Działalność człowieka, rozwój przemysłu oraz innych dziedzin życia, wymagają bardzo często użycia specjalistycznych surowców, które charakteryzują się konkretnymi i oczekiwanymi właściwościami i cechami. Używa się ich do produkcji i wytwarzania najważniejszych elementów instalacji, systemów oraz komponentów i podzespołów samochodowych. Dobrym przykładem takiego materiału jest czarna stal węglowa. Dowiedz się więcej o czarnej stali i poznaj jej najważniejsze cechy.
Co to jest czarna stal węglowa?
Jest to rodzaj stali węglowej, która powstaje w trakcie obróbki cieplnej stopu żelaza i węgla. Zawartość tego drugiego pierwiastka w stali, swoim maksimum osiąga maksimum 2,11%. Wartość ta stanowi jednocześnie graniczną rozpuszczalność węgla w wodzie. Na twardość tej stali, bezpośredni wpływ ma zawartość węgla i cementytu. Wartość gęstości stali wynosi około 7,86 g/cm3. Swoją nazwę zawdzięcza właśnie obecności węgla w swoim składzie.
Czarna stal węglowa jest szeroko wykorzystywana w przemyśle, a także wielu sferach i dziedzinach życia człowieka. Jest podstawowym surowcem produktów takich jak blachy stalowe, perforowane oraz ryflowane, rury stalowe, ocynk oraz kotłowe. Produkuje się z niej także profile stalowe, płaskowniki, pręty okrągłe i kwadratowe, teowniki i kształtowniki. Stal czarną wykorzystuje się także przy produkcji młotków, pił ręcznych oraz brzeszczotów. Jest również podstawowym materiałem kół łańcuchowych, wierteł oraz przedłużek.
Właściwości stali czarnej
Ten gatunek stali odznacza się wysoką wytrzymałością i twardością, lecz jednocześnie jest mało odporny na korozję. Wysoka zawartość węgla sprawia, iż jest ona także bardzo trudna do cięcia, gięcia i spawania. Jest jednym z najbardziej popularnych gatunków stali stosowanych do perforacji.
W handlu występuje w arkuszach lub jest nawijana na szpule. Proces walcowania zgodny z wymaganiami odpowiedniej grubości odbywa się na gorąco lub zaraz po wystygnięciu. Jej cechy, jakość i właściwości mechaniczne są zależne od rodzaju zastosowanej obróbki. Na rynku występuje kilka gatunków stali czarnej.
Gatunki czarnej stali
Gatunkiem otrzymywanym w procesie walcowania na gorąco jest stal gorącowalcowana, oznaczana symbolem HR. Jej grubość może być różna i zależy od zamówienia klienta. Wartość minimalna to 1,2 milimetra. Znajduje zastosowanie w perforacji, lecz wykazuje niezwykle dużą podatność na korozję. Producenci zalecają zastosowanie dodatkowego zabezpieczenia w formie malowania proszkowego lub cynkowania.
Kolejnym gatunkiem stali czarnej jest stal zimnowalcowana o symbolu CR. Jak sama nazwa wskazuje, powstaje w procesie walcowania na zimno. Dzięki temu charakteryzuje się bardzo dobrym wykończeniem powierzchni. Występuje w grubościach od 0,3 do 3 milimetrów. Do jej zabezpieczenia zaleca się cynkowanie, malowanie lub cynkowanie elektryczne. Najlepiej zabezpieczoną przed korozją odmianą stali czarnej jest stal ocynkowana, oznaczona symbolem HDG. Zabezpieczona jest cynkowaniem ogniowym. W handlu występuje w grubościach od 0,3 do 3 milimetrów. Może być stosowana zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. Do pełnego zabezpieczenia przed warunkami pogodowymi i rdzewieniem stosuje się dodatkową warstwę specjalnego lakieru lub malowanie proszkowe.
Stal węglowa – zastosowanie
Stal węglowa to rodzaj stali, w której głównym składnikiem stopowym jest węgiel. Stal węglowa posiada wiele zastosowań ze względu na swoje właściwości mechaniczne. Do głównych zastosowań stali węglowej należą:
- Konstrukcje stalowe: Stal węglowa jest powszechnie używana w budownictwie i inżynierii jako materiał konstrukcyjny do budowy ram, kształtowników, belek, słupów i innych elementów nośnych. To właśnie elastyczność i wytrzymałość mechaniczna czynią ją doskonałym materiałem do konstrukcji mostów, wież, budynków i innych struktur.
- Motoryzacja: Stal węglowa jest często stosowana w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji ram samochodów, karoserii, zawieszenia i innych komponentów. Dzięki temu uzyskiwana jest wytrzymałość i bezpieczeństwo podczas kolizji.
- Budowa mostów i wież: Konstrukcje mostów wiszących, wież komunikacyjnych i innych budowli wymagające dużej wytrzymałości często korzystają z własności stali węglowej.
- Transport kolejowy: Szyny kolejowe, wagony kolejowe i elementy infrastruktury kolejowej są często wykonane z stali węglowej właśnie ze względu na jej wytrzymałość i odporność na zużycie.
- Przemysł maszynowy: Stal węglowa jest używana do produkcji maszyn, narzędzi, urządzeń i komponentów, ponieważ jest wytrzymała, twarda i ma właściwości mechaniczne umożliwiające obróbkę.
- Obróbka metali: Stal węglowa jest używana do produkcji narzędzi skrawających, takich jak frezy, wiertła, tokarki, frezarki, oraz narzędzi do spawania i cięcia. Jej twardość i odporność na ścieranie czynią ją idealnym materiałem do tych zastosowań.
- Przemysł energetyczny: W elektrowniach, zarówno konwencjonalnych, jak i jądrowych, stosuje się stal węglową do produkcji elementów konstrukcyjnych, takich jak obudowy reaktorów, przewody i turbiny.
- Przemysł wydobywczy: W przemyśle wydobywczym stal węglowa jest używana do produkcji narzędzi do wiercenia otworów w ziemi czy skałach, a także do produkcji stalowych struktur używanych w kopalniach.
- Budowa naczyń ciśnieniowych: Stal węglowa jest używana w przemyśle chemicznym do produkcji naczyń ciśnieniowych i rurociągów, ponieważ jest w stanie wytrzymać wysokie ciśnienia i temperatury.
- Przemysł spożywczy: Stal węglowa wykorzystywana jest w przemyśle spożywczym do produkcji przenośników, zbiorników i maszyn do przetwarzania żywności ze względu na jej higieniczność i odporność na korozję.