Les 1 staal

• Materiaalkunde
• MBO
• Studiejaar 2

FF checken, hoe kom je binnen?

😒🙁😐🙂😃

Agenda

1. Waarvan wordt staal gemaakt?
2. Wat is staal?
3. Hoe wordt staal gemaakt?
4. Wat is een legering?

Leerdoelen

1. Je weet waarvan staal wordt gemaakt;
2. Je kunt omschrijven wat staal is;
3. je kunt omschrijven hoe staal wordt gemaakt (proces);
4. Je weet wat een legering is

Waarvan wordt staal gemaakt denken jullie?

Waaruit is het ijzererts ontstaan?

1. Uit ijzer die is gesmolten tot vloeibare magma en die daarna weer is gestold
2. Dat was altijd al aanwezig in de bodem
3. Uit rots die is gesmolten tot vloeibare magma en die daarna weer is gestold
4. Uit aardlagen die zijn gesmolten tot vloeibare magma en die daarna weer is gestold

Hoe wordt ijzererts uit de bodem gehaald/gewonnen?

1. Ze boren het los met pneumatische hamers
2. Met explosieven
3. Met een schep
4. Het goede antwoord staat er niet bij

Magnetiet uit Bolivië; ijzergehalte tussen 50% - 67%

Limoniet uit Duitsland; ijzergehalte tussen 25% - 45%

Hematiet uit Brazilië; ijzergehalte tussen 30% - 65%

bovengrondse ijzerertsmijn in Australië. 880 miljoen ton ijzererts per jaar

• Door de sterk gestegen vraag naar staal is ook de productie van ijzererts sterk opgelopen. In 2017 was het verder toegenomen naar 2160 miljoen ton.
• Australië is de belangrijkste producent met een wereldwijd marktaandeel van circa 40%. 
• Brazilië staat op de tweede plaats met een productie van 435 miljoen ton (circa 20%), gevolgd door India en China.

Staal is een legering bestaand uit ijzer (Fe) en koolstof (C).

Het aandeel koolstof max voor staal maximaal 2% zijn. Meer dan 2% koolstof is ijzer.

Wat is staal?

Sleep de juiste termen naar de juiste plek in de afbeelding

Cokes en kalk

ijzererts/sinter

hete gassen

hete lucht

slakken

Ruw staal

700 gr C

2000 gr C

1250 gr C

1500 gr C

van ijzer tot staal

• IJzer is gewoon een element dat in de natuur voorkomt;
• Staal is een legering, waarin ook ijzer aanwezig is. Staal is gemaakt van ijzer en koolstof;
• Om staal te maken, ben je dus afhankelijk van ijzer en moet het worden gemengd met koolstof en andere elementen;
• Aandeel koolstof max 2%.
• Aandeel koolstof ruwe ijzer ca. 5%;
• In converter wordt bijna 100% zuurstof toegevoegd aan het ruwe ijzer (temp. ca. 1650 gr C). Zuurstof bindt aan de koolstof en vormt CO en CO2 (gas) welke makkelijk uit de ruwe ijzer gehaald kan worden (vervliegt).

• Metallurgie; vakgebied binnen de materiaalkunde dat zich bezig houdt met de bereiding en de bestudering van legeringen 
• Om van roestvast staal te kunnen spreken, is minimaal 11 tot 12% chroom en maximaal 1,2% koolstof nodig;
• Bekende legering is RVS;
  
• RVS is een verzamelnaam voor een aantal legeringen van en  hoofdzakelijk ijzer, chroom, nikkel en koolstof;
• Wanneer het chroom met zuurstof in aanraking komt, vormt het een onzichtbaar laagje chroom(III)oxide (ook genaamd: dichroomtrioxide) (Cr2O3), de oxidehuid. Dit laagje beschermt het onderliggende metaal tegen verdere roestvorming (oxidatie).
• In de praktijk zijn er twee gevallen waarbij RVS toch kan roesten: bij de aanwezigheid van chlorides of bij de verontreiniging van het materiaal door 'gewoon' staal dat wel roest;
• Roestvaste staalsoorten met het legeringselement molybdeen, zoals 316 en 316L, zijn beter bestand tegen chloor en hebben een betere weerstand tegen putcorrosie.

INOX

• Op gebruiksvoorwerpen uit roestvast staal vindt men dikwijls een vermelding als: 
• inox 18/8: Dit geeft aan dat de legering uit 18% chroom, 8% nikkel bestaat;
• inox 18/10: Dit geeft aan dat de legering uit 18% chroom, 10% nikkel bestaat;
  

Kan RVS, als het is gaan roesten, weer hersteld worden in de oude staat?

Ja

Nee

Passiveren van roestvast staal

• Ontvetten met natronloog (NaOH);
• Beitsen met een mengsel van salpeterzuur (HNO3) en waterstoffluoride (HF);
• Met het beitsen wordt een dunne laag van het metaaloppervlak en bestaande oxidehuid opgelost inclusief verontreinigingen;
• Doordat bij het beitsen ijzer sneller in oplossing gaat dan chroom, wordt de oxidehuid effectief verrijkt aan chroom;
• Het eigenlijke passiveren geschiedt door een behandeling in een bad met salpeterzuur, waarbij de oxidehuid wordt hersteld en de passieve toestand terugkeert. Door deze behandeling krijgt het onderliggende metaal zijn oorspronkelijke corrosiebescherming terug.

Check leerdoelen

Waarvan wordt staal gemaakt?

Omschrijf kort wat staal is.

Geef een korte omschrijving van het procedé van staal.

Wat is een legering?

Hoe ga je weg?

😒🙁😐🙂😃