Inhoud
Staal is een legering, een combinatiemetaal gemaakt van ijzer en koolstof. Het koolstofgehalte van staal bereikt een maximum van 1,5 procent. Vanwege zijn hardheid en sterkte wordt staal gebruikt bij de constructie van gebouwen, bruggen, auto's en tal van andere productie- en engineeringstoepassingen.
Het meeste staal dat tegenwoordig wordt geproduceerd, is gewoon koolstofstaal of gewoon koolstofstaal. De koolstof in staal bestaat in de ijzercarbidetoestand. Andere elementen, waaronder zwavel, fosfor, mangaan en silicium, zijn ook aanwezig.
Koolstofgehalte van staal
Koolstofstaal wordt gedefinieerd als staal dat zijn eigenschappen heeft, voornamelijk vanwege zijn koolstofgehalte en niet meer dan 0,5 procent silicium en 1,5 procent mangaan bevat. Het gewone koolstofstaal, dat varieert van 0,06 procent koolstof tot 1,5 procent koolstof, is onderverdeeld in vier typen:
Deze staalsoorten gaan van zachter naar harder, maar ze evolueren ook naar toenemende brosheid. Het eerste type wordt gebruikt in carrosserieën. Het tweede type is te vinden in rails en railproducten zoals koppelingen, krukassen, assen, tandwielen en smeedstukken. Het derde type wordt gebruikt in snijgereedschappen en spoorlijnen en het laatste type wordt gebruikt in zuigers en cilinders.
Fysieke basiseigenschappen van staal
Staal heeft een dichtheid van 7.850 kg / m3waardoor het 7,85 keer zo dicht is als water. Het smeltpunt van 1.510 ° C is hoger dan dat van de meeste metalen. Ter vergelijking: het smeltpunt van brons is 1.040 ° C, dat van koper is 1.083 ° C, dat van gietijzer is 1.300 ° C en dat van nikkel is 1.453 ° C. Wolfraam smelt echter bij een schroeiende 3.410 ° C, wat niet verwonderlijk is omdat dit element wordt gebruikt in gloeidraadfilamenten.
De lineaire uitzettingscoëfficiënt van staal bij 20 ° C, in µm per meter per graad Celsius, is 11,1, waardoor het beter bestand is tegen veranderende afmetingen bij temperatuurveranderingen dan bijvoorbeeld koper (16,7), tin (21,4) en lood (29,1) ).
Roestvrij staal
Roestvrij staal wordt in de bouw gebruikt wanneer corrosieweerstand een belangrijke troef is, zoals bij messen die een scherpe rand moeten behouden. Een andere veel voorkomende reden waarom roestvrij staal wordt gebruikt, is hun hoge-temperatuureigenschappen. In sommige projecten is oxidatieweerstand bij hoge temperatuur een absolute vereiste, terwijl bij andere een sterkte bij hoge temperatuur een primaire behoefte is.
Additieven voor staal
Kleine hoeveelheden andere metalen die aan staal worden toegevoegd, veranderen zijn eigenschappen op een manier die gunstig is voor bepaalde industriële toepassingen. Kobalt resulteert bijvoorbeeld in een hogere magnetische permeabiliteit en wordt in magneten gebruikt. Mangaan voegt kracht en hardheid toe en het product is geschikt voor zware spoorwegovergangen. Molybdeen behoudt zijn sterkte bij hoge temperaturen, dus dit additief is handig bij het maken van tips voor snel boren. Nikkel en chroom zijn bestand tegen corrosie en worden meestal toegevoegd bij de vervaardiging van chirurgische stalen instrumenten.