Een wereld zonder staalconstructies zou op een zinvolle manier onherkenbaar zijn als modern. Staal is het overheersende materiaal dat over de hele wereld wordt gebruikt voor de constructie van alles wat sterk en duurzaam moet zijn: wolkenkrabbers, spoorbanen, bruggen, autoframes en talloze huishoudelijke gereedschappen die veel stress, slijtage en scheur.
Koolstofstaal is een soort staal dat hoeveelheden van het element koolstof bevat, dat je misschien uit andere studiegebieden herkent als een veel voorkomend en veelzijdig atoom.
Het veranderen van de hoeveelheid koolstof in koolstofstaal, die nooit boven ongeveer 2,0 procent uitkomt, kan de eigenschappen van het staal drastisch veranderen; koolstofstaal is een variant die, ondanks dat hij bros is volgens industriestandaarden, onmisbaar is geworden in talloze lagen van het dagelijks leven van de mens.
Wat is staal?
Staal is geen metaal maar een legering of een mengsel van metalen. Het bestaat voor het grootste deel uit het metallische element ijzer (Fe), dat niet alleen essentieel is voor de bouw, maar ook nodig is voor de vorming van de zuurstofdragende rode bloedcellen in uw lichaam.
Wanneer ijzer wordt verwarmd tot zeer hoge temperaturen, zoals 1.300 ° C, wordt de roosterstructuur gevormd door de aangrenzende atomen verandert van vorm en zorgt ervoor dat andere elementen, zoals koolstof, in feite door de scheuren sijpelen en infiltreren in de rooster. Wanneer het rooster afkoelt, worden de andere elementen in zekere zin met regelmatige tussenpozen in het rooster gebakken, waardoor ze een deel van het rooster worden en de eigenschappen van het materiaal veranderen.
- Naast het basiselement ijzer en natuurlijk een hoeveelheid koolstof in veel gevallen, omvatten andere elementen die in staal worden gevonden: mangaan, kobalt, silicium en chroom.
Soorten koolstofstaal
Koolstofstaal, zoals je waarschijnlijk kunt afleiden uit de titel van dit artikel, wordt geleverd in vormen die zijn ingedeeld op basis van hun specifieke koolstofgehalte. Koolstofarm staal is staal dat minder dan 0,25 procent koolstof bevat; medium-carbon staal bevat 0,25 procent tot 0,55 procent koolstof; en koolstofstaal is elk ander soort koolstofstaal.
Koolstofarm staal is niet zo hard als varianten met een hoger koolstofgehalte, maar is ook minder bros. Hoewel het waarschijnlijk moeilijk voor je is om elke vorm van staal als 'zacht' te beschouwen, kun je waarschijnlijk verschillen bedenken in hoe verschillende stalen voorwerpen voelen zelfs aan terwijl je dit leest, zonder ooit te hebben geweten dat dit waarschijnlijk kwam door hun verschillende koolstof inhoud.
Wat is koolstofarm staal?
Elk staal met een koolstofgehalte van 0,55 procent of hoger, of ongeveer één deel op 180, wordt beschouwd als koolstofstaal. Door dit gehalte boven de 2 procent te duwen, wordt het resultaat extreem broos en beperkt bruikbaar, hoewel dit is hoe gietijzeren producten (bijvoorbeeld houtkachels, kookgerei) worden gemaakt. Dus zoals je kunt zien, "hoog koolstofgehalte"is een relatief begrip.
Eigenschappen van hoog koolstofstaal omvatten een zeer hoge sterkte, extreme hardheid en slijtvastheid, en matige taaiheid, een maatstaf voor het vermogen van een materiaal om te tolereren dat het vervormd is zonder daadwerkelijk breken.
Het wordt gebruikt in snijgereedschappen, vanwege zijn vermogen om onder dwang een zeer scherpe rand te behouden; het wordt ook gebruikt voor metselwerkspijkers, die gemakkelijk in steen kunnen worden geslagen (zij het niet met uw handen).
Wat is gereedschapskoolstofstaal?
Staalsoorten met een koolstofgehalte van meer dan 0,8 procent staan bekend als: gereedschap-koolstofstaal. De naam is bedoeld als een aanwijzing; vanwege hun extreme hardheid worden deze staalsoorten gebruikt in ponspriemen, scheermessen, verschillende soorten veren en allerlei snijgereedschappen, messen en scheermessen.
Het ijzer in koolstofstaal is, in tegenstelling tot dat in roestvrij staal, niet bestand tegen oxidatie (in de meeste gevallen ook wel bekend als: Roest) ongeacht het koolstofgehalte. Hoe hoger het koolstofgehalte van staal, hoe beter het bestand is tegen corrosie vanwege de grotere algehele sterkte.