Die wachsende Weltbevölkerung und die heutigen Lebensstile sprechen von den Ökosystemen der Welt. Die sich daraus ergebenden hohen CO2-Emissionen und Abfallentsorgungsprobleme stellen eine beispiellose Bedrohung für die gegenwärtige Zivilisation dar. Diese Herausforderungen werden jetzt weitgehend durch die Nutzung von Stahl als Infrastruktur für die Bedürfnisse der Welt gelöst. Es baut Städte im Einklang mit dem Klima auf und minimiert die Auswirkungen von Naturkatastrophen. Die Wiederverwertbarkeit von Stahl und seiner Nebenprodukte ist ein Segen, denn es ist dieses Primärmaterial, das die Weltwirtschaft integriert, um eine nachhaltige Entwicklung voranzutreiben. Dieser gesegnete Stahl wird zu Kohlenstoffstahl, wenn dem Stahl Kohlenstoff hinzugefügt wird. Stahl und Kohlenstoffstahl werden zur Herstellung verschiedener Arten von kommerziellen und Verbraucheranwendungen verwendet. Der Unterschied zwischen ihnen hängt von den hinzugefügten Komponenten ab, um die gewünschten Ziele zu erreichen.
Menschen begannen mit der Verwendung von Eisen, einige Zeit nach 2000 v. Chr., Als die Eisenzeit in Zentralasien markiert wurde, indem sie Bronze für die Herstellung von Waffen und Werkzeugen ersetzten. In Europa, Asien und Afrika setzte Eisen seine Vorherrschaft für die nächsten dreitausend Jahre fort, gab jedoch nach, als Henry Bessemer ihn Mitte der 1850er Jahre erfand.
Stahl basiert auf Eisen und enthält Kohlenstoff, Silizium und Mangan. Es wird durch selektive Oxidation von Verunreinigungen in heißem Metall, Schrott oder DRI hergestellt. Stahl hat viele Unterabteilungen, wenn man die Qualitäten und Eigenschaften des Typs bedenkt. Zu diesen Eigenschaften zählen Festigkeit, Duktilität, Härte, Kosten usw. Einige dieser Typen wie Nickel sind überhaupt nicht magnetisch. Im Allgemeinen wird Stahl in Bezug auf seinen Kohlenstoffgehalt klassifiziert. Es ist nicht ätzend, weniger formbar und hart. Um seine Eigenschaften zu verbessern, wird Stahl mit Chrom, Nickel, Molybdän und anderen Elementen legiert. Chromstahl wird wegen seiner Festigkeit, Härte und Elastizität beim Bau von Automobilen und Flugzeugteilen verwendet. Die größte Industrie der Welt ist Stahl mit 1,3 Milliarden Tonnen pro Jahr.
Laut Merriam-Webster-Wörterbuch „Stahl ist handelsübliches Eisen, das Kohlenstoff in einer beliebigen Menge von bis zu 1,7 Prozent als essentiellen Legierungsbestandteil enthält, unter geeigneten Bedingungen verformbar ist und sich von Gusseisen durch seine Formbarkeit und seinen niedrigen Kohlenstoffgehalt unterscheidet. ”Kohlenstoffstahl wird gelegentlich als reiner Kohlenstoffstahl bezeichnet. Das American Iron and Steel Institute unterscheidet Kohlenstoffstahl mit weniger als 2% Kohlenstoff, ohne dass ein anderes auffälliges Legierungselement auftritt. Der Hauptanteil der Stahlproduktion entfällt auf Kohlenstoffstahl.
Wenn der Kohlenstoffgehalt im Stahl erhöht wird, verringert dies den Schmelzpunkt des Stahls und wird härter und fester, gleichzeitig neigt er jedoch dazu, weniger duktil und verformbar zu sein. Der Stahl wird stärker gebogen, um die Formgebung zu ermöglichen, wenn der Kohlenstoffgehalt verringert wird. Das bedeutet, dass der Kohlenstoff dem Stahl Festigkeit verleiht und dabei die Elastizität verlässt. Kohlenstoffstahlprodukte, wie Pfannen und Töpfe, die zum Kochen verwendet werden, werden gleich heißer als andere Stähle. Normalerweise hat Kohlenstoffstahl eine glänzende Oberfläche.
Baustahl ist eine Form von Kohlenstoffstahl und enthält 0,05 bis 0,29% Kohlenstoff, während der mittlere Typ 0,30 bis 0,59% beträgt. In Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt sind 0,60 - 0,99% und in Stahl mit ultrahohem Kohlenstoff 1,00 - 2,00% enthalten. Stahl wird zu Kohlenstoffstahl, sofern er einen Kohlenstoffgehalt von bis zu 2,1% aufweist. Wenn der Kohlenstoffanteil in Stahl höher ist, wird dieser Stahl als Gusseisen betrachtet.
Kohlenstoffstahl ist steif und zeigt Ferromagnetismus. Deshalb werden sie häufig in Automobilen und Elektrogeräten eingesetzt. Es zeigt eine schlechte Rostbeständigkeit und wird daher nicht in korrosiven Umgebungen eingesetzt, ohne eine Schutzschicht aufzubringen.