Een groot deel van de plaatwerkproductie bestaat uit verschillende soorten staal. Staal wordt niet alleen verwerkt als plaatproduct, maar ook in andere vormen zoals profielen, pijpspoelen, gereedschap, buizen, structurele componenten, afhankelijk van de vraag op de markt. De structurele staalsoort (S series) zal in dit bericht uitvoerig worden behandeld. Staal dat in werktuigen en machines wordt gebruikt, zal ook kort worden vermeld in het laatste deel. In deze post zal alleen het plaatstype van constructiestaal worden behandeld, ook al bestaan er geen grote verschillen in vergelijking met andere vormen van staal die in gebouwen worden gebruikt.
De bouw van bruggen, machines, schepen, landbouwmachines, bouwmachinecomponenten zoals kranen en graafmachines, projecten van infrastructurele faciliteiten, en woon/commerciële gebouwen zijn enkele van de gebruiksgebieden van structureel staal. Voltooide staalproducten moeten door een paar metaalbehandelingsprocessen gaan.
Door ons artikel te lezen, zult u het volgende leren:
- Wat is constructiestaal precies :
- De elementaire samenstelling die constructiestaal heeft;
- Mechanische en fysische eigenschappen van constructiestaal;
- Verdere kennis in duurzame en hoogsterkte staalsoorten;
- Wat zijn de verschillen tussen constructiestaal en machine-/gereedschapsstaal
Constructiestaal
Constructie-staal wordt hoofdzakelijk gebruikt in gebouwen en bruggen. Het bevat ruwweg 0,25% koolstof, afhankelijk van de toepassingseisen. De belangrijkste soorten constructie-staal zijn S355, S235, en S275 uit de S series, maar het is niet beperkt tot slechts drie soorten. Er zijn er veel, maar die vallen buiten het bestek van dit bericht.
Deze staalsoorten worden globaal gekarakteriseerd door de onderstaande eigenschappen:
- Ze hebben een laag koolstofgehalte.
- Ze zijn zachter en kneedbaarder.
- Ze kunnen gemakkelijk warm of koud worden gevormd.
- Ze kunnen goed worden gelast zonder bros te worden
- Ze worden gewoonlijk in grote afmetingen vervaardigd voor constructiedoeleinden.
Europese normen voor S Series
In Europa geproduceerd constructiestaal moet in overeenstemming zijn met de EU-norm EN 10025. Andere vermeldenswaardige soorten constructiestaal uit de S series zijn 460, 420, 195, 235, 355 en 275. Dit artikel zal zich toespitsen op de 235, 275 en 355 types, de meest gekozen types van de S-reeks voor bouwprojecten.
Benaming van S235
S235 geeft een samenvatting van de eigenschappen van dit specifieke constructiestaal. Zo is de letter “S” in de S series een aanduiding voor een “constructiestaal”. Het getal 235 is een aanduiding van de vloeispanning van het materiaal (235 MPa – N/ mm²) bij 16 mm dikte. Na dit punt begint een plastische vervorming die onomkeerbaar is. Aanvullende aanduidingen geven meer informatie over het materiaal. Dit zijn meestal combinaties van letters en cijfers zoals K2, W, C, Z, JO, JR, N, NL, J2, QL, Q, ML, of M naast de “S” in de S series.
- S = Structureel
- De laatste drie cijfers = geven de vloeigrens aan in MPa.
- K2, J2, JO, JR = Slijtvastheid bepaald bij slagproeven
- W = verweringseigenschap
- Z = Aanduiding trekrichtingproef, Z-kwaliteit (35, 25, 15)
- C = Bevat een hoge hoeveelheid koolstof, goed om koud te walsen.
- N = Gegloeid, genormaliseerd en gewalst staal
- NL = Gegloeid, genormaliseerd en gewalst staal met een minimum gespecificeerde kerfslagsterkte onder -50 °
- Q = Gequenched en getemperd staal
- QL = Gequenched en getemperd staal met een minimale gespecificeerde schokweerstand onder -50°.
- M = Thermomechanisch gewalst staal
- ML = Thermomechanisch gewalst staal met een minimale slagvastheid onder -50°.
Meer informatie Klik hier voor informatie over kerfslagtests en waarden. .
Chemische samenstellingen van S355, S275, en S235
De elementaire samenstelling is de belangrijkste en meest bepalende factor die van invloed is op alles wat met staal te maken heeft. De fysische en mechanische eigenschappen hangen uitsluitend af van de chemische samenstelling van het staal. Aangezien dit van groot belang is, staan de chemische samenstellingen onder toezicht van de EN-normen die door de Europeanen zijn opgesteld. Het elementaire bestanddeel verschilt naargelang het gebruiksdoel. Laten we als voorbeeld S235J2 constructiestaal nemen. Het is een type constructiestaal met een verhoogde hardheidswaarde en verschilt dus in zekere mate van het gewone S235. De verantwoordelijke autoriteiten van een project moeten zorgvuldig rekening houden met de chemische samenstelling van het staal, geschikt voor hun doel.
De maximale toevoegingen van verschillende elementen in een staal zijn hieronder te zien in de tabel voor S355, S275, en S235 van S series constructiestaal.
| Staalsoort | Maximaal % koolstof (C) | Maximaal % mangaan (Mn) | Maximum % fosfor (P) | Maximum % zwavel (S) | Maximaal % silicium (Si) |
| S235 | 0.22 | 1.60 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| S275 | 0.25 | 1.60 | 0.04 | 0.05 | 0.05 |
| S355 | 0.23 | 1.60 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
Mechanische eigenschappen van S355, S275, en S235 van S series
De chemische samenstelling is de parameter bij uitstek voor de bepaling van de mechanische eigenschappen. De mechanische eigenschappen van een constructiestaal geven veel informatie over de vraag of het staal al dan niet geschikt is voor dat doel. Mechanische eigenschappen bestaan uit taaiheid, hardheid, stijfheid, enzovoort, maar de meest significante mechanische eigenschappen zijn treksterkte en vloeigrens. Zelfs de nomenclatuur van deze staalsoorten is gebaseerd op hun vloeigrens.
Hier vindt u onze uitgebreide bespreking van de eigenschappen van materialen.
Oprekken van S355, S275 en S235 van S series
Wat ook het precieze gebruik is, de vloeigrens is aantoonbaar de belangrijkste mechanische eigenschap van constructiestaal. Zij wordt bepaald door trekproeven en kan worden onderzocht op de spanning-rek kromme. Plastische vervorming begint op te treden bij het vloeipunt en de vloeigrens is de plaats waar dat specifieke punt zich in de spanningsas (MPa) bevindt. Het is de minimale hoeveelheid kracht waarbij de onomkeerbare plastische vervorming begint op te treden. Producent en gebruiker hechten beiden belang aan de vloeigrens.
De producent beslist hoeveel kracht moet worden uitgeoefend om het constructiestaal de gewenste geometrie te geven. Door de waarde van de vloeigrens te lezen, weten gebruikers waar en hoe zij constructiestaalcomponenten in bouwprojecten moeten gebruiken. Materialen met een relatief lage vloeigrens kunnen niet al te lang statische belastingen weerstaan.
Trekproeven van S355, S275, en S235 van S series
Een trekproef wordt toegepast op de materialen van het monster om het punt van de uiterste treksterkte te bepalen waar de hals begint te ontstaan. Het geeft de maximale spanningswaarde aan die een materiaal kan weerstaan. In de praktijk is de vloeigrens echter veel belangrijker dan de treksterkte, omdat het materiaal na het vloeipunt reeds vervormd is en onbruikbaar is in statische constructies. Als de plastische vervorming al begonnen is, zal het op een bepaald ogenblik zeker breken. Natuurlijk is de breeksterkte geen eigenschap die volledig kan worden genegeerd. Enkele van de waarden kunnen worden afgelezen in de tabel hieronder. Net als de vloeigrens, kunnen de waarden van de treksterkte ook worden gevonden in de spanning-rek kromme.
| Soort staal | Vloipunt in MPa | Uiteindelijke treksterkte in MPa |
| S235 | 235 MPa | 310 – 510 MPa |
| S275 | 275 MPa | 370 – 530 MPa |
| S355 | 355 MPa | 470 – 630 MPa |
Constructiestaal rekgrens en treksterkte in 16 mm dikte.
Het geproduceerde product moet een aantal bewerkingen ondergaan, zoals plasma-/lasersnijden, kanten, lassen en frezen.
Duurzaam en Hoogsterkte Staalsoorten
Er bestaan verschillende soorten staal, zoals Weldox-staal dat de hoogste vloeigrens (1300 MPa) heeft zonder extra legering. Deze staalsoorten staan algemeen bekend als staal met hoge sterkte, met uitzonderlijke waarden voor de vloeigrens. Dillimax en Domex zijn andere algemeen bekende soorten hogesterktestaal. Zij worden gebruikt voor kraanonderdelen en constructies die bestand moeten zijn tegen een grote hoeveelheid belastingen. Er bestaan ook staalsoorten met hoge hardheidswaarden voor specifieke doeleinden: Bijvoorbeeld Hardox 500 en 450 staalsoorten met een Brinell hardheid van respectievelijk 500 en 450. Voordat u met uw onderzoek begint, kunt u de beschikbare voorraden van ons bekijken door gewoon hier te klikken.
Ontdek meer over de voordelen van hoogsterkte staalsoorten
Machinestaal
Machinestaal staal heeft een koolstofgehalte van ongeveer 0,3% – 0,6%. Het bevat een relatief lage hoeveelheid legeringselementen, ruwweg 1,5% tot 5% molybdeen-, vanadium-, chroom- en nikkelgehalte. Zoals uit de naam blijkt, wordt dit soort staal over het algemeen gebruikt in machines, meestal in de interne onderdelen. Deze componenten zijn onder meer spieën, koppelingen, tandwielen, enz. Machinestaal wordt gewoonlijk gekenmerkt door de volgende eigenschappen:
- Meer hard en sterk
- Maakt nauwkeurig snijden mogelijk
- Onmogelijk koud te vervormen en slechts tot op zekere hoogte wanneer het heet is.
- Gehard bij het lassen
- Kan zowel in lage als hoge hoeveelheid worden gelegeerd
Gereedschapsstaal
Gereedschapsstaal heeft een koolstofgehalte van ongeveer 0,6% – 1,5%. Het is extreem hard door het hoge koolstofgehalte. Legeringselementen worden royaal toegevoegd met verhoudingen van meer dan 5%. Een andere naam voor gereedschapsstaal is hogesnelheidsstaal (HSS), omdat het wordt gebruikt bij hogesnelheidsbewerkingen zoals snijden en boren. De wrijvingswarmte die ontstaat bij hogesnelheidsbewerkingen doet de temperatuur stijgen, maar zij behouden hun hard karakter zelfs bij hoge temperaturen. Zoals bij elk metaal en elke legering worden de mechanische eigenschappen bepaald door de chemische samenstelling en de warmtebehandeling die het materiaal ondergaat.
- Hoge hardheid en sterkte
- Weerstand tegen stoten
- Gemakkelijk te wijzigen
- Sterk gelegeerd
Mogelijk bent u geïnteresseerd:
- A comprehensive guide to structural steel
- Minimum Radius for A Proper Bending
- 4 Latest Technologies in Steel Industry
- What Is an I Beam and Why Is It Used?
