Wat is gemiddeld koolstofstaal?

Staal is een legering van metalen die voornamelijk uit ijzer bestaat en 0,2 tot 2,1 procent koolstof bevat. Al het staal bevat koolstof, maar de term "koolstofstaal" is specifiek van toepassing op staal dat koolstof als het belangrijkste legeringsbestanddeel bevat. Medium koolstofstaal is koolstofstaal dat tussen 0,30 en 0,60 procent koolstof bevat. Het heeft ook een mangaangehalte tussen 0,6 en 1,65 procent. Dit type staal zorgt voor een goede balans tussen sterkte en ductiliteit en komt veel voor in veel soorten stalen onderdelen.

IJzer bestaat uit een kristalrooster van ijzeratomen waardoor de atomen langs elkaar kunnen schuiven, waardoor puur ijzer relatief zacht wordt. De koolstof in staal vermindert deze neiging, waardoor medium koolstofstaal harder is dan ijzer. Extra elementen zoals chroom, mangaan, wolfraam en vanadium kunnen ook als verharders in staal werken. De precieze verhouding van deze elementen bepaalt de specifieke eigenschappen van het staal.

Extra koolstof maakt het staal harder maar ook brozer, dus de fabricage van koolstofstaal vereist een evenwicht tussen hardheid en taaiheid. De meest voorkomende toepassingen van middelgroot koolstofstaal zijn in zware machines, zoals assen, krukassen, koppelingen en tandwielen. Staal met een koolstofgehalte tussen 0,4 en 0,6 procent wordt veel gebruikt in de spoorwegindustrie om assen, rails en wielen te maken.

De behandeling van middelgroot koolstofstaal met warmte verandert de mechanische eigenschappen, zoals vervormbaarheid, hardheid en sterkte aanzienlijk. Warmtebehandeling van staal heeft een lichte invloed op andere eigenschappen, zoals het vermogen om ook warmte en elektriciteit te geleiden. Er bestaat een verscheidenheid aan methoden voor het behandelen van staal met warmte.

Het koolstof- en mangaangehalte in middelgroot koolstofstaal maakt blussen en ontlaten de meest gebruikelijke methode van warmtebehandeling voor dit type staal. Dit proces omvat over het algemeen het herhaaldelijk verwarmen van het staal tot minder dan 1333 ° F (ongeveer 723 ° C) en het snel afkoelen door het af te koelen in een vloeistof zoals olie of water. De temperatuur en tijd van dit proces stellen de fabrikant in staat om de uiteindelijke eigenschappen van het staal nauwkeurig te controleren.

Case hardening is een proces voor het harden van staal dat alleen de buitenkant van het staal aantast. Dit zorgt voor een harde, waterbestendige buitenkant met een meer taaie binnenkant. Koolstofstaal wordt vaak gehard omdat het moeilijk is om een ​​dik koolstofstalen onderdeel volledig uit te harden. Staal met meer legeringsmiddelen dan dat van middelgroot koolstofstaal heeft een groter vermogen om te worden gehard en hoeft mogelijk niet te worden gehard.