Staal. Staal is één van de meest gebruikte metaalsoorten en is volop aanwezig op aarde. Het is een veelgebruikt constructiemateriaal en bestaat voornamelijk uit koolstof en ijzer. Er zijn minstens drie staalsoorten te onderscheiden: constructiestaal, machinestaal en gereedschapstaal.
Staal is niet slechts één product. Er zijn meer dan 3500 soorten staal met veel verschillende fysische, chemische en milieu-eigenschappen. Ongeveer 75% van de moderne staalsoorten is in de afgelopen twintig jaar ontwikkeld.
Koolstof is het belangrijkste legeringselement in staal. Ongelegeerd staal zal naast koolstof ook silicium, mangaan, fosfor en zwavel bevatten, die onbedoeld meekomen tijdens de staalfabricage. Toevoeging van verdere legeringselementen ter verkrijging van bepaalde eigenschappen resulteert in gelegeerd staal.
Hoogsterkte staal heeft een hogere sterkte dan S235 en S355, de meest voorkomende staalsoorten voor staalconstructies. De definitie van hoogsterkte staal is staal met een rekgrens hoger dan 355 MPa. In de praktijk is de eerste veel toegepaste staalsoort die aan deze definitie voldoet S420.
De hardheid van het hardst bekende materiaal, diamant, werd gesteld op 10; de hardheid van talk, werd gesteld op 1.
Wetenschappers van de Shanghai Jiao Tong Universiteit hebben twee andere stoffen ontdekt die nog veel harder zijn dan diamant. De eerste stof heet wurtzietboornitride en heeft dezelfde structuur als diamant. Het verschil is dat wurtzietboornitride is opgebouwd uit andere atomen. De tweede stof heet lonsdaleïet.
Roestvaststaal of roestvrijstaal – ook wel RVS of inox genoemd – is een legering van hoofdzakelijk ijzer, chroom, nikkel en koolstof. De benaming 'roestvrij' is intussen algemeen ingeburgerd. Maar omdat 'gewoon' staal niet per definitie roest, gebruiken kenners liever het woord 'roestvast' staal.
Roestvast staal
Legering van ijzer met chroom, nikkel en koolstof. Het chroom vormt een oxidelaag dat weerstand biedt tegen corrosie. Roestvast staal is niet altijd ongevoelig voor roest. Afhankelijk van de omgeving kunnen er daarom andere materialen zoals molybdeen worden toegevoegd.
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.
S235JR is een zeer veel gebruikte soort constructiestaal. De lasbaarheid en vervormbaarheid zijn goed. S staat voor Structural, 235 is de aanduiding voor de minimale vloei- of rekgrens in N/mm² (MPa) in de kleinste dikte range.
Gehard stalen kettingen zijn te herkennen aan de platte schakels in de ketting: door de schakels plat te walsen wordt het staal harder. Die schakels kunnen zilverkleurig of goudkleurig zijn.
Staal is een legering bestaand uit ijzer (Fe) en koolstof (C). De term staal wordt met name gebruikt voor ijzerlegeringen met een zodanig beperkt koolstofgehalte (typisch maximaal 1.8% C) of gehalte aan toevoegingen als chroom, dat ze warm vervormd kunnen worden.
Verschillende vormen van ijzer: heemijzer en non-heemijzer
IJzer komt in ons eten voor in twee vormen: heemijzer en non-heemijzer. Heemijzer komt alleen voor in dierlijke producten. Non-heemijzer komt voor in dierlijke en plantaardige producten.
IJzer (het hoofdbestanddeel van staal) vinden we als ijzererts in de grond. Het is op drie na het meest voorkomende element in de aardkorst. Zo'n 5% bestaat uit ijzer. Voor de goede orde; zuurstof (46,1%), silicium (25,7%) en aluminium (8,2%) komen het meest voor in onze aardkorst.
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.
Naast vuil is zeelucht één van de grootste vijanden van RVS. Zeelucht bestaat uit minuscule druppeltjes zeewater die zowel zout als chloriden bevatten.
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.
RVS is roest en kalk bestendig en milieuvriendelijker dan gewoon staal. Bij staal stopt corrosie niet, dus zal het materiaal uiteindelijk helemaal aangetast worden. Om roestvorming bij staal te voorkomen moet het materiaal voorzien worden van een beschermlaag.
Verschil tussen roestvrij staal en staal
Staal is een materiaal dat onder andere ijzer en koolstof bevat. Roestvrij staal wordt gemaakt met minimaal 10,5% chroom en maximaal 1,2% koolstof waardoor het staal roestvrij wordt. RVS koppelingen, ook wel roestvaste koppelingen genoemd, zijn corrosiebestendiger dan staal.
Als RVS en staal met elkaar worden gecombineerd, kan er galvanische corrosie ontstaan. Als de RVS delen nat worden door regen of alleen al door condens, zal er een reactie plaatsvinden tussen het onedele staal en het meer edele RVS.
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.
Neutronensterren bevatten sterkste materiaal van het heelal. Natuurkundigen hebben uitgerekend dat het materiaal onder het oppervlak van neutronensterren 10 miljard keer zo sterk is als staal. Neutronensterren ontstaan als een ster geen brandstof meer heeft en implodeert onder zijn eigen gewicht.
Tandglazuur is de zichtbare, harde buitenlaag van je tanden. De kleur van gezond tandglazuur varieert van lichtgeel tot grijs- of blauwachtig wit. Het is de hardste stof in het menselijk lichaam en het bevat een hoog percentage aan mineralen. Hoewel het tandglazuur een sterke stof is, is het ook een levenloze stof.