Aangezien staal, sterk, licht en duurzaam is, is het een materiaal dat voor veel verschillende toepassingen gebruikt kan worden. Zo worden er tegenwoordig ook trapleuningen gemaakt van staal.
Ook ijzer is een metaal. Maar ijzer alleen is niet zo geschikt om te verwerken – zo leert ons een scheikundeboek – omdat het nogal bros is. Als je er koolstof aan toevoegt, wordt het hard en veerkrachtig, en dan heet het staal. staalsterk kunnen zeggen, omdat staal veel sterker is dan ijzer.
Staal is sterk en minder waarschijnlijk te vervormen of buigen onder gewicht, kracht of warmte. Toch is de kracht van staal dat het veel zwaarder/compacter is dan aluminium. Staal is doorgaans 2,5 keer compacter dan aluminium.
Staal is in de simpelste vorm ijzer waar weinig koolstof in zit (minder dan 0,5%). Er is een zeer sterk verband tussen het koolstofgehalte van ijzer en de kristalvorm waarin het stolt (en zijn nog meer afhankelijkheden, dit is in elk geval een grote factor).
Staal is "hard ijzer" en veelzijdig toepasbaar: sterk, stijf en taai. Staal is een bouwmetaal. Staal was oorspronkelijk sterk verhit koolstofarm ijzer dat plotseling in water gekoeld werd.
Nadelen van constructiestaal
Algemene kosten. Staal is zeer energie-intensief en natuurlijk duurder om te produceren. Staalconstructies zijn mogelijk duurder om te bouwen dan andere soorten constructies.
Het sterkste materiaal dat we momenteel kennen is Graphene, een tweedimensionaal koolstofmateriaal. Het heeft een breeksterkte van ongeveer 130 GigaPascal, wat ongeveer 100 keer sterker is dan staal.
De sterkte en stijfheid ben je heel snel kwijt. Beide eigenschappen spelen een voorname rol in elke constructiesterkte. Hout is, in relatieve zin, wel sterker dan staal als je kijkt naar de sterkte-gewichtsverhouding. Anders gezegd, hout heeft een grote sterkte bij een relatief laag eigen gewicht.
Beton - 2.400 kg/m³ Aluminium - 2.755 kg/m³ Staal - 7.850 kg/m³
Doordat staal lichter is en veel sterker dan beton op gebied van doorbuiging kunnen er zonder probleem zeer grote overspanningen gemaakt worden.
Wat is harder dan ijzer? Harder dan staal, zwaarder dan beton en toch fragiel Toch is het zwaarder dan beton, want beton weegt “slechts” 2,3 kg per liter (ongewapend). Glas is ook harder dan gewoon staal, iets wat je niet zo zeggen als je een hamer en een wijnglas naast elkaar legt.
Aluminium is een minder sterk materiaal dan staal. Dit brengt een aantal eigenschappen met zich mee. Het materiaal is flexibeler en breekt eerder. Breekplaatjes, een extra bescherming bij het gebruik van veiligheidskleppen zijn daarom altijd gemaakt van aluminium.
Het belangrijkste verschil tussen staal en ijzer is dat staal een legering is van ijzer en andere elementen, terwijl ijzer een natuurlijk element is. IJzer is een zacht en buigbaar materiaal, terwijl staal veel harder en sterker is.
Roestvast staal reageert net als normale staalsoorten met zuurstof en vormt een oxidelaag. Bij normaal staal reageert de zuurstof echter met de aanwezige ijzeratomen en vormt een poreus oppervlak waardoor deze reactie verder kan gaan. Dit kan verder gaan totdat het werkstuk volledig verroest is.
Titanium is bijna de helft lichter dan staal en heeft een grotere treksterkte en vloeispanning dan 4130 staal, maar is ook half zo stijf. Titanium buigt bij minder kracht door en is dus slapper.
In algemeen is RVS (540 - 750 N/mm²) sterker dan S355 (510 - 680 N/mm²) en S235 (360 - 510 N/mm²). Wordt echter een hoogsterkte staal ingezet dan zal deze sterker zijn dan RVS. RVS is vaak een taaier materiaal dan staal.
Amerikaanse wetenschappers hebben het sterkste materiaal op aarde ontdekt. Het gaat om een mengsel van chroom, kobalt en nikkel. Het metaalmengsel, CrCoNi, is ontdekt door onderzoekers van het Amerikaanse Lawrence Berkeley National Laboratory.
Iridium: Iridium is een zeer zeldzaam en duurzaam metaal dat wordt gebruikt in contactpunten, elektronica en scheikundige toepassingen. Het is het zwaarste metaal dat op de aarde voorkomt.
Carbon fiber is vijf keer sterker dan staal en twee keer zo stijf. Hoewel Carbon fiber sterker en stijver is dan staal, is het lichter dan staal; waardoor het het ideale productiemateriaal voor vele onderdelen is.
Staal is op zichzelf een waterdicht materiaal.
Staal is relatief licht. Maar bovenal is het vooral zeer belastbaar en robuust. Extra vloeren, waar een verhoging door een betonnen constructie om statische redenen niet mogelijk is, zijn mogelijk met staal. Staal heeft een hoog draagvermogen met een laag gewicht.
Aluminium is drie maal lichter, maar veel minder sterk dan staal. Verder is de elasticiteitsmodulus van aluminium drie maal zo laag als die van staal. Dus moet de diameter van de aluminium buis veel groter worden om een frame te maken dat stijf genoeg is.
Onderzoekers van MIT hebben een van de sterkste en lichtste materialen ontwikkeld. Hiervoor is gebruik gemaakt van grafeen. Het materiaal is 20 keer lichter en 10 keer sterker dan staal. Grafeen is een carbon-soort en in een 2D-vorm het sterkste materiaal op aarde.
Men gebruikt de termen “ijzer” en “staal” ten onrechte door elkaar. Ijzer is gewoon een element dat in de natuur voorkomt.Staal is een legering, waarin ook ijzer aanwezig is. Staal is gemaakt van ijzer en koolstof.
Het belangrijkste verschil tussen metaal en staal ligt in hun samenstelling en eigenschappen. Metaal is een overkoepelende term die verwijst naar een breed scala aan elementen, terwijl staal specifiek verwijst naar een legering van ijzer en koolstof.