De evolutie van ijzer en staal

De evolutie van ijzer en staal Ijzer en staal zijn twee van de oudste metalen die de mens kent. In de moderne wereld zijn deze metalen onmisbaar geworden. Bijna 200 jaar lang vormen ze de ruggengraat van de industriële vooruitgang.

Metalen

Het gieten van ijzer is een oud handwerk. Onze moderne ijzergieterijen hebben eigenlijk niet veel meer gedaan dan het mechaniseren, automatiseren en het uitbreiden van oude praktijken. Dit was nodig om de enorme vraag van de huidige hooggeïndustrialiseerde maatschappij te kunnen bevredigen. Bij het voortdurende zoeken naar verbeterende technische materialen zijn onderzoek en ontwikkeling niet stil blijven staan.

Staal is in wezen een legering van ijzer en koolstof. Omdat ruw ijzer reeds een flink koolstofgehalte bevat, wordt staal gemaakt door de meeste koolstof uit het ijzer te verwijderen. De hoeveelheid koolstof in het staal, die zelden meer dan 1% bedraagt, verandert het metaal dat geproduceerd wordt, geheel en al. Staal varieert van een betrekkelijk zachte kwaliteit met weinig koolstof tot hoog koolstofstaal, dat zo sterk is dat er snijgereedschappen van gemaakt kunnen worden, van scheermesjes tot zagen voor andere metalen.

Veel ontwikkelingswerk wordt geconcentreerd op het zoeken naar superstaal met een treksterkte van zon 35.000 kg per vierkante cm tweemaal zoveel als van het sterkste staal dat nu algemeen gebruikt wordt.

Vooruitgang

Een grote vooruitgang was in 1961 de komst van de zogenaamde gelegeerde staalsoorten. Ze worden nu veel toegepast voor hulzen van projectielen en raketten en voor lichte pantserbekleding. Deze ultrasterke staalsoorten bevatten praktisch geen koolstof. Dit oude versterkende element van staal is vervangen door een serie van metalen in verschillende hoeveelheden. Het allersterkste gelegeerde staal bevat bijvoorbeeld meer dan 19% nikkel, 9% kobalt, 5% molybdeen en een beetje titanium.

De vervaardiging is duur, maar de legering is bijzonder gemakkelijk te bewerken en levert de waardevolle combinatie van enorme sterkte en laag gewicht. Dergelijke staalsoorten worden nog verder ontwikkeld en worden reeds algemeen gebruikt voor onderstellen van vliegtuigen, speciale vaten voor vloeistof en gas onder hoge druk en voor tandwielen en aandrijfassen, die bijzonder sterk moeten zijn.

Voor de ontdekking van de nieuwe staalsoorten was aluminium het enige metaal dat zowel sterk al licht van gewicht was. Het proces om dit metaal op grote schaal uit zijn erts, bauxiet, vrij te maken, werd in 1886 ontwikkeld. Sindsdien heeft het een steeds belangrijker rol in de technische industrieën gespeeld. Behalve dat het licht is, verweert aluminium ook niet, daar het altijd door een stevig laagje aluminiumoxide beschermd is. Het is tevens een goede geleider van elektriciteit. Aluminium wordt veel in plaats van koper gebruikt. Vooral als iets niet te zwaar mag zijn. Waarschijnlijk wordt aluminium wel het meest in de vliegtuigindustrie toegepast. Hoewel er wel nieuwe legeringen naar voren komen, blijft het toch een waardevol materiaal omdat het licht, goedkoop en sterk is.

Lees verder

© 2008 - 2020 Koningaap, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Israëls leger (2): IDF - Tsahal - soldaten (dienstplicht)Bijna iedereen in Israël heeft dienstplicht. Mannen en vrouwen vanaf 18 jaar dienen respectievelijk 3 en 2 jaar. De enig…
Metalen zuiveren met behulp van elektriciteitMetalen zuiveren met behulp van elektriciteitMet behulp van elektrolyse kan je een ruw (verontreinigd) metaal zuiveren. Je laat het metaal hierbij anodisch oxideren…
Metaalgeur, ijzerachtige geur van plas, urine of zweetMetaalgeur, ijzerachtige geur van plas, urine of zweetKomt men in aanraking met metalen, B-vitamine of is men ziek, dan kan het af en toe een ijzerachtig geurende plas of zwe…
De uitvinding van ijzer en staalDe uitvinding van ijzer en staalHet bewerken van ijzer vormde een belangrijke stap in de ontwikkeling van de menselijke samenleving. Waarschijnlijk is h…

Techniek op menselijke maatTechniek op menselijke maatWat komt er allemaal kijken bij het ontwerpen van technische producten met betrekking tot de menselijke maat?
Testen: een vak apartDe laatste jaren wordt iedereen (de gehele markt) zich bewust dat bij een produkt een zeker kwaliteits-kenmerk zou moete…
Bronnen en referenties

Reageer op het artikel "De evolutie van ijzer en staal"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Koningaap
Laatste update: 23-06-2017
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Techniek
Bronnen en referenties: 1
Schrijf mee!