Koolstofstalen

Koolstofstalen zijn staalsoorten waarvan koolstof het belangrijkste legeringselement is. Het koolstofgehalte ligt meestal tussen ongeveer 0,05% en circa 1,0% (soms tot circa 1,2% in grensgevallen). Naast koolstof komen vaak kleine hoeveelheden mangaan, silicium en soms zwavel en fosfor voor, afhankelijk van de gewenste eigenschappen. Door het aard van de samenstelling zijn koolstofstalen goedkoop en veelzijdig.

Op basis van koolstofgehalte worden koolstofstalen doorgaans onderverdeeld in laag-koolstof staal (ongeveer 0,05-0,3% C), middellijk-koolstof staal (ongeveer 0,3-0,6% C) en hoog-koolstof staal (ongeveer 0,6-1,0% C). Hogere koolstofinhoud verhoogt treksterkte en hardheid, maar verlaagt ductiliteit en bewerkbaarheid. De eigenschappen kunnen verder worden gestuurd met warmtebehandeling.

Eigenschappen en verwerking: laag-koolstof staal is ductiel, laat zich goed walsen, lassen en bewerken, maar heeft lagere sterkte. Middel- en hoog-koolstof stalen kunnen na warmtebehandeling harder en sterker worden, maar verliezen taaiheid en komen minder ver in onbehandelde toestand. Veelvoorkomende warmtebehandelingen zijn annealing, normalizing, hardening en tempering; carbureren kan worden toegepast om een harde buitenlaag te verkrijgen terwijl de kern taai blijft. Lassen vereist soms specifieke procedures afhankelijk van het koolstofgehalte.

Toepassingen: koolstofstalen worden veel gebruikt in de bouw, carrosserie- en constructieonderdelen, pijpen, machines en gereedschappen. Ze bieden een goede combinatie van kosten, sterkte en bewerkbaarheid, mits geschikt behandeld en beschermd tegen corrosie.