staal

Staal heeft meer betekenissen:

• "hard ijzer" (constructiestaal, bouwmetaal)

• draagkrachtige laag kort onder het maaiveld ("fundering op staal") (andere pagina)

• proefmonster

1. Staal is "hard ijzer" en veelzijdig toepasbaar: sterk, stijf en taai. Staal is een bouwmetaal. Staal was oorspronkelijk sterk verhit koolstofarm ijzer dat plotseling in water gekoeld werd. Al langere tijd wordt al het ijzer met een laag koolstofgehalte staal genoemd, ook als het niet gehard is.
IJzer komt voor in o.m.:
- ijzer zelf bevat geen koolstof
- staal heeft tot 2% koolstof (constructiestaal vaak max. 0,25%)
- gietijzer > 2% (hard, maar bros; alleen oppervlakkige roest; voorb. pannen, putdeksels)
- roestvaststaal (rvs) is een legering van ijzer en vooral chroom (goed bestand tegen corrosie; voorb. aanrechten, schroeven e.d.)
- edelstaal is rvs met vooral nikkel (aanduiding 18/10 betekent 18% chroom en 10% nikkel; voorb. bestek e.d.)
- cortenstaal is een legering van ijzer met koper, fosfor, silicium, nikkel en chroom (alleen oppervlakkige roest; voorb. siergevels)
- high-speed steel (hss) is ijzer met met wolfraam 18%, chroom 4%, vanadium 1% en koolstof 1% (voorb. gereedschap zoals boortjes).

Van ijzererts tot ruwijzer 
Fijn ijzererts wordt "voorgebakken" tot brokken (sinters) en knikkers (pellets).
Voor de productie van ruwijzer is cokes nodig; daartoe wordt steenkool vergast waardoor het poreuzer wordt en geschikt wordt voor gebruik in de hoogoven waarin ijzer/staal wordt gefabriceerd. Het vergaste steenkool wordt cokes genoemd.
Uit sinters, pellets en cokes ontstaat in de hoogoven vloeibaar ruwijzer, dat met een temperatuur van 1500 graden C getapt wordt.

Van ruwijzer tot staal en warmgewalst (vervormingsstaal)
Ruwijzer bevat veel koolstof waardoor het bros is en niet te lassen, te smeden en te (ver)vormen. De koolstof wordt in de staalfabriek (ijzerfabriek) uit het vloeibare ijzer (ruwijzer) gebrand door er zuurstof op te blazen. De temperatuur wordt daardoor ca. 2000 graden C; aan het vloeibare ijzer wordt schroot (ijzerafval) toegevoegd om de temperatuur in toom te houden. 
Van het grootste deel van het ruwe staal wordt een dikke plak gegoten (ca. 22 cm), die daarna bij ca. 1200 graden C warm gewalst wordt (in de warmbandwalserij) tot diktes van 1,5 tot 25 mm. Aan het einde van de productielijn  wordt het staal opgerold.
Het warmgewalste staal wordt in een latere stap gebruikt om koud te walsen (in de koudbandwalserij), tot een dikte van ca. 0,1-0,5 mm of dikker indien gewenst (o.m. auto-industrie).

Een nieuwe, energiezuiniger methode omvat het gieten en walsen in één stap. Naast het "normale" proces heeft Tata Steel in IJmuiden zo'n gietwals-installatie. 

Het is belangrijk om staal te beschermen tegen corrosie door het af te schermen van de lucht. De dikte van de beschermlaag en de toepassing bepalen of de bescherming van korte dan wel meer van lange duur is.
Veelgebruikte tijdelijke beschermingsmethoden voor staal zijn zijn: fosfateren en passiveren of het aanbrengen van een conserveringsolie.
Meer bestendige methodes zijn bijvoorbeeld coaten, vertinnen of verzinken.
Aluzink ALC van Swedish Steel is met aluminium en zink gecoat staalplaat.

Warmtebehandeling van staal kan meer doelen hebben:
- opwarmen tot 750 graden C en snel afkoelen ("afschrikken"), geeft een harder, sterker, slijtvaster staal, maar brosser
- opnieuw verhitten tot 200 graden C maakt het taaier, maar de hardheid blijft
- "veredelen": opnieuw verhitten tot 400-650 graden C, en daarna langzaam afkoelen, maakt het zachter, maar taai en sterk
- zachtgloeien: temperatuur tot ca. 650-700 graden C laat brosheid verdwijnen en maakt de verwerkbaarheid groter (binddraad, betonstaal).

De soorten staal die in de bouw gebruikt worden zijn bijvoorbeeld blank staal, platen, buis, kokerprofielen, profielen, stafstaal, U-profielen, RVS; zie staal voor constructies bij: 
- warmgewalst
- koudgevormd.

Staalklasse: staal wordt aangeduid met een aantal symbolen, bijvoorbeeld S235JR is een veel gebruikt constructiestaal. 
Een voorbeeld met S235J2C+N en de betekenis ervan: 

a = Basissymbool: 
Het basissymbool voor het type staal kan zijn (in het voorbeeld een S):

bbb = Vloeigrens:
Na het basissymbool wordt de elastische vervorming gegeven, de vloeigrens, in het voorbeeld hierboven 235 [N/mm² ofwel 235 MPa].

cc = Kerfslagenergie
Deze letter/cijfer- of letter/letter-combinatie geeft aan bij hoeveel energie (kerfslagenergie) een proefstaafje bij een bepaalde temperatuur breekt (ook de mate waarin een staal lasbaar is, neemt toe vanaf JR naar K2):

*) de R is van Room temperature

De J2 in het voorbeeld S235J2C+N geeft aan dat er een gegarandeerde kerfslagwaarde van 27 Joule is bij -20 graden C, dus "in normaalgegloeide toestand geschikt voor koudvervormen".

d+d+.. = Extra vermeldingen:
Eventueel kan na de kerfslagaanduiding nog extra vermeldingen zijn opgenomen (bij meer symbolen bij voorkeur een "+" gebruiken):

(De aanduiding G3 e.d., zoals in het vroegere S235J2G3, wordt sinds EN 10025-2 niet meer toegepast.)
Let op: soms wordt door een staalproducent toch een eigen aanduiding gebruikt, vooral bij de extra vermeldingen.

Andere termen bij staal:

mechanische sterkte van staal, treksterkte, vloeisterkte, breekpunt, elasticiteitsmodulus E (geldt uitsluitend in het linker gebied tot de vloeigrens)), elastische vervorming, plastische vervorming, vloeigrens, weker en stugger, sterker en zwakker, brosser en taaier; klik voor groter! (prof.ir. h.h. snijder, tu/e):  sterk: hoge elasticiteitsmodulus E (grafiek steiler, hoek a groter) stijf: hoge treksterkte taai: hoge vloeisterkte

relatie tussen ontlaattemperatuur en mechanische eigenschappen; temperatuur hoger, treksterkte en rekgrens lager, rek en insnoering groter:

fabricage van staal, het gieten in een mal:

elektro-oven; klik voor groter (bouwen met staal):

betonstaal in een mooie zetting:

lofthome, met een stalen skelet; klik voor groter (staalmakers):

staal, oude aanduidingen; klik voor groter (macsteel):

Documentatie/sites

- Bewerkingen van staal (van CM-Staal)

- Architectuur: ontwerpen met rvs (van Bouwen met staal)

- Vormgeven van dunne metaalplaat (van FME)

- Constructiestaalsoorten met hoge sterkte (VM125 van FME)

- Samenwerkende Nederlandse Staalbouw SNS

- Staal standaarden S355

Men neemt aan dat het woord staal nauw verwant is met het Germaanse stag, dat als grondbetekenis heeft "dat wat stijf staat, strakgespannen is". Een van stag afgeleid Protogermaans bijvoeglijk naamwoord  is stahl(ij)a (standvastig, sterk) dat zou zijn gesubstantiveerd om de onderhavige metaalvorm aan te duiden. Bron Etymologiebank.

Verg. smeedijzer.

Eng. steel

2. Staal: zie fundering op staal.
Eng. natural foundation, shallow foundation (strokenfundering is spread footing foundation, doorgaande gewapend betonplaat is slab-on-grade foundation)

3. Ook: proefmonster. Een staal is ook een monster, d.w.z. een (klein) voorbeeld van het origineel. Zo zijn er bijvoorbeeld stalenboeken met een aantal voorbeelden van originelen van vloerbedekking, textiel, behangsels, gevelbepleistering enz.

stalenboek van forbo:

stalenboek glasvlies van caparol:

Eng. sample