Metaalbewerking staal

Bewerken van staal
Staal is een legering bestaand uit ijzer en koolstof. De term staal wordt met name gebruikt voor ijzerlegeringen met een zodanig beperkt koolstofgehalte (typisch minder dan 1,9%) of gehalte aan toevoegingen als chroom, dat ze warm vervormd kunnen worden. Hierin onderscheidt staal zich van bijvoorbeeld gietijzer, dat een hoger koolstofgehalte heeft. Er zijn veel verschillende legeringen met deze twee elementen, meestal ook met andere bestanddelen, er bestaan dus ook zeer veel soorten staal. Door de grote keuze en zijn goede bewerkbaarheid is het een veel gebruikt constructiemateriaal. De koolstof wordt gebruikt om een hoge treksterkte en hardheid te verkrijgen. Wereldwijd wordt er jaarlijks ongeveer 1600 miljoen ton staal geproduceerd. Staal valt in drie groepen in te delen aan de hand van de hoeveelheid toegevoegde elementen (legeringselementen):ongelegeerd staal (maximaal 1,5% aan legeringselementen), laaggelegeerd staal (van 1,5% tot 5% aan legeringselementen), hooggelegeerd staal (meer dan 5% aan legeringselementen). Koolstof is bij staal geen legeringselement. Als er meer dan 2% koolstof in ijzer zit spreken we over gietijzer. Ongelegeerd staal[bewerken | brontekst bewerken] Ongelegeerd staal bevat maximaal 1,5% aan legeringselementen (exclusief koolstof (C)). Veel gebruikte legeringselementen zijn onder andere mangaan (Mn) en silicium (Si). Net als koolstof worden mangaan en silicium gebruikt om de sterkte en hardheid te verhogen. Silicium is tevens een bijproduct van het staalbereidingsproces, het wordt gebruikt om zuurstof aan het staal te onttrekken. Ongelegeerd staal is het meest gebruikte staal. Dit komt doordat het relatief goedkoop is en erg goed bewerkbaar. Laaggelegeerd staal[bewerken | brontekst bewerken] Deze groep bevat tussen de 1,5 en 5% legeringselementen (exclusief koolstof). Net als bij ongelegeerd staal zijn mangaan en silicium veel voorkomende legeringselementen (Si = 0,7%, Mn = 1,6%). Maar ook chroom (Cr), vanadium (V), nikkel (Ni) en molybdeen (Mo) zijn in deze groep veel voorkomende legeringselementen. De invloeden van deze elementen zijn bij gebruik van verschillende elementen in één soort staal niet zo makkelijk te bepalen, daar sommige van deze elementen elkaar tegenwerken en andere elkaar juist weer versterken. Chroom wordt vaak gebruikt om staal oxidatie- en corrosiebestendig te maken. Ook van de harde en slijtvaste eigenschappen van chroom wordt veel gebruikgemaakt in de staalindustrie. Chroom wordt veel gebruikt in combinatie met nikkel of molybdeen. Chroom in combinatie met molybdeen (het zogenaamde Chroom-molybdeenstaal) maakt het staal uitstekend bestand tegen hoge temperaturen en ook erg sterk. Vanadium wordt ook veel gebruikt in combinatie met chroom en molybdeen daar het ongeveer dezelfde eigenschappen geeft aan staal. Ook in gereedschapsstaal wordt veel vanadium gebruikt, het maakt het staal ook een stuk taaier, wat erg gunstig is voor gereedschap. Nikkel heeft gunstige invloed op staal bij heel hoge en heel lage temperaturen. Het wordt ook veel gebruikt om een aantal ongunstige eigenschappen van chroom tegen te gaan. Hooggelegeerd staal (HGS) bevat meer dan 5% aan legeringselementen. De bekendste vorm is roestvast staal (rvs). Een ander hooggelegeerd staal is gereedschapsstaal. Hoofdlegeringselementen in rvs zijn chroom (Cr) en nikkel (Ni). Alleen chroom kan gebruikt worden om staal roestvast te maken, maar meestal wordt er een combinatie van chroom en nikkel gebruikt, omdat nikkel een aantal ongewenste effecten van chroom tegenwerkt (bijvoorbeeld 18% Cr en 8% Ni). Zoals de naam al doet vermoeden is rvs bestand tegen oxidatie en corrosie. Deze eigenschap is te danken aan de chemische verbinding die chroom aangaat met zuurstof. Door die chemische verbinding vormt er zich een oxidehuid op het staal. De oxidehuid is heel dun en daardoor doorzichtig. Ze bestaat uit een netwerk van chroom(III)oxide, dat wel elektronen kan geleiden maar geen ionen. Daardoor is het metaal tegen corrosie bestand, mits de oxidehuid intact blijft. Dat is helaas niet het geval in een chloride-oplossing, zoals zeewater of in gechloreerd zwemwater. Het resultaat is dan gelokaliseerde putvormige corrosie, die heel moeilijk te stoppen is omdat het chloride-ion zich vooral in de corrosieputten verzamelt. Een toeslag van molybdeen kan wel bestendigheid tegen chloor opleveren, bijvoorbeeld voor gebruik in zwembaden. Om de eigenschappen te verbeteren is dan ofwel een laag koolstofgehalte wenselijk, maar dan is de verspaanbaarheid slechter, ofwel een toeslag van titanium, maar dan is de lasbaarheid slechter. Voorheen werd de treksterkte van de legering gebruikt als aanduiding van de soort legering. “Staal 52” betekende dat de treksterkte 52 kg/mm² was. Later werd de benaming van “Staal 52” veranderd in “Fe 510” omdat de treksterkte in het SI-stelsel 510 N/mm² is. Later ging men over tot het onderscheiden met toevoeging van de rekgrens (bv. S355). Snelstaal (High Speed Steel – HSS) is staal dat bij hogere temperaturen zijn hardheid behoudt. Daardoor is het zeer geschikt voor gereedschap dat heet kan worden, zoals metaal- en betonboren. De sterkte of hardheid van het staal wordt bepaald door de hoeveelheid koolstof. De lineaire uitzettingscoëfficiënt bij kamertemperatuur bedraagt 12 × 10−6 K−1, oplopend naar 16 × 10−6 K−1 bij 600 °C en daarboven weer afnemend. Het soortelijk gewicht van staal bedraagt 7850 kg/m3. In de handel wordt vaak gerekend met een handelsgewicht van 8000 kg/m3.

Bezoek ons GS Experience Center

Smart Industry (Industry 4.0) creëert nieuwe kansen in de waardeketen. Wij hebben een Experience Center geopend. De doorlooptijden in onze werkplaats hebben wij in de afgelopen jaren weten te verkorten en er wordt efficiënter gewerkt. Industrie 4.0 of smart industrie maakt de transformatie naar digitalisering niet altijd tastbaar en de consequenties van digitalisering zijn ook niet altijd even duidelijk. Daarom laten wij de laten (metaal)industrie zien en ervaren hoe deze kloof verkleind kan worden. Bij ons is digitalisering zichtbaar en wij laten de mogelijkheden en resultaten live zien.

Contact?
Bel: 0546-562270