Hva er karbonstål?

Karbonstål er en metalllegering som dannes som et resultat av å kombinere jern og karbon. Stål anses vanligvis å være karbonstål når andelene av andre sporelementer i det ikke overskrider visse prosentandeler. Maksimalprosentene er vanligvis 1,65 prosent for mangan og 0,6 prosent for kobber og silisium. Kobberprosenten må være minst 0,4 prosent. Stål som også inneholder større eller spesifiserte mengder andre elementer, for eksempel nikkel, krom eller vanadium, kalles legert stål.

Produsenter tilfører karbon til jern for å størkne strukturene i det og styrke det resulterende metallet. Det er et av de mest kostnadseffektive legeringsmaterialene, og å endre mengden karbon endrer stålets egenskaper. Karbonstål kan klassifiseres som karbonstål, middels karbonstål, karbonstål og ultrahøy-karbonstål.

Stål med svært lave mengder karbon, omtrent 0,05 til 0,3 prosent, kalles lavkarbonstål og ligner på jern. De er veldig duktile, noe som gjør dem vanskelig å maskinere. De brukes til å lage flatvalsede plater eller stålstrimler som brukes til å lage skip, trådprodukter, bilkarosserier, husholdningsapparater, tinnplater og mer. Stål med lite karbon er billigere, men de kan ikke endres ved varmebehandling, og det er derfor de vanligvis brukes til fabrikasjon og paneler.

Å øke karboninnholdet gjør karbonstålet hardere og sterkere, men reduserer stålets sveisbarhet og duktilitet, og det gjør stålet mer sprøtt. Produsenter legger også spormengder av andre legeringsmaterialer til karbonstål som ikke påvirker stålets egenskaper, men lar dem kontrollere visse kvaliteter av stålet. Blant de berørte egenskapene er stålets elastisitet, styrke og hardhet.

Stål med middels karbon har et høyere karboninnhold på omtrent 0,3 til 0,6 prosent. Disse er enklere å maskinere, og noen produsenter tilfører litt silisium og mangan til stålet for å forbedre kvaliteten. Disse stålene er fremdeles billige og brukes til å lage ting som aksler, gir, sjakter, skinner, rørledninger og koblinger.

Stål med høyt karbon er svært vanskelig å sveise fordi de inneholder karbon i området 0,6 til 1,0 prosent. De har også høyere andeler mangan, som tilsettes for å øke herdbarheten av stålet. Stål med høyt karbon er veldig utsatt for varme, og det flammer lett å herde, noe som gjør det mulig å bearbeide det til mange forskjellige former. Stål med høy karbon har større strekkfasthet og brukes til å lage produkter som skjæreverktøy, kniver, fjærer og høyfastede ledninger.

Ultrahøye karbonstål har karbon i området 1,25 til 2,0 prosent. Det er ikke mulig å bearbeide denne typen karbonstål kaldt, fordi det er ganske sprøtt. Ultrahøye karbonstål brukes til å lage komponenter som krever ekstrem hardhet, som blader, skjæreverktøy og store deler. De er veldig følsomme for varme og har god maskinbarhet og overlegen slitestyrke.