Mechanische eigenschappen van zacht staal

Staal bestaat uit koolstof en ijzer, met veel meer ijzer dan koolstof. In feite kan staal hoogstens ongeveer 2,1 procent koolstof bevatten. Zacht staal is een van de meest gebruikte bouwmaterialen. Het is erg sterk en kan worden gemaakt van gemakkelijk verkrijgbare natuurlijke materialen. Het staat bekend als zacht staal vanwege het relatief lage koolstofgehalte.

Zacht staal bevat meestal maximaal 40 punten koolstof. Eén koolstofpunt is 0,01 procent koolstof in het staal. Dit betekent dat het maximaal 0,4 procent koolstof bevat. De meeste staalsoorten hebben andere legeringselementen dan koolstof om ze bepaalde gewenste mechanische eigenschappen te geven. 1018-staal, een veelvoorkomend type zacht staal, bevat ongeveer 0,6 tot 0,9 procent mangaan, tot 0,04 procent fosfor en tot 0,05 procent zwavel. Het variëren van deze chemicaliën beïnvloedt eigenschappen zoals corrosieweerstand en sterkte.

Zacht staal is erg sterk vanwege de lage hoeveelheid koolstof die het bevat. In de materiaalkunde is kracht een ingewikkelde term. Zacht staal heeft een hoge weerstand tegen breuk. Zacht staal, in tegenstelling tot staal met een hoger koolstofgehalte, is behoorlijk kneedbaar, zelfs als het koud is. Dit betekent dat het een hoge trek- en slagvastheid heeft. Staal met een hoger koolstofgehalte versplintert of barst gewoonlijk onder spanning, terwijl zacht staal buigt of vervormt.

Zacht staal heeft een dichtheid van 0,248 pond per kubieke inch. Het smelt bij 2570 graden Fahrenheit. Het heeft een soortelijke warmte van ongeveer 0,122 British Thermal Units (BTU) per pond, per kubieke inch.

Zacht staal is vooral wenselijk voor constructie vanwege de lasbaarheid en bewerkbaarheid. Vanwege de hoge sterkte en kneedbaarheid is het vrij zacht. Dit betekent dat het gemakkelijk kan worden bewerkt in vergelijking met hardere staalsoorten. Het is ook gemakkelijk te lassen, zowel aan zichzelf als aan andere staalsoorten. Het krijgt een mooie afwerking en is polijstbaar. Het kan echter niet worden gehard door middel van warmtebehandelingsprocessen, zoals staal met een hoger koolstofgehalte dat wel kan. Dit is niet helemaal een slechte zaak, want hardere staalsoorten zijn niet zo sterk, waardoor ze een slechte keuze zijn voor bouwprojecten.