Svět bez ocelových konstrukcí by byl jakkoli smysluplně nepoznatelný jako moderní. Ocel je převládajícím materiálem používaným po celé planetě pro konstrukci všeho, co musí být pevné a trvalé: mrakodrapy, železniční tratě, mosty, automobilové rámy a nespočet domácích nástrojů, které musí tolerovat velké namáhání, opotřebení a roztržení.
Uhlíková ocel je druh oceli obsahující množství uhlíkového prvku, který z jiných oborů studia poznáte jako velmi běžný a všestranný atom.
Změna množství uhlíku v uhlíkové oceli, která nikdy nestoupne nad přibližně 2,0 procenta, může drasticky změnit vlastnosti oceli; vysoce uhlíková ocel je varianta, která, i když je křehká podle průmyslových standardů, se stala nepostradatelnou pro nespočetné oblasti každodenního lidského života.
Co je ocel?
Ocel není kov, ale ocel slitina nebo směs kovů. Skládá se převážně z kovového prvku železa (Fe), který je nejen nezbytný pro konstrukci, ale je nezbytný pro tvorbu červených krvinek přenášejících kyslík ve vašem těle.
Když se železo zahřívá na velmi vysoké teploty, například na 1 300 ° C, mřížová struktura je tvořena sousedními atomy mění tvar a umožňuje ostatním prvkům, jako je uhlík, ve skutečnosti proklouznout trhlinami a infiltrovat mříž. Když mřížka vychladne, ostatní prvky jsou v jistém smyslu zapáleny do mřížky v pravidelných intervalech, stávají se součástí mřížky a mění vlastnosti materiálu.
- Kromě základního prvku železa a samozřejmě určitého množství uhlíku v mnoha případech patří i další prvky nalezené v oceli mangan, kobalt, křemík a chrom.
Druhy uhlíkové oceli
Uhlíková ocel, jak pravděpodobně můžete odvodit z názvu tohoto článku, přichází ve formách odstupňovaných podle jejich specifického obsahu uhlíku. Nízkouhlíková ocel je ta, která obsahuje méně než 0,25 procent uhlíku; ocel se středním obsahem uhlíku obsahuje 0,25 až 0,55 procent uhlíku; a vysoce uhlíková ocel je každý jiný druh uhlíkové oceli.
Nízkouhlíková ocel není tak tvrdá jako odrůdy s vyšším obsahem uhlíku, ale je také méně křehká. I když je pro vás pravděpodobně těžké si představit jakýkoli druh oceli jako „měkký“, pravděpodobně vás napadnou rozdíly v tom, jak různé ocelové předměty se cítí, i když to čtete, aniž byste věděli, že je to pravděpodobné kvůli jejich odlišnému uhlíku obsah.
Co je vysoce uhlíková ocel?
Jakákoli ocel s obsahem uhlíku 0,55 procenta nebo vyšším, nebo přibližně jednou částí ze 180, je považována za vysoce uhlíkovou ocel. Posunutí tohoto obsahu o více než 2 procenta způsobí, že výsledek bude extrémně křehký a bude mít omezené použití, přestože se tak vyrábějí litinové výrobky (např. Kamna na dřevo, nádobí). Jak tedy vidíte, “s vysokým obsahem uhlíku„je relativní pojem.
Mezi vlastnosti vysoce uhlíkové oceli patří velmi vysoká pevnost, extrémní tvrdost a odolnost proti opotřebení a mírná tažnost, míra schopnosti materiálu tolerovat deformaci, aniž by to bylo ve skutečnosti lámání.
Používá se v řezných nástrojích kvůli své schopnosti udržet velmi ostrou hranu pod nátlakem; používá se také na zednické hřebíky, které lze snadno vrazit do skály (i když ne rukama).
Co je nástrojová uhlíková ocel?
Oceli s obsahem uhlíku vyšším než 0,8 procenta jsou známé jako nástroj-uhlíkové oceli. Jméno je míněno jako vodítko; z důvodu své extrémní tvrdosti se tyto oceli používají v děrovacích šicích strojích, stříhacích čepelích, různých druzích pružin a všemožných řezacích nástrojích, nožech a holicích strojcích.
Železo v uhlíkové oceli, na rozdíl od nerezové oceli, není odolné vůči oxidaci (jinak se ve většině pozorovaných případů označuje jako rez) bez ohledu na obsah uhlíku. Čím vyšší je obsah uhlíku v oceli, tím je odolnější vůči korozi kvůli své větší celkové pevnosti.