staal wordt gebruikt in een breed scala van industrieën en wordt beschouwd als de ruggengraat van de moderne infrastructuur. De mogelijkheid om andere elementen toe te voegen en daarbij de eigenschappen van staal te manipuleren is wat het zo ‘ n veelgebruikte bron maakt. Dit artikel zal kijken naar de meest voorkomende elementen die het brede scala van staalsoorten omvatten en zal hun impact op materiaaleigenschappen verkennen.

ijzer alleen is niet voldoende

in zijn zuiverste vorm, ijzer is noch uitzonderlijk sterk noch hard – in feite kon een blok zuiver ijzer met een mes worden gesneden. De toevoeging van koolstof en het verwijderen van zuurstof zijn wat ijzer op basis van staal zijn ongelooflijke sterkte.een legering is een metaal vervaardigd door het combineren van twee of meer metalen elementen. De toevoeging van meer metalen en niet-metalen elementen aan ijzer en koolstof maakt het mogelijk de eigenschappen te manipuleren om een specifieke behoefte of toepassing aan te passen.

zelfs het veranderen van de hoeveelheid koolstof in combinatie met ijzer kan de materiaaleigenschappen beïnvloeden. Koolstofrijk staal bevat tussen 0,60% en 0,95% koolstof (als gewichtsprocent) en is ongelooflijk sterk en hard, maar is minder kneedbaar en moeilijker te bewerken en te lassen. Naarmate het koolstofgehalte wordt verminderd, wordt het materiaal meer als zuiver ijzer en zo zachter en meer nodulair.

het maximale koolstofgehalte in staal is 2,1% omdat iets meer dan dat niet echt als staal wordt geclassificeerd. Aangezien het koolstofgehalte wordt verlaagd, valt het materiaal in een van de vier categorieën:

zeer hoog koolstofstaal (0,96% -2,1% koolstof)

hoog koolstofstaal is extreem sterk en bestand tegen plaatselijke vervorming onder hoge spanning. Het wordt geproduceerd via een gespecialiseerd proces. Hierdoor is Bewerken, lassen of buigen van dit materiaal bijna onmogelijk.

Hoog Koolstofstaal (0,55% -0,95% koolstof)

hoog koolstofstaal is vrij sterk en biedt meer rekbaarheid dan zeer hoog koolstofstaal en werd tot voor kort gebruikt in Spoorwegtoepassingen. Andere toepassingen zijn beitelen en snijgereedschap.

Medium Koolstofstaal (0,30% -0.54% koolstof)

Medium Koolstofstaal balanceert sterkte en hardheid met rekbaarheid en wordt voornamelijk gebruikt in machineonderdelen zoals tandwielen, bouten en axels.

koolstofarm staal (0,05% -0,25%)

koolstofarm staal biedt ongelooflijke sterkte ten opzichte van een lager gewicht in vergelijking met andere staalcategorieën. Het toevoegen van legeringen kan lage koolstofstaal verschillende eigenschappen geven zonder massaal gewicht te beïnvloeden.

hoewel alle staalcategorieën legeringen en niet-metalen elementen kunnen gebruiken om hun eigenschappen te veranderen, zal dit artikel zich toespitsen op de wijze waarop bepaalde elementen de eigenschappen van koolstofarm staal veranderen.

elementen die harden

voordat elementen die harden worden onderzocht, is het belangrijk om het verschil tussen harden en versterken op te merken.

Staalhardheid verwijst naar het botsniveau dat een materiaal kan absorberen voordat het deukt en wordt meestal gemeten met een Charpy-botstest. Hardheid kan sterk worden beïnvloed door temperatuur, omdat materiaal over het algemeen minder impact kan absorberen in koudere temperaturen.

aan de andere kant richt de staalsterkte zich op rekgrens en treksterkte. Een vloei punt is het punt waarin een materiaal wordt benadrukt en vervormt, maar niet breekt. Treksterkte is de hoeveelheid spanning die nodig is voor het materiaal om te falen of te breken.

elementen die staal verharden verhogen de hoeveelheid impact die een materiaal kan absorberen. De meest voorkomende verharding elementen zijn:

• Fosfor*
• Silicium*
• Mangaan*
• Stikstof
• Nikkel
• Chroom
• Boor

Deze verharding elementen gemeenschappelijk zijn in gehard en uitgeblust kwaliteiten (bijvoorbeeld ASTM A514 of ASTM-A710), en offshore kwaliteiten (bijvoorbeeld ASTM A633). Nikkel kan worden toegevoegd aan koolstofstaallegeringen, maar het komt vaker voor in roestvrij staalsoorten.

*fosfor, silicium en mangaan zijn de meest voorkomende elementen die aan staal worden toegevoegd. ASTM A752-50 (een laaggelegeerd staal met hoge weerstand) en ASTM A36 (een zacht staal) zijn twee van de meest gebruikte kwaliteiten in Noord-Amerika en bevatten deze drie elementen.

elementen die

elementen die staal versterken verhogen de belasting die het materiaal kan dragen. Daarom is het gebruikelijk dat deze elementen worden gezien in infrastructuur, zoals wegen, bruggen en gebouwen. De meest voorkomende versterkende elementen zijn:

• silicium
• chroom
• Vanadium
• fosfor
• Titaan
• stikstof & aluminium combo
• Niobium (Columbium)

elementen die de ductiliteit verhogen

in projecten waarbij materiaalboren en lassen vereist zijn, machines of bouten, ductiliteit is een belangrijke factor. Veel voorkomende elementen die aan staallegeringen worden toegevoegd die de ductiliteit verbeteren, zijn:

• Niobium (Columbium)
• zwavel
• fosfor
• chroom

deze onthardende elementen komen vaak voor in getemperde en gedoofde kwaliteiten (bijv. ASTM A514) en worden gebruikt over tientallen anderen.

elementen die corrosiebestendig zijn

elementen die corrosiebestendigheid bevorderen zijn van cruciaal belang voor staallegeringen voor gebruik in toepassingen die bestand zijn tegen atmosferische omstandigheden. Vaak gebruikte elementen zijn:

• zirkonium
• Nikkel
• fosfor
• koper
• chroom

corrosiebestendigheid is belangrijk voor constructiestaal dat wordt gebruikt in toepassingen buitenshuis, zoals bruggen, en offshore-of maritieme toepassingen.

de kracht van de chemie

ijzer en koolstof zijn de eenvoudige bouwstenen van staal. Echter, een breed scala van metalen en niet-metalen elementen kunnen de eigenschappen en het gedrag van staal veranderen, waardoor het een levensvatbare bron voor tal van toepassingen.Leeco Steel is gespecialiseerd in de levering van koolstofstaalplaten in de VS, Canada en Mexico. Een breed scala van gelegeerd staalsoorten zijn beschikbaar. Nadat u de ideale staalkwaliteit voor uw project hebt bepaald, kunt u de staalplaat krijgen die u nodig hebt, wanneer u het nodig hebt.