Wanneer sommige mensen aan staal denken, denken ze misschien dat een wolkenkrabber wordt geassembleerd met massieve geklonken balken, terwijl andere mensen zich het lichaam en de motor van een klassieke auto kunnen voorstellen op een autoshow. Staal is inderdaad aanwezig in veel dingen die mensen dagelijks gebruiken. Inzicht in de chemische samenstelling van staal is nuttig om te bepalen welk soort staal moet worden gebruikt, en in welke toepassing het moet worden gebruikt. Omdat staal een mengsel is in plaats van een chemische verbinding, heeft het geen vaste formule voor chemische verbindingen. Wanneer u op zoek bent naar het juiste soort staal om te gebruiken, bepalen de additieven welk staal de beste keuze is voor uw doel.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Staal is een mengsel van ijzer en koolstof samengesmolten met een of meer andere metalen of niet-metalen. Omdat staal een mengsel is in plaats van een chemische verbinding, heeft staal geen vaste formule voor chemische verbindingen. De naamgevingsconventie voor staal hangt af van de samenstelling van het staal - wat is vermengd met het ijzer - zoals koolstofstaal of wolfraamstaal.
IJzer en koolstof spelen een grote rol

IJzer is een matig reactief metaal dat is geneigd chemisch te combineren met niet-metalen zoals zuurstof en koolstof. Wanneer ijzer wordt gedolven of anderszins in de natuur wordt gevonden, wordt het meestal gevonden als een natuurlijk voorkomend mineraal. Wanneer ijzererts wordt verwarmd in aanwezigheid van een reductiemiddel zoals koolmonoxide, produceert het metallisch ijzer. Van daaruit wordt ijzer verder verfijnd om een ijzer-koolstoflegering te maken die kan worden gebruikt om het materiaal dat we kennen als staal te maken.

De ijzer-koolstoflegering is het basismateriaal van staal. Het aandeel koolstof in de legering is meestal ongeveer 0,15 tot 0,30 procent en bepaalt de initiële sterkte en ductiliteit - het vermogen om in draad te worden getrokken of te worden bewerkt - van de legering. Wanneer de legering een groter aandeel koolstof bevat, is het staal sterker. Het is echter minder ductiel dan een koolstofarme legering.

Nadat de ijzer-koolstoflegering is verfijnd tot de gewenste verhouding van koolstof tot ijzer, kunnen extra materialen worden toegevoegd om de eigenschappen van het uiteindelijke staal te verbeteren legering. Als de uiteindelijke legering bijvoorbeeld roestvrij staal is, worden chroom en mangaan aan het mengsel toegevoegd.
Staal verbeteren

Sommige vormen van staal, zoals zacht staal, kunnen uit niets meer bestaan dan ijzer en koolstof, verschillende belangrijke chemische elementen worden gebruikt om staal van structurele kwaliteit te maken. Mangaan en niobium worden bijvoorbeeld gebruikt om staal extra sterkte te bieden, terwijl chroom, nikkel of koper wordt toegevoegd om de vatbaarheid van het staal voor roest en corrosie te verminderen. Evenzo kan molybdeen, vanadium, wolfraam of titanium worden toegevoegd om andere aspecten van staal te verbeteren om de prestaties te verbeteren. Staal kan verder worden verwerkt door roestwering met behulp van galvanisatie (coaten met zink, vaak door onderdompeling in gesmolten zink) of galvaniseren (afzetten van een materiaalcoating op het oppervlak met behulp van een elektrische stroom).