую сталь. По химическому же составу стали разделяют на легированные и углеродистые, а по содержанию углерода на высокоуглеродистые (0,6-2% углерода), среднеуглеродистые (0,3-0,55% углерода) и низкоуглеродистые (до 0,25% углерода). Легированные стали ко количеству содержащихся легирующих элементов бывают низколегированные (до 4%), средне легированные (до 11%) и высоколегированные (более 11%).

В зависимости от способа получения стали имеют различное содержание неметаллических включений. Как раз содержание примесей в сталях и лежит в основе их классификации по качеству: стали обыкновенного качества, качественные стали, высококачественные стали и особо высококачественные стали. По структуре сталь бывает ферритная, аустенитная, бейнитная, мартенситная или перлитная. По преобладанию в структуре стали двух и более фаз, её делят на двухфазную и многофазную.

Плотность стали достаточно высока – 7700-7900 кг/м³, а удельный вес – 75500-77500 Н/м³. Температура плавления этого металла составляет 1450-1520 градусов Цельсия. При 20 градусах Цельсия удельная теплоёмкость стали равна 462 Дж/(кг•°C). Коэффициент теплопроводности равен 58 Вт/(м•K). Удельное сопротивление – 1,71• 10⁻⁷ Ом•м.

Процесс производства стали из чугуна заключается в уменьшение до необходимой концентрации содержащихся в ней углерода и примесей (серы и фосфора), делающих сталь ломкой и хрупкой. Различают несколько способов переработки чугуна в сталь в зависимости от того, каким способ окисляют углерод: мартеновский, конверторный и элекстротермический.

В исходном состоянии сталь достаточно пластична, что позволяет обрабатывать её путём деформирования: штамповать, ковать и вальцевать. Сталь способна существенно изменять при термической обработке свои механические свойства. Сущность этой обработки заключается в том, что при нагреве, выдержке и при последующем охлаждении сталь в соответствии со специальным режимом меняется структура стали. В настоящее время существуют следующие виды термообработки стали:

• Отжиг;
• Закалка;
• Нормализация;
• Отпуск.

Чем больше в стали содержится углерода, тем она становится твёрже после термической обработки. Если в стали содержится менее 0,3% углерода (техническое железо), она фактически не поддаётся закаливанию.

По итогам первого полугодия 2009 года мировым лидером по производству стали является Китай – порядка 48% от всей произведённой в мире стали. В 2011 году Азией было произведено 954,190 тысячи тонн стали, Европейским союзом порядка 177,431 тысячи тонн, Северная Америка произвела 118,927 тысячи тонн. Всего в мире за 2011 год было произведено свыше 1,490 миллиона тонн стали.