Voordat we dieper ingaan op de eigenschappen van koolstofstaal, leggen we eerst de definitie van staal uit.
Staal is een type legering op basis van ijzer. Zuiver ijzer is bros en roestgevoelig, waardoor het ongeschikt is voor industriële toepassingen. Om dit aan te pakken, wordt koolstof aan ijzer toegevoegd, samen met elementen zoals mangaan en fosfor, om een gelegeerd materiaal te creëren. De term staal verwijst specifiek naar die samenstellingen met een koolstofgehalte variërend van ongeveer {{0}}.02% tot 2,14%. IJzer is daarentegen geclassificeerd als een koolstofgehalte van minder dan 0,008%.
Naarmate het koolstofgehalte in ijzer toeneemt, wordt het harder, maar tegelijkertijd brozer. Hoewel het minder vatbaar is voor vervorming onder druk, wordt het ook vatbaarder voor breken, vooral wanneer het wordt blootgesteld aan plotselinge impact of krachten die buiten de tolerantie vallen. Daarom moeten materialen die worden gebruikt voor machines en constructies zowel hardheid als sterkte bezitten.
Staal bevat precies de juiste hoeveelheid koolstof om de hardheid en sterkte van ijzer in evenwicht te brengen.
Zoals gezegd worden verschillende andere elementen zoals mangaan, chroom en titanium toegevoegd aan staal om gelegeerd staal en speciaal staal te creëren, elk met verschillende eigenschappen. Speciale staalsoorten met eigenschappen zoals roestbestendigheid of hoge temperatuurbestendigheid worden ontwikkeld op basis van specifieke doeleinden.
Onder de verschillende soorten staal verwijst koolstofstaal naar het staal dat niet onder gelegeerd staal of speciaal staal valt. Met andere woorden, koolstofstaal is staal in zijn natuurlijke staat, zonder de toevoeging van gespecialiseerde elementen of processen. Koolstofstaal wordt gedefinieerd door een elementaire inhoud van andere elementen dan ijzer en koolstof die onder de gespecificeerde waarden ligt. Chroom is bijvoorbeeld beperkt tot {{0}}.3% of minder, en titanium tot 0,05% of minder.
Koolstofstaal wordt ingedeeld op basis van het koolstofgehalte. Er zijn drie categorieën: staal met een laag koolstofgehalte, staal met een gemiddeld koolstofgehalte en staal met een hoog koolstofgehalte.
Met laag koolstofstaal worden materialen bedoeld met een koolstofgehalte variërend van {{0}},02% tot 0,25%, met een gemiddeld koolstofgehalte van 0,25% tot 0,6% en met een hoog koolstofgehalte van 0,6% tot 2,14% koolstof.
