Er zijn diverse staalsoorten en deze worden in allerlei industrieën gebruikt: van de algemene machinebouw en de luchtvaart tot de matrijzen- en gereedschapsbouw. Op deze pagina leest u meer over vijf staalsoorten, hiervoor gebruiken we de werkstofmateriaalindeling van de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO). Elke staalsoort heeft zijn eigen kenmerken. Wij gaan in op het bewerken van de volgende vijf materialen:
Staal (ISO P) is het belangrijkste constructie- en bouwmateriaal van de wereld. Het wordt gebruikt in veel aspecten van ons dagelijks leven: in onze auto’s en bouwmaterialen, in wasmachines en koelkasten, in schepen en chirurgische scalpels. Voor alle verschillende toepassingen zijn er meer dan 3500 soorten staal met verschillende eigenschappen. Ongeveer 75% van de modernere staalsoorten is in de laatste twintig jaar ontwikkeld. Binnen de ISO-materiaalclassificering voor het machinaal bewerken wordt staal ingedeeld in de volgende vier groepen:
Koolstofarme staalsoorten hebben een hoge vervormbaarheid. Naarmate het koolstofniveau stijgt, neemt ook de hardheid en bewerkbaarheid toe. Een veelvoorkomend koolstofgehalte in staal is >0,25%. Automatenstalen, de makkelijk bewerkbare soorten, worden geproduceerd met de toevoeging van lood of zwavel om de bewerkingseigenschappen te bevorderen. Het zeer lage koolstofgehalte in deze staalsoorten zorgt ervoor dat deze niet reageren op warmtebehandeling. Ze worden veel gebruikt bij de vervaardiging van drinkblikjes en carrosserieën van auto’s en als bouwstaal voor lage belasting.
Deze uitgebreide groep van materialen bestaat uit niet-gelegeerd koolstofstaal met een hoger koolstofgehalte (0,25-0,55%) en laaggelegeerd staal met een treksterkte tot 900 N/mm².
Deze groep bestaat uit minder verspaanbare, niet-gelegeerde en laaggelegeerde gietstalen met een treksterkte tot 1000 N/mm².
Om de treksterkte te verhogen zijn deze staalsoorten gehard en getemperd. De hoog gelegeerde gereedschapsstaalsoorten in gegloeide toestand vallen ook in deze groep. Net als gelegeerd gereedschapsstaal met een hoog koolstofgehalte en een totaal legeringsgehalte van meer dan 5%, voor zover ze in de volledig ontharde (verzachte) staat verkeren.
Na de uitvinding van RVS (ISO M), is dit materiaal een zeer belangrijk materiaal geworden door de corrosie werende kwaliteiten. Dit maakt RVS perfect voor het gebruik in een grote diversiteit aan omgevingen en omstandigheden. Door de toevoeging van legeringselementen zijn er verschillende soorten RVS ontstaan. Deze worden geselecteerd vanwege hun specifieke eigenschappen, zoals betere bewerkbaarheid of een goede hittebestendigheid. De meest gebruikte roestvaste staalsoorten zijn 304 en 316. In de basis zijn er vijf soorten RVS, waarvan er vier als volgt zijn ingedeeld:
Ferritisch roestvaststaal is magnetisch en bevat minder dan 0.10% koolstofaandeel. Deze RVS-soort kan door het lage koolstofgehalte niet gehard worden en kan ook niet hoogwaardig gelast worden. Toch kent dit materiaal een behoorlijk brede toepassing.
Dit type heeft een aantal gelijkenissen met ferritisch, maar heeft een hoger koolstofgehalte, namelijk tot 1%. Dit betekent dat het materiaal wel getemperd en gehard kan worden en daarom zeer nuttig is in situaties waar de sterkte van het materiaal belangrijker is dan de bestendigheid tegen corrosie. Martensitisch RVS heeft een hogere treksterkte en een beduidend lagere taaiheid dan andere typen. Als gevolg daarvan vertoont de bewerkbaarheid enige gelijkenis met die van zeer sterke staalsoorten.
Dit is het meest voorkomende type RVS. Ongeveer 70% van de totale productie van roestvrijstaal is Austenitisch. De veelzijdigheid van dit materiaal is voor een groot gedeelte te danken aan het feit dat het goed kan worden gevormd en gelast.
Simpel gezegd is Duplex staal een combinatie van ferritisch en austenitisch staal. Deze gecombineerde structuur maakt het materiaal sterker.
Gietijzer staat voor een metaalfamilie met een grote variatie van eigenschappen. Het is een meer algemene aanduiding, net zoals bij staal. Staalsoorten en gietijzersoorten zijn allebei hoofdzakelijk ijzer met koolstof (C) als het belangrijkste legeringselement.
Grijs gietijzer is normaalgesproken eenvoudig machinaal te verwerken, zelfs bij hardheden rond de 40 Rockwell. Het is goed bestand tegen vreten, in tegenstelling tot sommige smeedijzeren. Het wordt vaak gebruikt voor tandwielkasten, oliecarters en carters die voornamelijk worden gebruikt in sectoren als de landbouw en de automobielindustrie.
Temperen is een warmtebehandeling die wordt gebruikt om de taaiheid van het gietijzer te vergroten. Dit wordt gedaan om de overtollige hardheid die ontstaat tijdens verharding te verlagen.
In veel toepassingen wordt Nodulair gietijzer als technisch materiaal gebruikt. Om dit materiaal te produceren, wordt een klein beetje magnesium aan het gesmolten ijzer toegevoegd. Dit verandert de gevormde grafietstructuur. Nodulair gietijzer is flexibel, net als smeedijzer. Het kan in verschillende diktes en groottes worden gegoten.
Hittebestendige materialen zoals titanium, Ti-legeringen en superlegeringen of hoogwaardige legeringen hebben een relatief laag verbruiksaandeel. Slechts 0,02% van alle staalsoorten zijn S-Groep-materialen. Deze Superlegeringen zijn echter onmisbaar in extreme omgevingen, waar enorme hitte- en corrosieweerstand essentieel is.
Zuiver titanium is een zilverkleurig metaal met een lage dichtheid. Titanium is een sterk materiaal en bovendien corrosiebestendig. Het wordt veel gebruikt voor orthopedische en tandheelkundige implantaten. Meestal wordt het toegepast als een legering met o.a. ijzer, aluminium, molybdeen en/of vanadium. Titaniumlegeringen worden meestal ingedeeld in de volgende drie hoofdcategorieën:
Op ijzer gebaseerde superlegeringen zijn goedkoper dan op kobalt of nikkel gebaseerde kwaliteiten. Er zijn drie soorten op Fe-gebaseerde superlegeringen: martensitische, austenitische en precipitatie hardende. Dit materiaal wordt breed toegepast in de gehele industrie, van de bouw en gereedschap makerij tot gespecialiseerde medische toepassingen.
Op nikkel gebaseerde superlegeringen hebben een unieke combinatie van hoge hittebestendigheid, hoge corrosiebestendigheid en taaiheid. Vanwege deze kenmerken worden ze veel gebruikt in turbines voor opwekking van elektriciteit, vliegtuigen, raketmotoren en uitdagende omgevingen zoals kerncentrales en chemische verwerkingsfabrieken. Legeringen op nikkelbasis worden vaak gebruikt bij de productie van olie en aardgas.
Op kobalt gebaseerde superlegeringen zijn non-ferromagnetisch en hebben een hoge sterkte en taaiheid, uitstekende corrosie- en oxidatiebestendigheid en hoge hittebestendigheid. Kobalt kan tevens worden gemagnetiseerd. Het wordt toegepast in componenten van straalmotoren, prothetische apparaten, magneten en snijgereedschap.
Staal kan worden behandeld door intense hitte om de hardheid te verhogen. Het resultaat is afhankelijk van de hoeveelheid koolstof in het staal. Alleen koolstofstaal kan worden gehard en getemperd.
Gehard en getemperd staal tot een hardheid van 40-50 HRc.
Wit gietijzer heeft een goede druksterkte en een uitstekende hardheid en slijtvastheid, zelfs bij hoge temperaturen. Wit gietijzer wordt gebruikt voor transportrollen en andere apparatuur die alleen slijtvast of hittebestendig hoeft te zijn en geen goede vervormbaarheid vereist. Het is een relatief moeilijk te bewerken materiaal.
Gehard en getemperd staal tot een hardheid van 50-55 HRc.
Gehard en getemperd staal tot een hardheid van meer dan 55 HRc.
Opzoek naar het juiste gereedschap voor uw materiaal? Neem contact met ons op, wij helpen u graag verder.
