Co je to černá uhlíková ocel?
Ocel je slitina nebo směs železa s uhlíkem a malým množstvím jiných kovů. Čisté železo může být roztaveno a tvarováno, ale má tendenci být měkké. Přidání uhlíku posílí kov a většina uhlíkových ocelí obsahuje jedno až dvě procenta uhlíku. Černá uhlíková ocel se vytváří během výrobního procesu, kdy vysoké teploty vytvářejí na vnějším povrchu tenkou vrstvu oxidovaného železa.
Uhlík se chemicky váže na železo ve slitinách oceli a vytváří mnohem tvrdší materiál než čisté železo. Se zvyšujícím se obsahem uhlíku se materiál stává tvrdším, ale křehčím, nebo náchylným k prasknutí pod napětím nebo zatížením. Ocel obsahující uhlík v množství nad 2% se považuje za litinu; to může být použito pro potrubí a nekonstrukční materiály, ale je považováno za příliš křehké pro konstrukční ocel.
Železo snadno reaguje s kyslíkem ve vzduchu a vytváří oxid železa nebo rez, který způsobí selhání dílů, takže je často potažen, aby se zabránilo povrchové korozi. Jednou z výhod černé uhlíkové oceli je přirozená antikorozní vlastnost povlaku z černého oxidu železa, protože oxid působí jako bariéra, která udržuje kyslík od železa níže. Tenká oxidová vrstva je vytvořena při vysokých teplotách a vytváří trvanlivou vrstvu, která nevyžaduje žádné další zpracování nebo povlakování.
Pro aplikace, kde je ochrana proti korozi kritická, může být uhlíková ocel natřena nebo pozinkována. Ocel je galvanizována kyselým mytím, poté ponořením oceli do roztavené zinkové lázně. Zinek tvoří vrstvu na vnější straně oceli a při vystavení vzduchu nebo vlhkosti bude nejprve korodovat. Galvanizace zlepší životnost ocelových dílů, ale nepoužívá se na černouhlíkovou ocel, protože vrstva oxidu již ocel chrání.
Černá uhlíková ocel se často používá pro plynové nebo vodní rozvody, protože má nízké náklady a může být svařována běžnými metodami. Některé ropovody na velké vzdálenosti používají potrubí z černé uhlíkové oceli, protože potrubí může být připojeno na poli a rychle nehrozí. Černá uhlíková ocel může být použita v klimatických nebo zemních podmínkách, které mohou urychlit korozi, ale může být zapotřebí další ochrana, jako jsou anody. Anody jsou zakopané pruty vyrobené ze zinku, které při připojení k ocelové trubce nejprve korodují.
Nádobí lze nazvat černou ocelí, ale tmavá barva je produktem ošetření oleje zvaného koření, spíše než výrobou. Uhlíková ocel je často potažena olejem, aby se zabránilo korozi, a ocelové nádobí může být naolejováno a zahříváno, aby absorbovalo molekuly oleje. Ocel ztmavne a získá některé vlastnosti, které zabraňují korozi, ale koření je dočasný nátěr a musí se pravidelně opakovat.