Staal – Materiaal met traditie en toekomst

Staal is een materiaal met uitstekende eigenschappen en mogelijkheden, dat in deze samenstelling uniek is. Ook de intensieve en tot dusver vruchteloos gebleven zoektocht naar alternatieve materialen met vergelijkbare eigenschappen toont het potentieel van dit traditievolle materiaal aan.

In deze bijdrage hebben wij onze jarenlange ervaring en onze actuele knowhow met betrekking tot het specifieke verspanings- en rendementgedrag bij de bewerking van staal, in het bijzonder bouw-, koolstof-, gereedschaps- en snelsnijstaal en andere ongelegeerde stalen, voor u samengevat.

Overzicht – Staal

De geschiedenis van staal gaat terug tot 2.000 voor Christus. Toen bleken al de eerste eenvoudige ijzermaterialen te bestaan. In de klassieke oudheid en de Middeleeuwen werd erts in schachtovens tot zeer hoge temperaturen verhit zonder het te smelten.

In de 14e eeuw na Christus ontstonden in Europa de eerste met houtskool gestookte hoogovens, waarin ijzer kon worden gesmolten. Het hieruit resulterende gietijzer was door het hoge koolstofgehalte bros en niet smeedbaar.

In 1784 ontwikkelde Henry Cort het puddelproces. Hierbij werd het gesmolten ruwijzer handmatig omgeroerd om het met lucht in contact te brengen en zo bestanddelen als koolstof, zwavel of fosfor van het materiaal af te scheiden. Het proces maakte de productie mogelijk van een smeedbaar en elastisch ruw staal, ook wel puddelijzer genoemd.

In de 19e eeuw speelde staal een steeds belangrijkere rol. Terwijl de uitvinding van de stoommachine het transport van zware lasten mogelijk maakte, leverde de steenkoolwinning de cokes die voor de staalproductie nodig was.

Welke soorten staal zijn er?

De grootste groep onder de staalsoorten zijn de bouwstalen. Zij worden ook wel met algemeen bouwstaal, gewoon staal, constructiestaal of met de Engelse term structural steel aangeduid. Deze groep maakt meer dan 90% van de totale staalproductie uit. Ook ongelegeerde bouwstalen evenals fijnkorrelige en weerbestendige bouwstalen worden tot deze groep gerekend.

Ook corrosiebestendige edelstalen (INOX) worden deels tot de bouwstalen gerekend omdat hiermee vergelijkbare constructies als met de bovengenoemde staalsoorten worden vervaardigd.

Welke bewerkingsmogelijkheden biedt bouwstaal?

Staal wordt in het bijzonder gekenmerkt door het feit dat het niet alleen op automatische machines kan worden bewerkt maar ook met handbediende gereedschappen, en dus ook buiten de fabriekshal tot constructies, voertuigen, tanks, installaties en nog veel meer kan worden omgevormd. De bewerkingsmogelijkheden van staal zijn talrijk:

Omvormen: uitoefenen van buig-, druk-, trek- en schuifspanning
Scheiden: doorslijpen, zagen, snijden, snijbranden en plasmasnijden
Verspanend bewerken: boren, draaien, frezen, slijpen, vijlen
Verbinden: lassen, schroeven, klinken
Oppervlakken bewerken: slijpen, polijsten, borstelen, slaan, graveren en laseren
Oppervlakken behandelen: coaten, lakken
Eigenschappen veranderen: gloeien, veredelen

Wat zijn de toepassingsmogelijkheden van bouwstaal?

Bouwstalen komen als warm- of koudgewalste en -getrokken platen, staven of profielen resp. buizen in de handel. Dankzij hun materiaaleigenschappen en uitstekende bewerk- en lasbaarheid worden zij in talrijke industrieën toegepast. Voorbeelden:

Staalbouw en bankwerkerijen
Machine- en installatiebouw
Apparaten- en tankbouw
Architectuur en bouw
Scheepswerven en offshoretechniek
Automobielindustrie
Buis- en pijpleidingbouw

Waarom wordt bouwstaal zo vaak gebruikt?

Voor het gebruik van bouwstalen zijn vooral de vloeigrens, de vervormbaarheid, de geschiktheid voor lassen en bewerking door verspaning van doorslaggevend belang. Het meest verkochte staal is algemeen of ongelegeerd bouwstaal. Dit komt doordat:

de eigenschappen ervan voor de meest voorkomende toepassingen geschikt zijn,
het kosteneffectief is,
het zeer goede bewerkings- en laseigenschappen heeft,
uit een groot aantal legeringsvarianten de soort met de gewenste bewerkingseigenschappen kan worden gekozen,
er een grote selectie van, meestal gestandaardiseerde, halffabrikaten beschikbaar is.

Vooruitzicht

Sinds de bouw van de Eiffeltoren ter gelegenheid van de Wereldtentoonstelling van 1889 is de staalproductie gestaag toegenomen. De productieprocessen zijn in de loop der jaren verder ontwikkeld zodat er vandaag de dag al meer dan 2.500 gestandaardiseerde staalsoorten zijn die op de meest uiteenlopende gebieden worden gebruikt. Staal hoort dus nog lang niet bij het oude ijzer.

Ook vanuit ecologisch oogpunt is staal een uitstekend materiaal, aangezien het vrijwel onbeperkt kan worden gerecycleerd zonder dat er kwaliteitsverlies optreedt. Het schroot kan na gebruik per soort worden ingezameld, gesmolten en tot nieuw materiaal worden verwerkt.