Un monde sans structures en acier serait méconnaissable comme moderne de quelque manière que ce soit. L'acier est le matériau prédominant utilisé partout sur la planète pour la construction de tout ce qui doit être solide et durable: gratte-ciel, voies ferrées, ponts, châssis d'automobiles et d'innombrables outils ménagers qui doivent tolérer beaucoup de stress, d'usure et larme.
Acier Carbone est une sorte d'acier contenant des quantités de l'élément carbone, que vous reconnaissez peut-être dans d'autres domaines d'étude comme un atome très courant et polyvalent.
Changer les quantités de carbone dans l'acier au carbone, qui ne dépasse jamais environ 2,0 pour cent, peut changer radicalement les propriétés de l'acier; acier à haute teneur en carbone est une variante qui, bien qu'elle soit fragile selon les normes de l'industrie, est devenue indispensable dans d'innombrables domaines de la vie humaine quotidienne.
Qu'est-ce que l'acier?
L'acier n'est pas un métal mais un alliage ou un mélange de métaux. Il se compose en grande partie de l'élément métallique fer (Fe), qui est non seulement essentiel à la construction, mais également nécessaire à la formation des globules rouges transportant l'oxygène dans votre corps.
Lorsque le fer est chauffé à des températures très élevées, telles que 1 300 °C, la structure en réseau formée par ses atomes adjacents change de forme et permet à d'autres éléments, tels que le carbone, de passer à travers les fissures et de s'infiltrer dans le treillis. Lorsque le réseau se refroidit, les autres éléments sont en quelque sorte cuits dans le réseau à intervalles réguliers, devenant une partie du réseau et modifiant les propriétés du matériau.
- Outre le fer de l'élément de base et bien sûr une certaine quantité de carbone dans de nombreux cas, d'autres éléments trouvés dans l'acier comprennent manganèse, cobalt, silicium et chrome.
Types d'acier au carbone
L'acier au carbone, comme vous pouvez probablement le déduire du titre de cet article, se présente sous des formes classées en fonction de leur teneur en carbone spécifique. L'acier à faible teneur en carbone est celui qui contient moins de 0,25 % de carbone; l'acier à teneur moyenne en carbone contient 0,25 pour cent à 0,55 pour cent de carbone; et l'acier à haute teneur en carbone est tout autre type d'acier au carbone.
L'acier à faible teneur en carbone n'est pas aussi dur que les variétés à haute teneur en carbone, mais il est également moins cassant. Bien qu'il soit probablement difficile pour vous de considérer n'importe quel type d'acier comme "doux", vous pouvez probablement penser à des différences dans la façon dont différents objets en acier se sentent même lorsque vous lisez ceci, sans jamais avoir su que cela était probablement dû à leur carbone différent contenu.
Qu'est-ce que l'acier à haute teneur en carbone ?
Tout acier avec une teneur en carbone de 0,55% ou plus, ou environ une partie sur 180, est considéré comme un acier à haute teneur en carbone. Pousser ce contenu au-delà de 2 pour cent rend le résultat extrêmement cassant et d'utilisation limitée, bien que c'est ainsi que les produits en fonte (par exemple, les poêles à bois, les ustensiles de cuisine) sont fabriqués. Donc, comme vous pouvez le voir, "haute teneur en carbone" est un terme relatif.
Les propriétés de l'acier à haute teneur en carbone comprennent une résistance très élevée, une dureté extrême et une résistance à l'usure, et ductilité modérée, une mesure de la capacité d'un matériau à tolérer une déformation sans réellement rupture.
Il est utilisé dans les outils de coupe, en raison de sa capacité à conserver un tranchant très tranchant sous la contrainte; il est également utilisé pour les clous à maçonnerie, qui peuvent être facilement enfoncés dans la roche (mais pas avec les mains).
Qu'est-ce que l'acier au carbone à outils ?
Les aciers dont la teneur en carbone est supérieure à 0,8 % sont appelés aciers au carbone à outils. Le nom est signifié comme quelque chose d'un indice; en raison de leur extrême dureté, ces aciers sont utilisés dans les poinçons, les lames de cisaille, divers types de ressorts et toutes sortes d'outils coupants, couteaux et rasoirs.
Le fer de l'acier au carbone, contrairement à celui de l'acier inoxydable, n'est pas résistant à l'oxydation (autrement appelé dans la plupart des cas observés rouiller) quelle que soit sa teneur en carbone. Cependant, plus la teneur en carbone de l'acier est élevée, plus il est résistant à la corrosion en raison de sa plus grande résistance globale.