En värld utan stålkonstruktioner i den skulle vara oigenkännlig som modern på något meningsfullt sätt. Stål är det dominerande materialet som används över hela planeten för konstruktion av allt som behöver vara starkt och varaktigt: skyskrapor, järnvägsspår, broar, bilramar och otaliga hushållsredskap som tål mycket stress, slitage och riva.
Kolstål är ett slags stål som innehåller mängder av grundämnet kol, som du kanske känner igen från andra studierominer som en mycket vanlig och mångsidig atom.
Att ändra mängden kol i kolstål, som aldrig stiger över cirka 2,0 procent, kan drastiskt ändra stålets egenskaper; högkolhaltigt stål är en variant som, trots att den är spröd av branschstandarder, har blivit oumbärlig över otaliga sträckor i vardagen.
Vad är stål?
Stål är inte en metall utan en legering eller en blandning av metaller. Den består överväldigande av det metalliska elementet järn (Fe), som inte bara är viktigt för konstruktion men som krävs för bildandet av syreförande röda blodkroppar i kroppen.
När järn värms upp till mycket höga temperaturer, såsom 1300 ° C, bildas gitterstrukturen av dess angränsande atomer ändrar form och låter andra element, såsom kol, i själva verket glida genom sprickorna och infiltrera gitter. När gitteret svalnar bakas de andra elementen på ett sätt i gitteret med jämna mellanrum, blir en del av gitteret och förändrar materialets egenskaper.
- Förutom baselementet järn och naturligtvis en viss mängd kol i många fall, inkluderar andra element som finns i stål mangan, kobolt, kisel och krom.
Typer av kolstål
Kolstål, som du förmodligen kan samla från titeln på den här artikeln, kommer i former graderade efter deras specifika kolinnehåll. Stål med låg kolhalt är det som innehåller mindre än 0,25 procent kol; medium kolstål innehåller 0,25 procent till 0,55 procent kol; och kolstål är alla andra typer av kolstål.
Stål med låg kolhalt är inte lika hårt som sorter med högre kol, men är också mindre sprött. Även om det förmodligen är svårt för dig att tänka på någon form av stål som "mjukt", kan du förmodligen tänka på skillnader i hur olika stålföremål känns även när du läser detta, utan att någonsin ha vetat att detta troligtvis berodde på deras olika kol innehåll.
Vad är högkolstål?
Varje stål med en kolhalt på 0,55 procent eller högre, eller ungefär en del år 180, betraktas som kolhaltigt stål. Att trycka detta innehåll över 2 procent gör resultatet extremt sprött och av begränsad användning, även om det är så gjutjärnsprodukter (t.ex. vedspisar, köksredskap) tillverkas. Så som du kan se, "högt kol"är en relativ term.
Högkolstålegenskaper inkluderar mycket hög hållfasthet, extrem hårdhet och slitstyrka och måttlig duktilitet, ett mått på materialets förmåga att tolerera att deformeras utan att faktiskt brytning.
Den används i skärverktyg på grund av dess förmåga att hålla en mycket skarp kant under tvång; den används också för murade naglar, som lätt kan hamras i sten (om än inte med händerna).
Vad är verktygskolstål?
Stål med kolinnehåll högre än 0,8 procent är kända som verktygskolstål. Namnet är tänkt som något av en ledtråd; på grund av sin extrema hårdhet används dessa stål i stansar, klippklingor, olika typer av fjädrar och alla slags skärverktyg, knivar och rakhyvlar.
Järnet i kolstål, till skillnad från det i rostfritt stål, är inte motståndskraftigt mot oxidation (annars känt i de flesta observerade fall som rost) oavsett kolinnehåll. Ju högre kolinnehåll i stål, desto mer motståndskraftigt är det dock mot korrosion på grund av dess större totalhållfasthet.