Staalsoorten en eigenschappen

Wat zijn de verschillende soorten staal?

Buena Vista-afbeeldingen/Stone/Getty Images

Volgens de World Steel Association zijn er meer dan 3.500 verschillende soorten staal , die unieke fysische, chemische en omgevingseigenschappen omvat.

In wezen is staal samengesteld uit ijzer en koolstof, hoewel het de hoeveelheid koolstof is, evenals het niveau van onzuiverheden en extra legeringselementen die de eigenschappen van elke staalsoort bepalen.

Het koolstofgehalte in staal kan variëren van 0,1% tot 1,5%, maar de meest gebruikte staalsoorten bevatten slechts 0,1% -0,25% koolstof. Elementen zoals mangaan , fosfor en zwavel komen voor in alle staalsoorten, maar terwijl mangaan gunstige effecten heeft, zijn fosfor en zwavel schadelijk voor de sterkte en duurzaamheid van staal.

Er worden verschillende soorten staal geproduceerd op basis van de eigenschappen die nodig zijn voor hun toepassing, en verschillende beoordelingssystemen worden gebruikt om staal te onderscheiden op basis van deze eigenschappen.

Staal kan grofweg worden onderverdeeld in vier groepen op basis van hun chemische samenstelling:

1. Koolstofstaal
2. Gelegeerd staal
3. Roestvrij staal
4. Gereedschapsstaal

Onderstaande tabel toont de typische eigenschappen van staal bij kamertemperatuur (25°C). Het brede bereik van treksterkte, vloeigrens en hardheid is grotendeels te wijten aan verschillende warmtebehandelingsomstandigheden.

Koolstofstaal

Koolstofstaal bevatten sporen van legeringselementen en zijn goed voor 90% van de totale staalproductie. Koolstofstaal kan verder worden onderverdeeld in drie groepen, afhankelijk van hun koolstofgehalte:

• Koolstofarme staalsoorten/zachte staalsoorten bevatten tot 0,3% koolstof
• Medium koolstofstaal bevat 0,3-0,6% koolstof
• Koolstofstaal bevat meer dan 0,6% koolstof

Gelegeerd staal

Gelegeerd staal legeringselementen bevatten (bijv. mangaan, silicium, nikkel, titanium, koper, chroom en aluminium) in verschillende verhoudingen om de eigenschappen van het staal te manipuleren, zoals de hardbaarheid, corrosieweerstand, sterkte, vormbaarheid, lasbaarheid of vervormbaarheid. Toepassingen voor gelegeerd staal zijn onder meer pijpleidingen, auto-onderdelen, transformatoren, stroomgeneratoren en elektromotoren.

Roestvrij staal

Roestvrij staal bevatten over het algemeen tussen 10-20% chroom als het belangrijkste legeringselement en worden gewaardeerd om hun hoge corrosieweerstand. Met meer dan 11% chroom is staal ongeveer 200 keer beter bestand tegen corrosie dan zacht staal. Deze staalsoorten kunnen worden onderverdeeld in drie groepen op basis van hun kristallijne structuur:

• Austenitisch: Austenitisch staal is niet-magnetisch en niet-warmtebehandelbaar en bevat over het algemeen 18% chroom, 8% nikkel en minder dan 0,8% koolstof. Austenitisch staal vormen het grootste deel van de wereldwijde roestvrijstalen markt en worden vaak gebruikt in voedselverwerkende apparatuur, keukengerei en leidingen.
• Ferritisch: Ferritische staalsoorten bevatten sporen van nikkel, 12-17% chroom, minder dan 0,1% koolstof, samen met andere legeringselementen, zoals molybdeen, aluminium of titanium. Deze magnetische staalsoorten kunnen niet worden gehard door: hittebehandeling maar kan worden versterkt door koud te werken.
• Martensitisch: Martensitisch staal bevat 11-17% chroom, minder dan 0,4% nikkel en tot 1,2% koolstof. Deze magnetische en warmtebehandelbare staalsoorten worden gebruikt in messen, snijgereedschappen, evenals tandheelkundige en chirurgische apparatuur.

Gereedschapsstaal

Gereedschapsstaal bevat: wolfraam , molybdeen, kobalt en vanadium in verschillende hoeveelheden om de hittebestendigheid en duurzaamheid te verhogen, waardoor ze ideaal zijn voor snij- en boorapparatuur.

Staalproducten kunnen ook worden onderverdeeld door hun vormen en gerelateerde toepassingen:

• Lange/buisvormige producten omvatten staven en staven, rails, draden, hoeken, buizen en vormen en secties. Deze producten worden veel gebruikt in de automobiel- en bouwsector.
• Platte producten zijn onder andere platen, platen, rollen en strips. Deze materialen worden voornamelijk gebruikt in auto-onderdelen, apparaten, verpakkingen, scheepsbouw en constructie.
• Andere producten zijn onder meer afsluiters, fittingen en flenzen en worden voornamelijk gebruikt als leidingmateriaal.