Hvad er kulstål?
Kulstål er en metallegering, der dannes som et resultat af at kombinere jern og kulstof. Stål betragtes typisk som kulstofstål, når andelen af andre sporelementer deri ikke overstiger bestemte procentdele. De maksimale procenter er typisk 1,65 procent for mangan og 0,6 procent for kobber og silicium. Kobberprocenten skal være mindst 0,4 procent. Stål, der også indeholder højere eller specificerede mængder af andre elementer, såsom nikkel, krom eller vanadium, kaldes legeret stål.
Producenter tilføjer kul til jern for at størkne strukturerne i det og styrke det resulterende metal. Det er et af de mest omkostningseffektive legeringsmaterialer, og at ændre mængden af kulstof ændrer stålets egenskaber. Kulstofstål kan klassificeres som stål med lavt kulstofindhold, mellemkulstofstål, stål med højt kulstofindhold og ultrahøj kulstofstål.
Stål med meget lave mængder kulstof, ca. 0,05 til 0,3 procent, kaldes lavkulstofstål og ligner jern. De er meget duktile, hvilket gør dem svære at bearbejde. De bruges til at fremstille fladvalsede plader eller stålstrimler, der bruges til at skabe skibe, trådprodukter, biler, husholdningsapparater, tinplader og mere. Stål med lavt kulstofindhold er billigere, men de kan ikke ændres ved varmebehandling, hvorfor de normalt bruges til fremstilling og paneleringsformål.
Forøgelse af kulstofindholdet gør carbonstålet hårdere og stærkere, men reducerer stålets svejsbarhed og duktilitet, og det gør stålet mere sprødt. Producenter tilføjer også spormængder af andre legeringsmaterialer til kulstofstål, der ikke påvirker stålets egenskaber, men tillader dem at kontrollere visse kvaliteter af stålet. Blandt de berørte kvaliteter er stålets elasticitet, styrke og hårdhed.
Mellem kulstofstål har et højere kulstofindhold på ca. 0,3 til 0,6 procent. Disse er lettere at bearbejde, og nogle producenter tilføjer lidt silicium og mangan til stålet for at forbedre dets kvalitet. Disse stål er stadig billige og bruges til at fremstille ting som aksler, gear, aksler, skinner, rørledninger og koblinger.
Stål med højt kulstofindhold er meget svære at svejse, fordi de indeholder kulstof i området fra 0,6 til 1,0 procent. De har også højere andele af mangan, som tilføjes for at øge stålets hærdeevne. Stål med højt kulstofindhold er meget modtagelige for varme, og det flammer let at hærde, hvilket gør det muligt at bearbejde det i mange forskellige former. Stål med højt kulstofindhold har større trækstyrke og bruges til at skabe produkter som skæreværktøjer, klinger, fjedre og højstyrketråde.
Ultrahøj-kulstofstål har kulstof i området 1,25 til 2,0 procent. Det er ikke muligt at koldbearbejde denne type kulstofstål, fordi det er ret sprødt. Ultrahøj-kulstofstål bruges til at skabe komponenter, der kræver ekstrem hårdhed, såsom klinger, skæreværktøjer og store dele. De er meget følsomme over for varme og har god bearbejdelighed og overlegen slidstyrke.