Welche Faktoren beeinflussen die Festigkeit von Kohlenstoffstahl?
Die Festigkeit von Kohlenstoffstahl wird von vielen Faktoren beeinflusst, von denen einige die Legierungsart des Stahls und andere die Entstehung des Stahls beeinflussen. Einer der Hauptfaktoren, die die Festigkeit von Kohlenstoffstahl beeinflussen, ist die Menge an Kohlenstoff, die Eisen vor der Stahlherstellung zugesetzt wird, da Kohlenstoff sowohl zum Erzeugen als auch zum Härten von Stahl dient. Während Kohlenstoffstahl typischerweise nicht viele andere Elemente in der Stahllegierung enthält, können diese Einschlüsse die Festigkeit, Härte und andere Eigenschaften von Stahl verändern. Nachdem der Stahl legiert ist, kann er Wärme ausgesetzt werden, wodurch seine Festigkeit erhöht werden kann.
Kohlenstoffstahl ist eine Stahlsorte, die im Allgemeinen eine geringe Menge Kohlenstoff enthält, aber es gibt Typen, die mehr Kohlenstoff enthalten als andere. Ein großer Faktor bei der Bestimmung der Festigkeit von Kohlenstoffstahl ist die Menge an Kohlenstoff selbst. Dies wird in erster Linie zur Herstellung von Stahl benötigt und zusammen mit Eisen erhitzt, bis die beiden schmelzen und miteinander verschmelzen. Kohlenstoff ist ein Härter, also bedeutet mehr Kohlenstoff festeren und härteren Stahl. Während das Tempern in der Lage ist, den Stahl nach seiner Herstellung stärker zu festigen, bestimmt Kohlenstoff häufig die Gesamthärte des Stahls.
Einschlüsse sind bei Kohlenstoffstahl im Gegensatz zu einigen anderen Arten von Stahllegierungen ungewöhnlich, aber selbst eine kleine Menge anderer Metalle kann die Festigkeit von Kohlenstoffstahl verändern. Diese Metalle werden beim Legieren des Stahls zugesetzt. Andernfalls muss der Stahl später eingeschmolzen werden, damit diese Metalle eingeführt werden können. Die meisten Metalle wie Mangan, Phosphor und Nickel werden Kohlenstoffstahl zugesetzt, um seine Festigkeit zu erhöhen. Andere Metalle wie Blei und Kupfer schwächen den Stahl, erleichtern jedoch das Bearbeiten oder Schweißen, was von Vorteil sein kann.
Der meiste Stahl wird wärmebehandelt, nachdem er legiert wurde, um die Festigkeit von Kohlenstoffstahl zu erhöhen, obwohl der Stahl manchmal so verwendet wird, wie er ist. Es gibt viele verschiedene Methoden zum Tempern von Stahl, und jede dient dazu, verschiedene Attribute zu erhöhen. Der Stahl wird üblicherweise in einem Ofen oder einem ähnlichen Bereich platziert, wo der Stahl ausreichend erhitzt wird, um eine blaue Farbe zu erzeugen, aber nicht genug, um ihn zu schmelzen. Nach mehrmaliger Wiederholung dieses Vorgangs steigt die Festigkeit von Kohlenstoffstahl in der Regel dramatisch an.