Constructiestalen Ongelegeerd constructiestaal – wat is het? Staal is een metaal dat een legering vormt van ijzer en koolstof en ook kleine hoeveelheden andere elementen bevat. Het mengsel wordt onderworpen aan plastische vervorming en soms ook warmtebehandeling. Constructiestaal is echter vaak ongelegeerd, wat betekent dat het koolstofgehalte en de overige elementen hun grenswaarden niet overschrijden. Het koolstofgehalte in ongelegeerd staal bedraagt ca. 0,2% in vergelijking met de grenswaarde die staal van gietijzer onderscheidt – 2,11%. Voor de overige elementen geven de grenswaarden enkel aan of een staalsoort als gelegeerd of ongelegeerd wordt beschouwd. Volgens de analyse zien de grenswaarden van de bestandselementen van staal er als volgt uit: Mangaan – 1,65% Silicium – 0,5% Koper en lood – 0,4% Chroom en nikkel – 0,3% Aluminium, bismut, kobalt, seleen, telluur, vanadium, wolfraam – 0,1% Molibdeen – 0,08% Niobium – 0,06% Boor – 0,0008% overige elementen (met uitzondering van koolstof, fosfor, zwavel, stikstof) – 0,05% Om staal als ongelegeerd te classificeren, mag geen van de elementen zijn grenswaarde overschrijden. Indien de klant dit wenst, voert de staalfabriek een gedetailleerde analyse van de chemische samenstelling uit, met behulp van een monster van het eindproduct. Aanduidingen van ongelegeerd staal De staalsoort kan op twee manieren worden aangeduid, namelijk met: symbolen (letters en cijfers) – rekening houdend met toepassing en mechanische eigenschappen- rekening houdend met chemische eigenschappen staalnummers De eerste methode wordt gebruikt door constructeurs (op basis van toepassing) en lasspecialisten (op basis van chemische samenstelling). Nummers zijn daarentegen noodzakelijk om duidelijke overzichten en afrekeningen te kunnen opstellen. Wat betekenen de afzonderlijke symbolen? De symbolische aanduiding van ongelegeerd staal bestaat uit twee hoofdonderdelen – een letter en een driecijferig getal. Hieronder de betekenis van de afzonderlijke letters die de staalsoorten aanduiden: B – staal voor betonstaal G – gietstaal L – staal voor buizen ter bescherming van leidingen P – staal voor drukapparatuurconstructies R – staal voor spoorstaven Y – staal voor voorspanstrengen Wat het hoofdnummer betreft, dit geeft de minimale vloeigrens Re aan bij een diktebereik van het stalen product van ≤ 16 mm (de laagst mogelijke), uitgedrukt in MPa. Voor staal aangeduid met de letter R of Y krijgt het getal een andere betekenis. In dat geval is het een symbool voor de minimale treksterkte RM.Constructiestalen worden aangeduid met de volgende numerieke waarden: 235, 275, 355, 420, 460, 500, 550, 620, 690, 890, 960 MPa, waarbij de vetgedrukte waarden de meest voorkomende ongelegeerde stalen zijn.Aanvullende aanduidingen van constructiestaal De aanduidingen van staalsoorten bevatten ook extra symbolen. Voor ongelegeerd staal zijn dit symbolen die informatie geven over: taaiheid uitgedrukt als kerfslagwaarde KV of het staal rustig of onrustig is De eerste eigenschap wordt aangeduid met de symbolen: JR, J0, J2, die respectievelijk aangeven bij welke temperatuur, +20°C, 0° C of -20° C, de kerfslagwaarde KV=27 wordt bereikt. Voor KV=40 worden de aanduidingen: KR, K0, K2 gebruikt.Wat het tweede extra symbool betreft, dit is Gn, waarbij n een numerieke waarde aanneemt: n=1 – onrustig staal, n=2 – rustig staal, n=3 – toestand bepaald door de producent.Volledige aanduidingen van ongelegeerde constructiestaalsoorten zijn onder andere:S355K2G3, S355K2G4, S275JR, S275J0, S355J2G3, S355J2G4, S275J2G3, S275J2G4, S355JR, S355J0, S235J0, S235J2G4, S235J2G3, S235JRG2, S235JR, S235JRG1.Lagelegeerd staal Naast ongelegeerde stalen worden als constructiestaal ook lagelegeerde soorten gebruikt. Dit zijn fijnkorrelige stalen, waarvoor eveneens extra symbolen worden gebruikt. De extra symbolen zijn in dit geval de volgende letters: A – precipitatiegehard staal M – thermomechanisch gewalst N – genormaliseerd of normaliserend gewalst Q – warmtegehard Warmtebehandeling wordt uitgevoerd om de kristallijne korrel te verfijnen. Microlegeringselementen in de vorm van harde carbiden verbeteren de sterkte van het staal. De beste eigenschappen vertonen stalen met de aanduidingen A en Q, al komen deze in de productie alleen voor in de vorm van platen. Een volgend extra symbool voor fijnkorrelig staal neemt de vorm aan van: L, L1, L2, wat de kerfslagwaarde voor de stalen M, N, Q aangeeft. Fijnkorrelig constructiestaal Van de fijnkorrelige staalsoorten worden als constructiestaal de volgende soorten gebruikt: Onder de precipitatiegeharde stalen: S500A, S550A, S620A, S690A. In plaats van de letter A kan AL voorkomen. Stalen A of Q hebben een kerfslagwaarde KV=27 bij een temperatuur van -20° C, aangeduid als L bij -40° C en als L1 bij -60° C. Onder de thermomechanisch gewalste stalen: S275M, S355M, S420M, S460M. Varianten die bestemd zijn voor gebruik bij lage temperaturen worden niet met M, maar met ML aangeduid.Voor de stalen M en N is KV=27 gegarandeerd bij -20° C of bij -50° C, wat respectievelijk wordt aangeduid met de letters L en L1. Onder de genormaliseerd en normaliserend gewalste stalen: S275N, S275NL, S355N, S355NL, S420N, S420NL, S460N, S460NL; S460NH, S460NLH. De laatste twee stalen worden gebruikt voor koudgevormde constructies van rechthoekige en ronde buizen. Onder de warmtegeharde stalen S460Q, S500Q, S550Q, S620Q, S690Q, S890Q, S960Q. De symbolen QL en QL1 in plaats van Q geven varianten aan die zijn bestemd voor gebruik bij lage temperaturen.De laatste klasse constructiestaal wordt gevormd door weersbestendige stalen. Dit zijn gelegeerde stalen, maar ze worden op dezelfde manier aangeduid als ongelegeerde stalen, met toevoeging van een extra symbool in de vorm van W of WP (bij verhoogd fosforgehalte). Hiertoe behoren staalsoorten als: S235J2W, S355J0WP, S355J0W, S355J2G1W, S355J2WP, S235J0W, S355K2G1W, S355K2G2W, S355J2G2W.Verschillen tussen constructiestaal en gereedschapsstaal Constructiestaal: Toepassing: Constructiestaal wordt veelvuldig gebruikt in de bouw en de constructie-industrie voor het maken van frames, profielen, balken, kolommen en andere structurele elementen.Sterkte en vervormbaarheid: Constructiestaal wordt gekenmerkt door een goede combinatie van sterkte en vervormbaarheid. Dit betekent dat het grote statische en dynamische belastingen kan weerstaan en de mogelijkheid heeft om te vervormen voordat het breekt.Corrosiebestendigheid: Sommige soorten constructiestaal hebben een beperkte corrosiebestendigheid. Op plaatsen die worden blootgesteld aan vocht, chemicaliën of zout kan het noodzakelijk zijn extra beschermlagen aan te brengen.Lasbaarheid: Constructiestaal is doorgaans goed lasbaar, waardoor verschillende elementen tot één samenhangende constructie kunnen worden verbonden.Gereedschapsstaal:Toepassing: Gereedschapsstaal wordt gebruikt voor de productie van snijgereedschappen zoals boren, frezen, messen, tangen, persmatrijzen en gereedschappen voor warmtebehandeling en vormgeving.Hardheid: De belangrijkste eigenschap van gereedschapsstaal is de hoge hardheid. Deze stalen worden gehard, wat hun hardheid verhoogt en ze effectief maakt bij de bewerking van harde materialen zoals metaal of hout.Slijtvastheid en hittebestendigheid: Gereedschapsstaal wordt gekenmerkt door een hoge slijtvastheid, wat belangrijk is voor snijgereedschappen. Bovendien behouden sommige soorten gereedschapsstaal hun eigenschappen zelfs bij hoge temperaturen, wat van belang is bij warmtebehandeling.Lasbaarheid: Gereedschapsstaal kan in het lasproces veeleisender zijn dan constructiestaal vanwege de specifieke thermische eigenschappen.