IJzer en staal smelten op hoge temperatuur tot vloeistof maar worden bros in koude klimaten.
Koolstofstaal kan een van de sterkste materialen zijn die beschikbaar zijn voor bouwen en versterken. Het is echter nog steeds gevoelig voor de effecten van koude temperaturen. In sommige gevallen kan de productiebehandeling van het staal de sterkte ervan verbeteren en het moeilijker maken. Maar op een gegeven moment kan zelfs gehard staal broos worden als het koud genoeg wordt.
Blussen effecten
De productie van staal is niet zo eenvoudig als het opwarmen en smelten van ijzererts. Dit creëert gewoon eenvoudig potmetaal. Goed koolstofstaal doorloopt een proces van smelten, vormen en snel afkoelen. Deze daad van onmiddellijk afschrikken hervormt de moleculaire structuur van koolstofstaal, waardoor het sterkere bindingen ontwikkelt. Het resultaat is sterker, harder staal dat niet snel slijt en beter met drukstress omgaat. Staal dat is geproduceerd door koud afschrikken kan een hardheid hebben die vier keer groter is dan normaal gesmolten en gevormd staal.
Prestaties in de kou
Blootstelling aan lage omgevingstemperaturen zoals koude buiten veroorzaakt geen plotselinge verandering in de aard van koolstofstaal. Vanwege het koolstofelement is staal zelfs beter bestand tegen koude dan andere materialen. Op een bepaald punt onder het vriespunt kan het metaal echter volledig bevriezen. Wanneer dat punt optreedt, hangt af van hoeveel koolstof er in het staal zit. Om praktische redenen bevriest het staal niet in de meeste normale weersomstandigheden.
Bros effect bij koude
Koolstofstaal verliest echter zijn flexibiliteit bij blootstelling aan kou. Deze toestand, terwijl het staal hard blijft, zorgt ervoor dat het bros is en vatbaar voor barsten. US Liberty-bemanningsleden vonden dit probleem op de harde manier toen rompen die door lading werden gespannen zich uit de naden begonnen te splitsen tijdens het reizen door koude Atlantische wateren in de Tweede Wereldoorlog. Dat deed de noodlottige Titanic ook. Als gevolg hiervan moet koolstofstaal worden gemengd met andere metalen om flexibiliteit bij koudere temperaturen te behouden. Ongemengd staal bereikt een bros punt bij minder dan -30 graden Celsius. Veel gebieden op aarde bereiken koudere temperaturen.
Structureel staal in koud
Wanneer staal koud wordt, heeft het de neiging om condensatie te ontwikkelen. Dit kan een aanzienlijk probleem zijn voor bouwers die staal gebruiken voor het inlijsten waar het metaal zich in de buurt van of aan de elementen kan bevinden. De resulterende temperatuuroverdracht kan watercondensatie veroorzaken die vervolgens het gebouw binnen kan reizen, wat na verloop van tijd kan leiden tot droogrot of waterschade.
