Ilman rautaa Eiffel-torni ja Lontoon sillat olisivat jääneet tekemättä. Höyrykone olisi jäänyt kalliiksi kuriositeetiksi. Kupari ja tina olisi tuskin riittänyt pronssisten laivojen ja rautateitten rakentamiseen.

Koulutus, kulttuuri ja koko väestön mahdollisuus sivistykseen perustuvat paljolti nopeaan ja kohtuuhintaiseen tiedonvälitykseen. Tätäkään lehteä ei painettaisi ilman teräsrunkoista rotaatiopainokonetta.

Ilman terästä Euroopan unioni olisi voinut jäädä syntymättä. Sen ensimmäinen vaihe toisen maailmansodan jälkeen oli Euroopan hiili- ja teräsyhteisö.

Tosin ehkä suursotiakaan ei olisi käyty ilman terästykkejä, -panssarivaunuja ja -konekiväärejä. Ainakin Stalin olisi joutunut keksimään itselleen toisen nimen. Ajatelkaapa: Josif Vissarionovitš Nikel!

Raudassa yhtyvät saatavuus, muokattavuus, lujuus ja loputon määrä lisäaineilla säädeltäviä ominaisuuksia.

Kaiken perusta on hiilen ja raudan suhde. Määritelmät vaihtelevat, mutta yleensä teräkseksi nimitetään rautaa, jossa hiiltä on 0,05–1,7 prosenttia.

Kun hiilipitoisuus nousee suuremmaksi, 2,4–4,5 prosenttiin, puhutaan valuraudasta.

Teräkset jaetaan edelleen seostamattomiin ja seostettuihin teräksiin.

Seostamattomien terästen tärkein ominaisuus on karkenevuus. Metallin atomit asettuvat suhteessa toisiinsa tiettyihin kidemuotoihin, joita nimitetään hilaksi.

Kun teräs kuumennetaan yli 723 celsiusasteen, atomien sijainti hilassa muuttuu. Nopeasti jäähdytettävä teräs ei ehdi palautua, vaan säilyttää hehkuvana esiintyneen kidemuotonsa. Teräs kovettuu eli karkenee.

Seostettuihin teräksiin kuuluvat esimerkiksi ruostumattomat ja haponkestävät teräkset sekä valu- ja pikateräkset. Yleisimmät seosaineet ovat kromi, nikkeli, volframi, molybdeeni, koboltti, pii ja mangaani.

Terästeollisuuden volyymi on ällistyttävä. Suomen terästuotanto vuonna 2005 oli 4,7 miljoonaa tonnia, 890 kiloa yhtä suomalaista kohti. Maailman terästuotanto oli 1 129 miljoonaa tonnia – ratakiskoiksi muutettuna noin 2 350 kiskoparia maapallon ympäri.

Esimerkiksi kuparin vuosituotanto on noin 12 miljoonaa tonnia.

Tuotannon painopiste on ollut Euroopassa teollisen vallankumouksen ajoista lähtien. Nyt Kiina, Japani, Etelä-Korea ja Intia tuottavat noin puolet maailman teräksestä.

Teräksen valmistus on periaatteessa yksinkertaista.

Yleisimmät rautamineraalit, magnetiitti (Fe{-3}O{-4}) ja hematiitti (Fe{-2}O{-3}) ovat raudan oksideja. Rauta pelkistetään hiilen ja hiilimonoksidin avulla, sen hiilipitoisuus säädetään halutuksi hapen avulla, lisätään seostusaineet ja valmista on.

Varhaisin raudankäyttö häipyy historiaan. Noin kuusi prosenttia meteoriiteista on rauta-nikkeliseosta. Meteoriittisirpaleita onkin käytetty ympäri maailmaa. Ensimmäiset säilyneet rautaesineet on ajoitettu noin vuoteen 4 000 ennen ajanlaskun alkua Sumerin valtakunnan alueelle.

Malmista pelkistetyn raudan arvellaan syntyneen sivutuotteena kuparin puhdistuksen yhteydessä. Vaikka ei-meteoriitiperäinen rauta yleistyi, säilytti pronssi asemansa pitkään.

Vasta noin 1000-luvulla eaa rauta syrjäytti pronssin Lähi-idässä asemateriaalina. Eikä ihme, rautaa oli vaikea valmistaa.

Malmia kuumennettiin pitkään puuhiilillä maakuopassa, jolloin rauta sulamatta pelkistyi huokoiseksi massaksi. Uudelleen kuumentamalla ja takomalla saatiin kuonan jäänteet poistumaan.

Tuloksena oli pehmeää takorautaa, johon oli lisättävä hiiltä, jos haluttiin karkenevaa terästä. Lähi-idässä, Intiassa ja Afrikassa kehitettiin hiilen lisäämiseksi menetelmiä, joille oli yhteistä vaivalloisuus ja hitaus.

Pronssikaudellakin väestön valtaosa eli kuin kivikaudella. Ei rautakaan heti mullistanut tavallisten ihmisten elämää.

Suurin osa ihmiskunnasta alkoi nousta kurjuudesta vasta, kun teräksen massatuotanto mahdollistui 1800-luvulla.

Euroopassa maakuopista kehittyi vähitellen uuneja, joiden tehokkuutta vesivoiman lietsomat palkeet lisäsivät. Keskiajalla pelkistysuunien koon kasvu saavutti kriittisen rajan, ja prosessin lämpötila ylitti raudan sulamispisteen, jolloin hiili alkaa liueta rautaan.

Uunista tuli masuuni ja koko tuotanto muuttui. Enää ei saatu vähähiilistä pehmeätä takorautaa, vaan masuunista syöksyi valurautaa, joka oli haurasta ja takomiskelvotonta ilman jatkokäsittelyä.

Masuuni oli tuotossaan kuitenkin ylivoimainen, sillä sitä voitiin ladata jatkuvasti malmilla, hiilillä ja kalkkikivellä.

Sitä paitsi terästä matalammassa lämpötilassa sulavasta valuraudasta voitiin valmistaa helposti hyödyllisiä käyttöesineitä, kuten tykinkuulia.

Riippuvuus puuhiilestä ajoi raudanvalmistuksen kriisiin metsävarojen huvetessa. Kivihiiltä oli Euroopassa runsaasti, mutta sen sisältämät epäpuhtaudet huononsivat rautaa.

Kivihiilestä opittiin 1700-luvun alussa valmistamaan koksia kuivatislaamalla. Kun Abraham Darby kehitti taloudellisen menetelmän käyttää koksia masuuneissa, alkoi valuraudan massatuotanto.

Vaikka masuunit tuottivat paljon, oli raudan jatkokäsittely hidasta. Henry Bessemer suunnitteli 1855 tulenkestävillä tiilillä vuoratun valtavan teräsastian, konvertterin, jonka pohjasta puhallettiin ilmaa sulaan rautaan. Happi poltti liian hiilen ja tuotti lämmön teräksen sulana pitämiseen.

Nykyisinkin teräksen alkutuotanto perustuu masuunin ja konvertterin yhdistelmään. Periaate ei ole muuttunut.

Teknillisen korkeakoulun akatemiaprofessori Risto Nieminen arvioi, että uudet materiaalit kuten hiilinanoputket, ohutkalvopinnoitteet, polymeerit ja keraamit yleistyvät täsmätuotteina ja "funktionaalisina materiaaleina", mutta eivät korvaa rautaa ja terästä.

"Terästeollisuus on lähes suljettu systeemi, tavara kierrätetään tarkkaan. Sitä tuskin mikään tulee syrjäyttämään.