Mild staal vs Koolstofstaal

Het debat tussen zacht staal en koolstofstaal intrigeert ingenieurs en fabrikanten al lang. De reden is dat koolstof staalrekeningen voor 85% van al het geproduceerde staal en wordt wereldwijd veel gebruikt in verschillende industrieën.

Het is verder onderverdeeld in verschillende soorten en kwaliteiten - zacht staal is een van die soorten. Maar in deze gids worden zacht staal en koolstofstaal naast elkaar gezet en krijg je inzicht in hun verschillen. Dus laten we beginnen!

Inleiding tot zacht en koolstofstaal

Mild staal is een type koolstofstaal dat verschilt in koolstofgehalte. Koolstofstaal is robuuster en heeft een hoger koolstofgehalte (0,30 tot 2%). Omgekeerd heeft zacht staal een mager koolstofgehalte (0,05 tot 0,25%) en is het zacht.

Hoewel het allebei soorten staal zijn, verschillen hun bruikbaarheid en functionaliteit door het verschil in koolstofgehalte. Koolstofstaal is geschikt voor de bouw en zacht staal wordt gebruikt om alledaagse producten te maken, zoals platen, pijpen, buizen, enz.

Van alle soorten koolstofstaalzacht staal is het bekendste en meest gebruikte staal. Dankzij zijn eigenschappen zoals zachtheid, lasgemak en transformatie in verschillende vormen. Veel industrieën verkiezen zacht staal boven alle andere soorten, tenzij ze iets stevigs willen maken.

Mild staal vs. Koolstofstaal: Basisverschillen

Afgezien van de kosteneffectiviteit van zacht staal, zijn er nog veel meer verschillen die beide geschikt maken voor verschillende industrieën. Voordat we hun verschillen in detail bespreken, volgt hier een korte tabel die je een eerste blik geeft op deze twee soorten.

Na het lezen van de tabel heb je een aantal fundamentele verschillen tussen deze twee soorten staal. Laten we dieper duiken en hun verschillen in detail bespreken.

1- Samenstelling

De samenstelling is een primaire en onderscheidende factor. Zowel koolstofstaal als zacht staal zijn legeringen van koolstof en ijzer. Het koolstofgehalte varieert echter in beide soorten, waardoor ze stieren van elkaar onderscheiden.

Koolstofstaal heeft een hoger koolstofgehalte, variërend van 0,30 tot 2%. Omgekeerd heeft zacht staal een lager koolstofgehalte van 0,05 tot 0,25%. Door het hoge koolstofgehalte is koolstofstaal robuuster en stijver. Daarom wordt het gebruikt in de bouw en andere industrieën waar duurzaamheid en sterkte prioriteiten zijn.

Vergeet niet dat veel andere elementen ook legeringen zijn in deze twee soorten. Zo kan zacht staal mangaan, silicium en fosfor bevatten. Koolstof en ijzer overheersen echter in zowel koolstofstaal als zacht staal. 

2- Productie/Vorming

De productie van zacht staal is relatief eenvoudiger omdat er minder energie voor nodig is. Het wordt gemaakt door ijzererts te smelten in hoogovens om ruwijzer te produceren. Als het ruwijzer eenmaal is gemaakt, ondergaat het een vlamboog, waardoor alle onzuiverheden worden verwijderd en zacht staal als product ontstaat.

De productie van koolstof verloopt volgens dezelfde stappen. Er is echter meer energie voor nodig. Er is een extra warmtebehandeling nodig om eigenschappen als hardheid en sterkte aan te nemen. Deze extra stappen maken het proces complexer en duurder.

Er zijn verschillende stappen en processen betrokken bij de productie. We zullen echter niet in detail treden, omdat we het productiegemak en de effectiviteit vanuit het oogpunt van de fabrikant willen begrijpen. Dus zacht staal is kosteneffectief en gemakkelijk te produceren.

3- Soorten & Categorieën

Koolstofstaal is onderverdeeld in verschillende soorten en een daarvan is zacht staal. Deze soorten koolstofstaal variëren op basis van het koolstofgehalte. Met name zacht staal heeft geen specifieke soorten en is een onderverdeling. Hier is de lijst van de soorten koolstofstaal:

• Laag Koolstofstaal: Het staat ook bekend als zacht staal en heeft een laag koolstofgehalte. Het is zacht en veel industrieën gebruiken het op grote schaal.
• Staal met gemiddelde koolstofwaarde: Het is robuuster dan zacht staal, maar minder bruikbaar dan zacht staal. Het koolstofgehalte is 0,3 tot 0,6%, waardoor het behoorlijk sterk is. Dit type koolstofstaal is met name bros en kan niet gemakkelijk worden gelast.
• Staal met een hoog koolstofgehalte: Het is bros en breekt bij verhitting in plaats van lassen. Bovendien heeft het een koolstofgehalte van 0,6% tot 1,5%, waardoor het geschikt is voor bouwgerelateerde industrieën. Het wordt echter alleen op grotere schaal gebruikt, bijvoorbeeld bij het maken van wolkenkrabbers of constructies.

4- Sterkte, hardheid & bruikbaarheid

De sterkte en hardheid van staal zijn te danken aan het koolstofgehalte. Meer koolstof betekent dat het staal sterk is en omgekeerd. Mild koolstof heeft het laagste koolstofgehalte, wat betekent dat het zachter en zwakker is.

Koolstofstaal daarentegen heeft een hoger koolstofgehalte en is robuuster en stijver. Het hoge koolstofgehalte maakt het echter minder bruikbaar. De reden hiervoor is dat meer koolstof het staal brozer maakt en niet kan worden gelast. 

Mild staal heeft een laag koolstofgehalte, waardoor het veel minder bros is. Het kan gemakkelijk worden gelast en ondersteunt het lasproces. Veel industrieën gebruiken zacht staal om producten te maken die herhaaldelijk kunnen worden gelast, zoals platen, pijpen, buizen, enz.

5- Buigzaam en kneedbaar

Mild staal heeft een laag koolstofgehalte en een grotere treksterkte (maximale spanning die het materiaal kan verdragen voordat het breekt). Het kan worden omgevormd tot elke vorm, zoals draden of platen. Bovendien is zacht staal niet bros, wat betekent dat het niet snel zal breken.

Zo kan zacht staal worden getrokken tot platen, draden en andere producten vanwege de uitstekende treksterkte en flexibiliteit. Anderzijds is koolstofstaal taai. Het is niet kneedbaar en buigzaam. Het kan niet worden gebruikt om platen of draden te maken.

6- Afwerking oppervlak

Koolstofstaal is taai en heeft een hoog koolstofgehalte. Door het hoge koolstofgehalte is het ruw aan het oppervlak en ziet het er niet esthetisch uit. Een hoger koolstofgehalte bevordert de aanslagvorming tijdens het verhittingsproces van koolstofstaal.

Anderzijds is zacht staal zacht en biedt het een betere oppervlakteafwerking. De randen zien er scherp en esthetisch mooi uit. Hun betere oppervlak helpt wanneer je verf aanbrengt om het te beschermen tegen corrosie en andere externe factoren.

7- Reactie op warmtebehandeling/lasbaarheid

Koolstofstaal is robuuster, dus het verdraagt de hitte en wordt nog robuuster als het aan hitte wordt blootgesteld. Aan de andere kant is zacht staal zwak, kan het de hitte niet verdragen en begint het te smelten wanneer de hitte wordt toegepast.

Wanneer de temperatuur wordt toegepast op zacht staal, begint het te smelten, wat zijn sterkte is. Omdat het smelt bij verhitting, kan het worden gelast. Deze eigenschap maakt naadloos lassen mogelijk, waardoor het in verschillende industrieën de voorkeur geniet.

Opmerking: We hebben een grondig artikel geschreven bespreken van lassen van roestvast staal op zacht staal. Als je graag de mechanica achter de lasbaarheid van zacht staal wilt begrijpen, mis het dan niet. Het geeft je inzicht in het gedrag van zacht staal en roestvast staal tijdens het lasproces.

8- Gevoeligheid voor corrosie 

Zowel koolstofstaal als zacht staal bestaat uit ijzer, dat reageert met zuurstof en ijzeroxide (roest). Helaas biedt geen van beide een significante weerstand tegen roest, corrosie en andere externe elementen.

Ze kunnen echter worden beschermd door een dikke laag verf aan te brengen. De verflaag beschermt het staal en helpt het zijn vorm en sterkte voor een langere periode te behouden. Dit is echter ook niet de perfecte oplossing voor de lange termijn. 

9- Kosten en prijzen

Zacht staal is goedkoper dan koolstofstaal. Vanwege de kosteneffectiviteit van zacht staal wordt het veel gebruikt in alle industrieën waar flexibiliteit en lasbaarheid vereist zijn. Het onderscheidt zich door zijn prestaties, zachtheid en het vermogen om verschillende vormen aan te nemen.

Hoewel koolstofstaal duur is, komt het nog steeds veel voor in de bouw, auto's en andere industrieën waar de sterkte en hardheid van het staal vereist zijn. Uiteindelijk hebben beide soorten hun toepassingen, afhankelijk van hun eigenschappen.

Uitspraak: Wat is beter, zacht staal of koolstofstaal?

Zeggen dat de ene staalsoort beter is dan de andere is niet haalbaar. De reden hiervoor is dat deze twee staalsoorten geschikt zijn voor verschillende doeleinden. Zo is zacht staal de perfecte oplossing voor het maken van kleinere, lasbare producten zoals buizen, motoren, stoelen, planken, gereedschap, bedrading, enz.

Op dezelfde manier is koolstofstaal geschikt voor verschillende industrieën waar sterk materiaal moet worden gemaakt. In de bouw wordt bijvoorbeeld koolstofstaal gebruikt vanwege de sterkte en hardheid. Beide soorten dienen op hun eigen manier. Hun bruikbaarheid hangt af van de doeleinden van fabrikanten.

Waarom heeft zacht staal de voorkeur in fabricageprocessen?

Bij fabricage draait alles om het snijden en vormen van het materiaal. Zacht staal krijgt voorrang omdat het gemakkelijk in elke vorm kan worden omgezet. Zelfs fabrikanten kunnen er complexe, onmogelijke vormen mee maken.

Zacht staal is kosteneffectief en gemakkelijk betaalbaar voor fabrikanten. Bovenal maakt zacht staal een sterke las. Zacht staal smelt wanneer de hitte wordt toegepast, waardoor een zeer duurzame las ontstaat. Door al deze eigenschappen wordt voor het fabricageproces de voorkeur gegeven aan zacht staal boven koolstofstaal.

Vergeet niet dat de tegenhanger (koolstofstaal) massief en hard is. Je kunt er geen structuur of vorm mee maken. Bij het lassen breekt koolstofstaal door zijn broosheid. Dat is de reden waarom het wordt beschouwd als een gewone optie als het gaat om fabricage.

Roest koolstofstaal gemakkelijk?

Helaas wordt koolstofstaal snel roestig als het in contact komt met vocht. De reden hiervoor is dat ijzer zeer reactief is en onmiddellijk reageert met zuurstof om ijzeroxide te vormen, wat roest is.

Het is niet alleen koolstofstaal; zacht staal is ook gevoelig voor roest en corrosie. Fabrikanten brengen echter een verflaag aan om het staal tegen roest te beschermen. De laag beschermt het materiaal tegen roest.

Het is echter een oplossing voor de korte termijn en het probleem van roest zal nog wel even blijven bestaan. Als je iets wilt maken dat roestbestendig is, moet je roestvrij staal gebruiken. De reden hiervoor is dat het uitstekend bestand is tegen roest.

Hoe sterk is koolstofstaal vs. zacht staal?

Het is onmogelijk om te zeggen hoeveel sterker koolstofstaal is in vergelijking met zacht staal. Zoals ik al eerder zei, hangt de sterkte van koolstofstaal af van het koolstofgehalte of de koolstofverhouding. Meer koolstof betekent dat het staal sterker is en omgekeerd.

Verschillende soorten koolstofstaal hebben een verschillend koolstofgehalte. Koolstofstaal met een hoger koolstofgehalte is robuuster dan koolstofstaal met een lager koolstofgehalte en omgekeerd. Het draait allemaal om de hoeveelheid koolstof.

Conclusie

Zowel zacht als koolstofstaal vormen het hart van verschillende industrieën. Hun bruikbaarheid heeft ertoe geleid dat fabrikanten verschillende producten produceren. Ze verschillen van elkaar en zijn bruikbaar afhankelijk van hun eigenschappen en functionaliteit.

In dit vergelijkingsartikel heb ik al hun fundamentele verschillen genoemd. Het zacht staal is zacht en geschikt voor een lagere schaal. Koolstofstaal is sterk en wordt op grote schaal gebruikt, bijvoorbeeld in de bouw. Het gebruik van zacht staal is echter gebruikelijker dan dat van zijn tegenhanger.