Eine Welt ohne Stahlkonstruktionen wäre in keiner sinnvollen Weise als modern zu erkennen. Stahl ist das vorherrschende Material, das auf der ganzen Welt für den Bau von allem verwendet wird, was stark und dauerhaft sein muss: Wolkenkratzer, Bahngleise, Brücken, Autorahmen und unzählige Haushaltsgeräte, die viel Stress, Verschleiß und zerreißen.
Kohlenstoffstahl ist eine Art Stahl, der Mengen des Elements Kohlenstoff enthält, das Sie vielleicht aus anderen Studiengebieten als sehr verbreitetes und vielseitiges Atom kennen.
Eine Änderung des Kohlenstoffgehalts in Kohlenstoffstahl, der nie über etwa 2,0 Prozent ansteigt, kann die Eigenschaften des Stahls drastisch verändern; Kohlenstoffstahl ist eine Variante, die, obwohl sie nach Industriestandards spröde ist, aus unzähligen Bereichen des menschlichen Alltags nicht mehr wegzudenken ist.
Was ist Stahl?
Stahl ist kein Metall, sondern ein Legierung oder eine Mischung von Metallen. Es besteht zum überwiegenden Teil aus dem metallischen Element Eisen (Fe), das nicht nur für den Bau notwendig ist, sondern auch für die Bildung der sauerstofftragenden roten Blutkörperchen in Ihrem Körper benötigt wird.
Beim Erhitzen von Eisen auf sehr hohe Temperaturen, z. B. 1.300 °C, bildet sich die Gitterstruktur der angrenzenden Atome verändert die Form und lässt andere Elemente, wie z. B. Kohlenstoff, durch die Risse rutschen und in die Gitter. Beim Abkühlen des Gitters werden die anderen Elemente in regelmäßigen Abständen gewissermaßen in das Gitter eingebrannt, werden Teil des Gitters und verändern die Materialeigenschaften.
- Neben dem Grundelement Eisen und natürlich in vielen Fällen auch Kohlenstoff sind weitere Elemente im Stahl enthalten Mangan, Kobalt, Silizium und Chrom.
Arten von Kohlenstoffstahl
Kohlenstoffstahl, wie Sie wahrscheinlich dem Titel dieses Artikels entnehmen können, gibt es in Formen, die nach ihrem spezifischen Kohlenstoffgehalt abgestuft sind. Kohlenstoffarmer Stahl ist derjenige, der weniger als 0,25 Prozent Kohlenstoff enthält; Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt enthält 0,25 % bis 0,55 % Kohlenstoff; und kohlenstoffreicher Stahl ist jede andere Art von Kohlenstoffstahl.
Kohlenstoffarmer Stahl ist nicht so hart wie kohlenstoffreichere Sorten, aber auch weniger spröde. Obwohl es für Sie wahrscheinlich schwer ist, sich jede Art von Stahl als "weich" vorzustellen, können Sie sich wahrscheinlich Unterschiede in der Art vorstellen unterschiedliche Stahlobjekte fühlen sich beim Lesen gleich an, ohne jemals zu wissen, dass dies wahrscheinlich an ihrem unterschiedlichen Kohlenstoff lag Inhalt.
Was ist kohlenstoffreicher Stahl?
Als kohlenstoffreicher Stahl gilt jeder Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,55 Prozent oder mehr oder etwa einem zu 180 Teil. Wird dieser Gehalt über 2 Prozent hinausgeschoben, wird das Ergebnis extrem spröde und wenig brauchbar, obwohl so gusseiserne Produkte (z. B. Holzöfen, Kochgeschirr) hergestellt werden. Wie Sie sehen können, "hoher Kohlenstoffgehalt" ist ein relativer Begriff.
Zu den Eigenschaften des Kohlenstoffstahls gehören eine sehr hohe Festigkeit, extreme Härte und Verschleißfestigkeit, und moderate Duktilität, ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, Verformungen zu tolerieren, ohne tatsächlich brechen.
Es wird in Schneidwerkzeugen verwendet, da es unter Druck eine sehr scharfe Kante behält; Es wird auch für Mauernägel verwendet, die sich leicht in Fels schlagen lassen (allerdings nicht mit den Händen).
Was ist Werkzeug-Kohlenstoffstahl?
Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,8 Prozent werden als Werkzeug-Kohlenstoffstähle. Der Name ist als Hinweis gedacht; aufgrund ihrer extremen härte werden diese stähle in stanzahlen, schermessern, diversen federn und allerlei schneidgeräten, messern und rasierern verwendet.
Das Eisen in Kohlenstoffstahl ist im Gegensatz zu Edelstahl nicht oxidationsbeständig (ansonsten in den meisten beobachteten Fällen bekannt als Rost) unabhängig von seinem Kohlenstoffgehalt. Je höher der Kohlenstoffgehalt von Stahl ist, desto korrosionsbeständiger ist er jedoch aufgrund seiner höheren Gesamtfestigkeit.