Hoe verschilt koolstofstaal van gelegeerd staal?

Beide staalsoorten produceren koolstof tussen 0,02% en 2,1%, dus waarom wordt een staalsoort koolstofstaal genoemd? De term koolstofstaal wordt voornamelijk gebruikt om twee verschillende vormen van staal te beschrijven, namelijk koolstofstaal en laaggelegeerd staal. Ter vergelijking:gelegeerd staal is een specifieke categorie staallegeringen die is ontwikkeld voor corrosieweerstand. We vergelijken en contrasteren koolstofstaal met gelegeerd staal in dit artikel.

Gelegeerd staal

Van roestvast staal heeft alles vooraf zeker geweten. Het gaat om het fijnste kookgerei zoals potten en pannen. Elke metaalcombinatie wordt een legering genoemd. Een ander voorbeeld van een legering die we vandaag gaan behandelen, is een gelegeerd staal. Dit is een staalsoort gecombineerd met een of meer van de volgende elementen in verschillende snelheden:mangaan, ijzer, nikkel, titanium, koper, chroom en aluminium. Het onderscheid tussen roestvrij staal en gelegeerd staal is dat gelegeerd staal is samengesteld uit nikkel en koperachtige materialen.

Mangaan verbetert staal bij verhoogde temperaturen, omdat het onnodige productgroei, met name ijzersulfide, stopt. Nikkel en koper verhogen de sterkte en hardheid van het staal en behouden de weerstand tegen corrosie en oxidatie. Koper wordt in extreem kleine hoeveelheden gebruikt, maar het verbetert vaak de sterkte en tolerantie tegen corrosie van het materiaal. Aluminium voorkomt de vorming en groei van bepaalde onzuiverheden, zoals austenietgesteenten. Chroom is een cruciaal legeringsmateriaal dat dient als een essentieel bestanddeel tegen corrosie en slijtage. Hierdoor kan staal ook uitharden, omdat het sterk reageert op warmtebehandelingen.

Gelegeerd staal heeft twee soorten:hoog- en laaggelegeerd staal. Welke afhangt van het percentage legeringselementen; hooggelegeerd staal heeft een laag percentage. Laaggelegeerd staal bevat doorgaans 1-5% gelegeerde componenten, waardoor het meer geschikt is voor toepassingen met mechanische eigenschappen. En roestvrij staal is het bekendste voorbeeld van hooggelegeerd staal. De chroomwaarden verschillen, waardoor verschillende vormen van roestvrij staal ontstaan. Er is ten minste 12 procent chroom en in bepaalde staalsoorten kan dit oplopen tot 27 procent; afhankelijk van hun toepassing.

Koolstofstaal

Koolstofstaal is een ander type staal dat in dit stuk wordt gebruikt. Bij deze staalsoort is het hoofdbestanddeel niet ijzer, maar koolstof. Hoe hoger het koolstofgehalte, hoe sneller je het metaal kunt uitharden bij het opwarmen. Klein, middelgroot en hoog koolstofstaal zijn ook beschikbaar. In koolstofarm staal bereikt het koolstofgehalte in combinatie met 0,4 procent mangaan geen 0,25 procent. Het is het goedkoopste koolstofstaal en ze kunnen worden gebruikt omdat ze gemakkelijk in veel toepassingen kunnen worden gegoten. Medium carbon staal bestaat uit een vast koolstofgehalte van 0,54 procent en 1,65 procent mangaan. Het hogere koolstofgehalte maakt deze staalsoort zwaarder en slijtvaster. Dit vermindert echter hun vermogen om zich snel te vormen. Terwijl koolstofstaal een koolstofgehalte heeft tot 0,9%.

Dit type koolstofstaal is het moeilijkst en moeilijkst te ontwerpen en wordt daarom alleen gebruikt waar het echt nodig is. Elk van zijn toepassingen omvat pijpen, buizen en messen. Als je een liefhebber bent van chemie, weet je dat de verschillende soorten koolstof echt solide zijn. Daarnaast zijn diamanten, de hardste stof op aarde, gemaakt van koolstof. Dat kan begrijpen waarom, wanneer koolstof wordt gecombineerd met ijzer, het alleen voldoende is zonder extra elementen om het te versterken.

Nu we een sterke basis van koolstofstaal hebben opgebouwd, gaan we dieper in op het onderscheid tussen koolstofstaal en gelegeerd staal. De compositie ligt wat ver uit elkaar. Koolstofstaal bestaat voor 2,1 procent uit koolstof en ijzer. Elk ander ingrediënt dat in dit soort staal aanwezig is, wordt onzuiverheid genoemd.

Toch zal gelegeerd staal niet worden gelegeerd zonder de vereiste elementen op te nemen om hun eigenschappen te verbeteren. Dit maakt het gelegeerde staal roestbestendiger, heeft een betere treksterkte en is zwaarder. Hoe hoger de kwaliteit van legeringsmaterialen, hoe langer het gelegeerde staal in gebruik is. Aan de andere kant geldt:hoe hoger het koolstofgehalte, hoe taaier het staal en hoe minder functioneel. Toch scoort koolstofstaal in de kwaliteitsgroep twee. Koolstofstaal is relatief goedkoper, vooral gezien het lagere koolstofgehalte. Gelegeerd staal kan erg duur worden vanwege de extra legeringselementen en hun hoeveelheid.