Als je jouw ogen dicht moet doen en aan een sterk materiaal moet denken, dan zou het zomaar kunnen dat je staal voor je ziet. Staal wordt dan ook gezien als een van de sterkste materialen. Staal is namelijk gemaakt van ijzer en iets wordt niet voor niets ijzersterk genoemd. Maar waarom is staal sterker dan bijvoorbeeld puur ijzer of een materiaal zoals steen?
Een wereld vol verschillende soorten staal
Wanneer je geen kenner van metaal bent, zullen alle verschillen in staalproducten je vast ontgaan. Titanium, RVS en chroom zijn een paar varianten die veel worden gebruikt. Houdt het daarbij op? Lang niet. Om het simpel te houden, houden we ons aan het meest standaard metaal van deze soorten: staal. Staal is een van de meest voorkomende materialen van de moderne wereld – er wordt elk jaar meer dan 1,3 miljard ton staal geproduceerd.
Hoe staal wordt gemaakt
Op de meest basale manier verwoord, wordt staal gemaakt door koolstof en ijzer te mengen bij zeer hoge temperaturen. De temperaturen om staal te maken lopen op tot boven de 1400 °C. In de primaire staalproductie wordt staal gemaakt van ruwijzer. Dit is gesmolten ijzer, gemaakt van ruwe ijzererts. Omdat het koolstofgehalte in dit gesmolten ijzer te hoog is voor staal, wordt er een systeem gebruikt wat zuurstof door het smeltend ruwijzer blaast. Dit proces zorgt voor een gelijkmatige oxidatie in het gesmolten ruwijzer, wat het overtollige koolstof verwijderd. Bij secundair staalproductie wordt er niet met een ruwe grondstof gewerkt, maar wordt veelal schroot omgezet naar bruikbaar staal.
Waarom is staal zo sterk
De combinatie van ijzer en koolstof geeft staal zijn sterkte. De combinatie van twee stoffen wordt een legering genoemd. Doordat bij een legering het materiaal bestaat uit meerdere verschillende soorten atomen, kunnen deze elkaar als het ware versterken. Deze hebben namelijk alle een andere vorm en grootte waardoor de atomen niet makkelijk uit hun opstelling kunnen glippen. Dit maakt dat er zoveel verschillende metaal soorten zijn. De verschillende in grote en energie van atomen van stoffen, bieden alle weer andere eigenschappen aan het materiaal. Dit maakt stalen buizen, stalen deuren en ander staal materiaal een van de sterkste materialen die er in huis zijn te vinden.