De belangrijkste materiaalsoorten in de metalurgie: Staal

Er zijn veel verschillende metaalsoorten. Ieder metaal heeft verschillende eigenschappen, waardoor ze geschikt is voor de functie die het gaat vervullen. Om het juiste materiaal te selecteren is het noodzakelijk om met de materiaal eigenschappen rekening te houden. De hardheid, elasticiteitsmodules, rekgrens en treksterkte zijn vier belangrijke metaal-eigenschappen. De laatste drie hebben betrekking op de spanning-rekdiagram en woorden eerst behandeld.

1 Metaal als toepassing in de industrie

Het is een veelgebruikt constructiemateriaal en bestaat voornamelijk uit koolstof en ijzer. Er zijn drie soorten staal te onderscheiden: constructiestaal, machinestaal en gereedschapstaal.

2 Constructiestaal

Staal: veelgebruikt constructiemateriaal. Van de drie staalsoorten is constructiestaal de meest gebruikte. Het heeft een koolstofgehalte van maximaal 0.25% afhankelijk van de chemische samenstelling en de toepassing van het materiaal. Bekende constructiestalen zijn S235, S275 en S355. Toepassing is zeer divers, zo wordt staal o.a. gebruikt voor bruggen, constructiewerken, schepen, trailers, graafmachines, gebouwen, treinen, werktuigen etc.

Constructiestaal heeft (globaal) de volgende kenmerken:

Laag koolstofgehalte

Relatief zacht materiaal

Goed koud en warm te vormen

Goede lasbaarheid (zonder hard / bros te worden)

Grote rek

3 Machinestaal

Machinestaal heeft een koolstofpercentage tussen 0.3% en 0.6%. Het is een laag gelegeerde staalsoort met tussen de 1.5% en 5% aan legeringselementen (bijv. chroom, vanadium, nikkel en molybdeen). Zoals de naam al doet vermoeden wordt dit veel toegepast voor machines en dan voornamelijk voor de inwendige onderdelen. Hierbij valt te denken aan: tandwielen, koppelingen, spieën enz. Machinestaal heeft de volgende globale kenmerken:

Sterker en harder

Goed te snijden

Moeilijk te vervormen (koud niet mogelijk, warm slechts beperkt)

Hardingsverschijnselen bij het lassen

Laag gelegeerd of hoog gelegeerd.

4 Gereedschapstaal

Gereedschapstaal heeft een koolstofpercentage tussen 0.6% en 1.5%. Het is een hoog gelegeerde staalsoort met meer dan 5% aan legeringselementen. Gereedschapstaal wordt ook wel snelstaal of High Speed Steel (HSS) genoemd. Het materiaal behoudt ook bij hogere temperaturen zijn hardheid en is daardoor zeer geschikt voor gereedschap dat heet kan worden, zoals metaal- en betonboren, hamers, snijgereedschap, tasters en meetgereedschap. De sterkte en hardheid worden o.a. bepaald door de chemische samenstelling van het materiaal en verhittingsprocessen.