Eisen und Stahl schmelzen bei hohen Temperaturen zu Flüssigkeit, werden aber in kalten Klimazonen spröde.
Kohlenstoffstahl kann eines der stärksten verfügbaren Materialien zum Bauen und Verstärken sein. Es ist jedoch immer noch anfällig für die Auswirkungen kalter Temperaturen. In einigen Fällen kann die Produktionsbehandlung des Stahls seine Festigkeit verbessern und ihn schwieriger machen. Aber ab einem bestimmten Punkt kann sogar gehärteter Stahl spröde werden, wenn es kalt genug ist.
Quenching-Effekte
Die Herstellung von Stahl ist nicht so einfach wie das Erhitzen und Schmelzen von Eisenerz. Dadurch entsteht nur einfaches Topfmetall. Guter Kohlenstoffstahl durchläuft einen Prozess des Schmelzens, Formens und schnellen Abkühlens. Durch dieses sofortige Abschrecken wird die Molekülstruktur von Kohlenstoffstahl umgeformt, wodurch stärkere Bindungen entstehen. Das Ergebnis ist ein festerer, härterer Stahl, der sich nicht schnell abnutzt und die Druckbelastung besser bewältigt. Stahl, der durch Kaltabschrecken hergestellt wurde, kann eine viermal höhere Härte aufweisen als normaler geschmolzener und geformter Stahl.
Leistung in der Kälte
Niedrige Umgebungstemperaturen wie Außenkälte bewirken keine plötzliche Änderung der Beschaffenheit von Kohlenstoffstahl. In der Tat kann Stahl aufgrund des Kohlenstoffelements Kälte besser widerstehen als andere Materialien. Ab einem bestimmten Punkt unter dem Gefrierpunkt kann das Metall jedoch vollständig gefrieren. Wann dieser Punkt eintritt, hängt davon ab, wie viel Kohlenstoff sich im Stahl befindet. Aus praktischen Gründen gefriert der Stahl bei den meisten normalen Wetterbedingungen nicht.
Spröde Wirkung bei Kälte
Kohlenstoffstahl verliert jedoch seine Flexibilität, wenn er Kälte ausgesetzt wird. Dieser Zustand führt, obwohl der Stahl hart bleibt, dazu, dass er spröde und anfällig für Risse ist. US Liberty-Schiffsbesatzungen fanden dieses Problem auf die harte Tour, als sich die von Fracht belasteten Rümpfe auf Reisen durch das kalte Atlantikwasser im Zweiten Weltkrieg aus allen Nähten auflösten. Die unglückselige Titanic auch. Infolgedessen muss Kohlenstoffstahl mit anderen Metallen gemischt werden, um die Flexibilität bei kälteren Temperaturen beizubehalten. Unvermischter Stahl erreicht bei weniger als -30 Grad Celsius einen Sprödpunkt. Viele Gebiete auf der Erde erreichen kältere Temperaturen.
Baustahl in der Kälte
Wenn Stahl kalt wird, kann sich Kondenswasser bilden. Dies kann ein erhebliches Problem für Bauherren sein, die Stahl zum Einrahmen verwenden, wenn sich das Metall in der Nähe der Elemente befindet oder diesen ausgesetzt ist. Die resultierende Temperaturübertragung kann zu Kondenswasser führen, das dann in das Gebäude eindringen kann und mit der Zeit zu Trockenfäule oder Wasserschäden führt.
