Koolstofstaal is een ijzer-koolstoflegering, die tot 2,1% koolstof bevat.Maximaal manganHet gehalte aan silicium en koper moet minder dan 1,65 gewichtspercentage, respectievelijk 0,6 gewichtspercentage en 0,6 gewichtspercentage bedragen.
Soorten koolstofstaal en hun eigenschappen
Koolstofstaal kan worden ingedeeld in drie categorieën, afhankelijk van het koolstofgehalte: koolstofarme staal (of mild koolstofstaal), koolstofarme staal en koolstofhoudend staal [1].microstructuur en eigenschappen vergelijken als volgt:
Staal met laag koolstofgehalte
Laagkoolstofstaal is de meest gebruikte vorm van koolstofstaal.Ze kunnen niet worden gehard door warmtebehandeling (om martensite te vormen), dus dit wordt meestal bereikt door koud werk.
Koolstofstaal is meestal relatief zacht en heeft een lage sterkte.
Hoogsterke, laaggelegeerde staal (HSLA) wordt ook vaak geclassificeerd als koolstofarme staal, maar bevat ook andere elementen zoals koper, nikkel, vanadium en molybdeen.Deze bevatten maximaal 10 wtHet is duidelijk dat het gebruik van de nieuwe technologieën in de industriële sector een belangrijke rol speelt in de verbetering van de kwaliteit van de produktie en de kwaliteit van de producten.het maakt ze gemakkelijk vormbaar en bewerkbaarHSLA is beter bestand tegen corrosie dan gewone koolstofarme staal.
Middelkoolstofstaal
Middelkoolstofstaal heeft een koolstofgehalte van 0,25·0,60 gewichtspercenten en een manganegehalte van 0,60·1,65 gewichtspercenten.De mechanische eigenschappen van dit staal worden verbeterd door middel van warmtebehandeling met autenitisatie gevolgd door afzuigen en tempereren, waardoor ze een martensitische microstructuur krijgen.
De warmtebehandeling kan alleen worden uitgevoerd op zeer dunne secties, maar bijkomende legeringselementen, zoals chroom, molybdeen en nikkel,kan worden toegevoegd om het vermogen van staal om warmtebehandeld te worden te verbeteren en, dus gehard.
Verhard koolstofstaal heeft een grotere sterkte dan koolstofstaal, maar dit gaat ten koste van de buigzaamheid en de taaiheid.
Staal met een hoog koolstofgehalte
Hoogkoolstofstaal heeft een koolstofgehalte van 0,60-1,25 gewichtspercenten en een mangaangehalte van 0,30-0,90 gewichtspercenten. Het heeft de hoogste hardheid en taaiheid van de koolstofstaal en de laagste ductiliteit.Hoogkoolstofstaal is zeer slijtvast omdat het bijna altijd is gehard en gehard.
Werktuigstaal en matrasstaal zijn koolstofrijke staalsoorten die extra legeringselementen bevatten, waaronder chroom, vanadium, molybdeen en wolfraam.De toevoeging van deze elementen resulteert in het zeer slijtvast staal, dat het gevolg is van de vorming van carbideverbindingen zoals wolfraamcarbide (WC).
Koolstofstaal kan worden geproduceerd uit gerecycled staal, puur staal of een combinatie van beide.
Vrouwelijk staal wordt vervaardigd door ijzererts, coke (geproduceerd door steenkool te verwarmen in afwezigheid van lucht) en kalk in een hoogoven bij ongeveer 1650 °C te combineren.Het gesmolten ijzer dat uit het ijzererts wordt gewonnen, wordt verrijkt met koolstof uit de brandende cokeDe overgebleven onzuiverheden komen samen met de kalk tot slag, die bovenop het gesmolten metaal drijft waar het kan worden gewonnen.
Het resulterende gesmolten staal bevat ongeveer 4 gewichtspercenten koolstof.Dit wordt bereikt door zuurstof door de smelt te laten gaan, die de koolstof in het staal oxideert, waardoor koolmonoxide en kooldioxide ontstaan.
Voorbeelden en toepassingen
Laagkoolstofstaal wordt vaak gebruikt in onderdelen van de carrosserie van auto's, structurele vormen (I-balken, kanaal- en hoek-ijzer), buizen, constructie- en brugcomponenten en voedselblikjes.
Als gevolg van hun hoge sterkte, slijtvastheid en taaiheid, worden koolstofstaal met een gemiddelde koolstofwaarde vaak gebruikt voor spoorwegen, treinen wielen, krukassen,en tandwiel- en machineonderdelen waarvoor deze combinatie van eigenschappen vereist is.
Vanwege hun hoge slijtvastheid en hardheid worden koolstofhoudende stalen gebruikt in snijgereedschappen, veren, hoge sterkte draad en matrijzen.
In de volgende tabel worden voorbeelden, eigenschappen en toepassingen van de verschillende koolstofstalen vergeleken.
