Apakah Keluli Karbon Hitam?

Keluli adalah aloi, atau campuran, besi dengan karbon dan sejumlah kecil logam lain. Besi tulen dapat dicairkan dan dibentuk, tetapi cenderung lembut. Menambah karbon akan menguatkan logam, dan kebanyakan baja karbon mengandungi satu hingga dua peratus karbon. Keluli karbon hitam diciptakan semasa proses pembuatan ketika suhu tinggi menghasilkan lapisan nipis besi teroksidasi di permukaan luar.

Karbon terikat secara kimia dengan besi dalam aloi keluli, menghasilkan bahan yang lebih keras daripada besi tulen. Apabila kandungan karbon meningkat, bahan menjadi lebih keras tetapi lebih rapuh, atau terdedah kepada tekanan atau beban. Keluli yang mengandungi karbon dalam jumlah melebihi 2% dianggap besi tuang; ini boleh digunakan untuk paip dan bahan bukan struktur, tetapi dianggap terlalu rapuh untuk struktur baja.

Besi bertindak balas dengan mudah dengan oksigen di udara, menghasilkan oksida besi atau karat yang akan menyebabkan bahagian-bahagian gagal, sehingga sering dilapisi untuk mencegah karat permukaan. Salah satu kelebihan keluli karbon hitam adalah sifat anti-karat semula jadi lapisan oksida besi hitam, kerana oksida bertindak sebagai penghalang untuk menjaga oksigen dari besi di bawah. Lapisan oksida nipis dibuat pada suhu tinggi, membentuk lapisan tahan lama yang tidak memerlukan rawatan atau pelapisan lebih lanjut.

Untuk aplikasi di mana perlindungan kakisan sangat penting, keluli karbon boleh dicat atau tergalvani. Baja tergalvani dengan asid membasuhnya, kemudian mencelupkan baja ke dalam mandi zink cair. Zink membentuk lapisan di bahagian luar keluli, dan akan berkarat terlebih dahulu apabila terkena udara atau kelembapan. Galvanisasi akan meningkatkan jangka masa kerja bahagian keluli, tetapi tidak digunakan pada keluli karbon hitam, kerana lapisan oksida sudah melindungi baja.

Keluli karbon hitam sering digunakan untuk perpaipan gas atau utiliti air, kerana harganya murah dan dapat dikimpal menggunakan kaedah umum. Beberapa saluran paip minyak jarak jauh telah menggunakan paip keluli karbon hitam, kerana paip tersebut dapat dihubungkan di lapangan dan tidak akan berkarat dengan cepat. Baja ini dapat digunakan dalam iklim atau keadaan tanah yang dapat mempercepat kakisan, tetapi perlindungan tambahan seperti anoda mungkin diperlukan. Anod adalah batang terkubur yang diperbuat daripada zink yang berkarat terlebih dahulu ketika disambungkan ke paip keluli.

Peralatan memasak boleh disebut baja hitam, tetapi warna gelap adalah produk rawatan minyak yang disebut perasa, dan bukannya pembuatan. Keluli karbon sering dilapisi dengan minyak untuk mencegah karat, dan peralatan memasak keluli dapat diminyaki dan dipanaskan untuk menyerap molekul minyak. Keluli akan menjadi gelap dan memperoleh beberapa sifat pencegahan karat, tetapi perasa adalah lapisan sementara dan mesti diulang secara berkala.