Staal

Staal is 'n legering wat hoofsaaklik uit yster bestaan met 'n koolstof-inhoud tussen 0.2 en 2.04% op 'n massabasis (C:1000–10,8.67Fe), afhangende van die graad. Koolstof is die mees kostedoeltreffende legeringselement vir yster. Verskeie ander legeringselemente word egter ook gebruik soos mangaan, chroom, vanadium en wolfram.^[1] Koolstof en ander elemente dien as verhardingsmiddels en verhoed dat die dislokasies van die ysteratoom kristalstruktuur oormekaar gly. Deur die hoeveelhede en die vorm waarin die legeringselemente in die staal voorkom kan eienskappe soos die hardheid, smeebaarheid en treksterkte van die staal beheer word.

Staal met 'n verhoogde koolstofinhoud kan harder en sterker gemaak word as yster, maar word dan ook meer bros. Die maksimum oplosbaarheid van koolstof in yster (in die oustenitiese gebied) is 2.14% op 'n massabasis en kom voor by 1149 °C; hoër konsentrasies van koolstof of laer temperature sal sementiet tot gevolg hê. Legerings met 'n hoër koolstofinhoud as hierdie staan bekend as gietyster as gevolg van hulle laer smeltpunt en gietvermoë. Staal kan ook van smeeyster onderskei word wat slegs 'n klein hoeveelheid vreemde elemente bevat, maar soveel as 1% tot 3% op 'n massabasis slak in die vorm van verlengde partikels wat in een rigting voorkom wat 'n kenmerkende grein in die yster veroorsaak. Smeeyster is meer roesbestand as staal en kan makliker gesweis word.

Ten spyte daarvan dat staal lank voor die Renaissance met behulp van verskeie ondoeltreffende metodes vervaardig is, het die gebruik daarvan eers algemeen geword nadat meer doeltreffende vervaardigingsmetodes in die 17^de eeu ontwikkel is. Met die ontdekking van die Bessemer-proses in die middel 19^de eeu het staal 'n betreklik goedkoop, massavervaardigde materiaal geword. Verdere verfynings van die proses, soos die Linz-Donawitz verwerkingstegniek oftewel die basiese suurstofproses, het die vervaardigingskoste verder verlaag en ook die kwaliteit van die metaal verhoog. Vandag is staal 'n algemene boumateriaal in die wêreld en is 'n belangrike komponent in geboue, gereedskap, voertuie en huishoudelike- en ander toebehore.

Moderne staal word geïdentifiseer deur verskeie grade wat deur verskillende standaarde-organisasies daargestel word.

1. ↑ Ashby, Michael F.; Jones, David R. H. (1992) [1986]. Engineering Materials 2 (in English) (with corrections uitg.). Oxford: Pergamon Press. ISBN 0-08-032532-7.{{cite book}}: AS1-onderhoud: onerkende taal (link)