Что такое черная углеродистая сталь?

Сталь - это сплав или смесь железа с углеродом и небольшим количеством других металлов. Чистое железо может плавиться и формоваться, но имеет тенденцию быть мягким. Добавление углерода укрепит металл, и большинство углеродистых сталей содержат от одного до двух процентов углерода. Черная углеродистая сталь создается в процессе производства, когда высокие температуры создают тонкий слой окисленного железа на внешней поверхности.

Углерод химически связывается с железом в стальных сплавах, создавая гораздо более твердый материал, чем чистое железо. По мере увеличения содержания углерода материал становится более твердым, но более хрупким или склонным к разрушению под нагрузкой или нагрузкой. Сталь, содержащая углерод в количестве более 2%, считается чугуном; это может использоваться для труб и неструктурных материалов, но считается слишком хрупким для конструкционной стали.

Железо легко реагирует с кислородом воздуха, образуя оксид железа или ржавчину, что приводит к выходу деталей из строя, поэтому его часто покрывают, чтобы предотвратить поверхностную ржавчину. Одним из преимуществ черной углеродистой стали является естественная антикоррозийная способность черного оксида железа, поскольку оксид действует как барьер, удерживающий кислород от железа ниже. Тонкий оксидный слой создается при высоких температурах, образуя прочный слой, не требующий дополнительной обработки или покрытия.

Для применений, где защита от коррозии имеет решающее значение, углеродистая сталь может быть окрашена или оцинкована. Сталь оцинковывается кислотой, промывая ее, затем погружая сталь в ванну с расплавленным цинком. Цинк образует слой на внешней стороне стали и будет корродировать первым при воздействии воздуха или влаги. Гальванизация улучшит срок службы стальных деталей, но не используется на черной углеродистой стали, потому что оксидный слой уже защищает сталь.

Черная углеродистая сталь часто используется для газопровода или водопровода, потому что она имеет низкую стоимость и может быть сварена с использованием обычных методов. В некоторых магистральных нефтепроводах используются трубы из черной углеродистой стали, потому что труба может быть подключена в полевых условиях и быстро не ржавеет. Черную углеродистую сталь можно использовать в климатических или грунтовых условиях, которые могут ускорить коррозию, но может потребоваться дополнительная защита, такая как аноды. Аноды - это заглубленные стержни из цинка, которые вначале подвергаются коррозии при соединении со стальной трубой.

Посуда может называться черной сталью, но темный цвет является продуктом масляной обработки, называемой приправой, а не производством. Углеродистая сталь часто покрывается маслом для предотвращения коррозии, а стальная кухонная посуда может быть смазана маслом и нагрета для поглощения молекул масла. Сталь потемнеет и приобретет некоторые антикоррозионные свойства, но приправа является временным покрытием и должна периодически повторяться.