Qu'est-ce que l'acier au carbone noir?
L'acier est un alliage ou un mélange de fer avec du carbone et de petites quantités d'autres métaux. Le fer pur peut être fondu et mis en forme, mais tend à être mou. L'ajout de carbone renforcera le métal, et la plupart des aciers au carbone contiennent 1 à 2% de carbone. L'acier au carbone noir est créé pendant le processus de fabrication lorsque les températures élevées créent une fine couche de fer oxydé sur la surface extérieure.
Le carbone se lie chimiquement au fer dans les alliages d’acier, créant un matériau beaucoup plus dur que le fer pur. À mesure que la teneur en carbone augmente, le matériau devient plus dur mais plus fragile, ou sujet à la rupture sous contrainte ou sous charge. Un acier contenant plus de 2% de carbone est considéré comme de la fonte; Cela peut être utilisé pour la tuyauterie et les matériaux non structuraux, mais est considéré comme trop fragile pour l'acier structurel.
Le fer réagit facilement avec l'oxygène de l'air en créant de l'oxyde de fer ou de la rouille, ce qui entraînera la défaillance de certaines pièces; il est donc souvent recouvert pour empêcher la rouille à la surface. L'un des avantages de l'acier au carbone noir est la propriété naturelle anticorrosion du revêtement d'oxyde de fer noir, car l'oxyde agit comme une barrière pour empêcher l'oxygène du fer de pénétrer en dessous. La couche mince d'oxyde est créée à des températures élevées, formant une couche durable ne nécessitant aucun traitement ou revêtement supplémentaire.
Pour les applications où la protection contre la corrosion est essentielle, l'acier au carbone peut être peint ou galvanisé. L'acier est galvanisé par lavage à l'acide, puis plongé dans un bain de zinc en fusion. Le zinc forme une couche à l'extérieur de l'acier et se corrode d'abord lorsqu'il est exposé à l'air ou à l'humidité. La galvanisation améliore la durée de vie des pièces en acier, mais n'est pas utilisée sur l'acier au carbone noir, car la couche d'oxyde protège déjà l'acier.
L’acier noir au carbone est souvent utilisé pour la tuyauterie des réseaux de distribution d’eau ou de gaz, car il est peu coûteux et peut être soudé à l’aide de méthodes courantes. Certains oléoducs de longue distance utilisent des canalisations en acier au carbone noir, car les canalisations peuvent être raccordées sur le terrain et ne rouillent pas rapidement. L'acier au carbone noir peut être utilisé dans des climats ou des conditions de terrain pouvant accélérer la corrosion, mais une protection supplémentaire telle que des anodes peut être nécessaire. Les anodes sont des tiges enterrées en zinc qui se corrodent en premier lorsqu'elles sont connectées au tuyau en acier.
Les ustensiles de cuisine peuvent être appelés acier noir, mais la couleur foncée est le produit d'un traitement à l'huile appelé assaisonnement, plutôt que de la fabrication. L’acier au carbone est souvent recouvert d’huile pour empêcher la rouille et les ustensiles de cuisson en acier peuvent être huilés et chauffés pour absorber les molécules d’huile. L'acier va noircir et acquérir des propriétés antirouille, mais l'assaisonnement est un revêtement temporaire qui doit être répété périodiquement.