Świat bez konstrukcji stalowych byłby nie do poznania jako nowoczesny w jakikolwiek znaczący sposób. Stal jest dominującym materiałem używanym na całej planecie do budowy wszystkiego, co musi być mocne i trwałe: drapacze chmur, tory kolejowe, mosty, ramy samochodów i niezliczone narzędzia gospodarstwa domowego, które muszą tolerować duży stres, zużycie i łza.
Stal węglowa jest rodzajem stali zawierającej pewne ilości pierwiastka węgla, który być może rozpoznajesz z innych dziedzin nauki jako bardzo powszechny i wszechstronny atom.
Zmiana ilości węgla w stali węglowej, która nigdy nie przekracza około 2,0 procent, może drastycznie zmienić właściwości stali; Stal weglowa z wysoka zawartoscia wegla to wariant, który pomimo tego, że jest kruchy jak na standardy branżowe, stał się niezbędny w niezliczonych dziedzinach codziennego życia ludzkiego.
Co to jest stal?
Stal nie jest metalem, ale stop lub mieszanina metali. Składa się w przeważającej mierze z metalicznego pierwiastka żelaza (Fe), które jest nie tylko niezbędne do budowy, ale jest również wymagane do tworzenia czerwonych krwinek przenoszących tlen w twoim ciele.
Gdy żelazo jest podgrzewane do bardzo wysokich temperatur, takich jak 1300 ° C, struktura sieciowa utworzona przez sąsiednie atomy zmienia kształt i pozwala innym pierwiastkom, takim jak węgiel, w efekcie przenikać przez pęknięcia i wnikać w nie krata. Kiedy sieć stygnie, pozostałe elementy są w pewnym sensie wypalane w sieci w regularnych odstępach czasu, stając się jej częścią i zmieniając właściwości materiału.
- Oprócz podstawowego pierwiastka żelaza i oczywiście pewnej ilości węgla w wielu przypadkach, inne pierwiastki występujące w stali obejmują: mangan, kobalt, krzem i chrom.
Rodzaje stali węglowej
Stal węglowa, jak zapewne można wywnioskować z tytułu tego artykułu, występuje w postaciach sortowanych według ich określonej zawartości węgla. Stal niskowęglowa to taka, która zawiera mniej niż 0,25% węgla; stal średniowęglowa zawiera 0,25% do 0,55% węgla; a stal wysokowęglowa to każdy inny rodzaj stali węglowej.
Stal niskowęglowa nie jest tak twarda jak odmiany o wyższej zawartości węgla, ale jest też mniej krucha. Chociaż prawdopodobnie trudno jest ci myśleć o jakiejkolwiek stali jako o „miękkiej”, prawdopodobnie możesz pomyśleć o różnicach w tym, w jaki sposób różne stalowe przedmioty są odczuwalne nawet, gdy to czytasz, nigdy nie wiedząc, że było to prawdopodobnie spowodowane różnym węglem zawartość.
Co to jest stal wysokowęglowa?
Każda stal o zawartości węgla 0,55 procent lub wyższej, czyli około jednej części na 180, jest uważana za stal wysokowęglową. Przekroczenie tej zawartości powyżej 2 procent powoduje, że wynik jest wyjątkowo kruchy i ma ograniczone zastosowanie, chociaż tak powstają produkty żeliwne (np. piece na drewno, naczynia kuchenne). Więc jak widać, ”wysoka zawartość węgla„ to termin względny.
Właściwości stali wysokowęglowej obejmują bardzo wysoką wytrzymałość, ekstremalną twardość i odporność na zużycie oraz umiarkowana ciągliwość, miara zdolności materiału do tolerowania deformacji bez faktycznego łamanie.
Jest stosowany w narzędziach skrawających, ze względu na zdolność do utrzymywania bardzo ostrej krawędzi pod przymusem; jest również używany do gwoździ murarskich, które można łatwo wbić w skałę (choć nie rękami).
Co to jest stal narzędziowa-węglowa?
Stale o zawartości węgla wyższej niż 0,8 procent są znane jako stale narzędziowo-węglowe. Nazwa ma być wskazówką; ze względu na ich ekstremalną twardość, te stale są używane w szydłach, ostrzach nożyc, różnego rodzaju sprężynach i wszelkiego rodzaju narzędziach tnących, nożach i maszynkach do golenia.
Żelazo w stali węglowej, w przeciwieństwie do stali nierdzewnej, nie jest odporne na utlenianie (inaczej znane w większości obserwowanych przypadków jako rdza) niezależnie od zawartości węgla. Jednak im wyższa zawartość węgla w stali, tym bardziej jest ona odporna na korozję ze względu na większą wytrzymałość ogólną.