Inzicht in de elementsamenstelling van gangbare staallegeringen kan ingenieurs, fabrikanten en productontwerpers helpen bij het selecteren van de juiste materialen om te voldoen aan specifieke toepassingseisen, kwaliteit te waarborgen, productieprocessen te optimaliseren en de prestaties in specifieke omgevingen te verbeteren. Deze kennis is cruciaal voor het nemen van weloverwogen beslissingen in productontwikkeling, constructie en productieprocessen. Laten we nu eens kijken naar de elementsamenstelling van gangbare soorten koolstofstaal, roestvast staal, nikkellegeringen en andere materialen.
Wat is legeringssamenstelling?
De elementsamenstelling van een legering verwijst naar de relatieve verhouding of het percentage van verschillende chemische elementen waaruit het legeringsmateriaal bestaat. Het gehalte aan deze elementen beïnvloedt direct de fysische, chemische en mechanische eigenschappen van de legering. Staal is bijvoorbeeld een legering die bestaat uit ijzer en een bepaald percentage koolstof, en het koolstofgehalte in staal beïnvloedt de hardheid, sterkte, ductiliteit en andere eigenschappen ervan.
Legeringen bestaan doorgaans uit een basismetaal en toegevoegde legeringselementen. Het basismetaal is de primaire component van de legering, terwijl de legeringselementen worden gebruikt om de eigenschappen van het materiaal te verbeteren, zoals het verhogen van de sterkte, corrosiebestendigheid en prestaties bij hoge temperaturen.
Koolstofstaalsoorten en samenstelling:
Koolstofstaal is een staalsoort waarvan het belangrijkste legeringselement koolstof is. Afhankelijk van het koolstofgehalte worden koolstofstaalsoorten ingedeeld in drie hoofdcategorieën: laag koolstofstaal, gemiddeld koolstofstaal en hoog koolstofstaal. Hieronder vindt u een overzicht van veelvoorkomende koolstofstaalsoorten en hun samenstelling, die doorgaans worden gebruikt in constructie- en productietoepassingen.
| Cijfer | Koolstof (C%) | Mangaan (Mn%) | Silicium (Si%) | Fosfor (P%) | Zwavel (S%) | IJzer (Fe%) | Andere elementen |
| A36 | 0,26 maximaal | 0.60-0.90 | 0,40 maximaal | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| A572 Gr 50 | 0,23 maximaal | 1.35-1.65 | 0,40 maximaal | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| A283 Gr C | 0,26 maximaal | 0.60-0.90 | 0,30 maximaal | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| A105 | 0,35 maximaal | 0.60-0.90 | 0,30 maximaal | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| A106 Gr B | 0.30-0.35 | 0.60-0.90 | 0,30 maximaal | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| A53 Gr B | 0,30 maximaal | 0.30-0.60 | 0.10-0.30 | 0,05 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| A500 | 0,26 maximaal | 0.60-1.65 | 0,40 maximaal | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| A513 | 0,30 maximaal | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| 1018 | 0.18-0.23 | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| 1045 | 0.43-0.50 | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| 1060 | 0.58-0.64 | 0.30-0.60 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| 1095 | 0.90-1.03 | 0.30-0.50 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| 1117 | 0.13-0.20 | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| 1215 | 0.12-0.18 | 0.50-1.20 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| 15B30 | 0.28-0.35 | 0.50-0.80 | 0.20-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | – |
| 4130 | 0.28-0.33 | 0.40-0.60 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | Cr 0,80-1,10, Mo 0,15-0,25 |
| 4140 | 0.38-0.43 | 0.75-1.00 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | Cr 0,80-1,10, Mo 0,15-0,25 |
| 4150 | 0.48-0.55 | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | Cr 0,80-1,10, Mo 0,15-0,25 |
| 4340 | 0.38-0.43 | 0.60-0.80 | 0.15-0.30 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | Cr 0,70-0,90, Ni 1,65-2,00 |
| 5160 | 0.56-0.64 | 0.60-0.90 | 0.20-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | Cr 0,70-0,90, Mo 0,15-0,25 |
| 52100 | 0.98-1.10 | 0.25-0.45 | 0.10-0.35 | 0,04 maximaal | 0,05 maximaal | Evenwicht | Cr 1,30-1,60, Mo 0,15-0,25 |
Classificatie van koolstofstaal:
1. Laag koolstofstaal (zacht staal)
Koolstofgehalte: doorgaans 0,05% tot 0,25%.
Eigenschappen: Zacht, ductiel, gemakkelijk te lassen en te vormen. Gebruikt voor algemene bouw- en autocarrosserieonderdelen.
Veel voorkomende klassen: A36, 1018, A53, A105.
2. Middelgroot koolstofstaal
Koolstofgehalte: doorgaans 0,25% tot 0,60%.
Eigenschappen: Biedt een goede balans tussen sterkte en ductiliteit, waardoor het geschikt is voor structurele toepassingen.
Veel voorkomende kwaliteiten: A572 Gr 50, 1045, 4130, 4140.
3. Hoog koolstofstaal
Koolstofgehalte: doorgaans 0,60% tot 1,00% en hoger.
Kenmerken: Zeer sterk, hard, maar minder rekbaar en moeilijk te lassen. Het wordt gebruikt in gereedschappen en machines.
Veel voorkomende cijfers: 1060, 1095, 52100.
4. Ultrahoog koolstofstaal
Koolstofgehalte: Meestal boven 1,00%.
Eigenschappen: Extreem hard en bros, geschikt voor speciaal gereedschap en kan warmtebehandeld worden voor een hoge slijtvastheid.
Algemene cijfers: 1095.
Soorten en samenstelling van roestvrij staal:
Soorten austenitisch roestvast staal:
Austenitisch roestvast staal bestaat voornamelijk uit ijzer, chroom en nikkel. Het is een uitstekend corrosiebestendig, goed lasbaar en vervormbaar staal.
| Cijfer | Cr (%) | Ni (%) | C (%) | Mijn (%) | Si (%) | Ma (%) | Andere elementen |
| 201 | 16-18 | 3.5-5.5 | ≤0,15 | 5-7 | 1 | – | – |
| 202 | 17-19 | 4-6 | ≤0,15 | 7-10 | 1 | – | – |
| 205 | 17-19 | 4-6 | ≤0,15 | 7-10 | 1 | – | – |
| 301 | 16-18 | 6-8 | ≤0,15 | 2-4 | 1 | – | – |
| 302 | 17-19 | 8-10 | ≤0,08 | 2-4 | 1 | – | – |
| 303 | 17-19 | 9-11 | ≤0,15 | 2-3 | 1 | – | – |
| 304 | 18-20 | 8-10 | ≤0,08 | 2 | 1 | – | – |
| 305 | 18-20 | 9-12 | ≤0,08 | 2-4 | 1 | – | – |
| 308 | 18-20 | 8-10 | ≤0,08 | 2-4 | 1 | – | – |
| 309 | 22-24 | 12-15 | ≤0,08 | 2-4 | 1 | – | – |
| 310 | 24-26 | 19-22 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | – |
| 314 | 24-26 | 19-22 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | – |
| 316 | 16-18 | 10-14 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | 2-3 | – |
| 317 | 18-20 | 10-13 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | 3-4 | – |
| 321 | 17-19 | 9-12 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | Ti 0,4-0,7% |
| 330 | 24-26 | 19-22 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | – |
| 347 | 17-19 | 9-13 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | Nr. 10xC% |
| 348 | 17-19 | 9-13 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | Ti 5xC% |
Ferritisch roestvrij staalsoorten:
Ferritisch roestvast staal bestaat voornamelijk uit ijzer en chroom. Het biedt een goede oxidatiebestendigheid en is over het algemeen magnetisch.
| Cijfer | Cr (%) | Ni (%) | C (%) | Mijn (%) | Si (%) | Ma (%) | Andere elementen |
| 409 | 10.5-11.75 | ≤0,75 | ≤0,08 | 0.5-1.0 | ≤1 | – | – |
| 430 | 16-18 | ≤0,75 | ≤0,12 | 1.0-1.5 | ≤1 | – | – |
| 434 | 17-19 | ≤0,75 | ≤0,08 | 1.0-2.0 | ≤1 | – | – |
| 439 | 17-19 | ≤0,75 | ≤0,08 | 1.0-2.0 | ≤1 | – | – |
| 444 | 18-20 | ≤0,75 | ≤0,08 | 1.0-2.0 | ≤1 | 2-3 | – |
Duplex roestvrij staalsoorten:
Lean Duplex:
Magere duplexkwaliteiten hebben een lager nikkelgehalte dan standaard duplex, waardoor ze economischer zijn en toch een goede corrosiebestendigheid bieden.
| Cijfer | Cr (%) | Ni (%) | C (%) | Mijn (%) | Si (%) | Ma (%) | Andere elementen |
| 2205 | 22-23 | 4.5-6.5 | ≤0,03 | 1.5-2.5 | ≤1 | 3-5 | N 0,08-0,2% |
| 2304 | 23-25 | 4-6 | ≤0,03 | 1.5-2.5 | ≤1 | 0.5-1 | N 0,1-0,2% |
Standaard duplex:
Standaard duplex staalsoorten bieden een uitgebalanceerde combinatie van austenitische en ferritische microstructuren en bieden zowel een goede sterkte als een uitstekende corrosiebestendigheid.
| Cijfer | Cr (%) | Ni (%) | C (%) | Mijn (%) | Si (%) | Ma (%) | Andere elementen |
| 2507 | 25-26 | 6-8 | ≤0,03 | 1.5-2.5 | ≤1 | 4-6 | N 0,14-0,20% |
Superduplex:
Superduplexstaalsoorten zijn hooggelegeerde duplexstaalsoorten met een hoger chroom- en molybdeengehalte. Deze bieden een superieure corrosiebestendigheid, vooral in agressieve omgevingen zoals zeewater.
| Cijfer | Cr (%) | Ni (%) | C (%) | Mijn (%) | Si (%) | Ma (%) | Andere elementen |
| LDX-2101 | 21-23 | 1.5-2.5 | ≤0,03 | 4.5-6 | ≤1 | 1.5-2 | N 0.2% |
Soorten roestvrij staal met neerslagverharding:
Precipitatiegeharde staalsoorten combineren de voordelen van martensitisch roestvast staal met een verhoogde hardheid door warmtebehandeling.
| Cijfer | Cr (%) | Ni (%) | C (%) | Mijn (%) | Si (%) | Ma (%) | Andere elementen |
| 17-4 PH | 15-17 | 3-5 | 0.07 | 1-3 | ≤1 | 3-5 | Cu 3-5% |
| 13-8 maanden | 13-15 | 7-9 | 0.07 | 1-3 | ≤1 | 2-3 | Mo 2.0-3.5% |
| 15-5 PH | 14-16 | 3-5 | 0.07 | 1-3 | ≤ |
Hastelloy-kwaliteiten en samenstelling:
Hastelloy is een gedeponeerde merknaam voor een reeks hoogwaardige, corrosiebestendige legeringen, voornamelijk gemaakt van nikkel, die worden gebruikt in extreme omstandigheden. Deze legeringen zijn ontworpen om zware omstandigheden te weerstaan, zoals hoge temperaturen, blootstelling aan agressieve chemicaliën en hoge spanning. Enkele veelvoorkomende Hastelloy-kwaliteiten zijn:
| Hastelloy-kwaliteit | Nikkel (Ni) % | Molybdeen (Mo) % | Chroom (Cr) % | IJzer (Fe) % | Wolfraam (W) % | Kobalt (Co) % | Koolstof (C) % | Silicium (Si) % | Mangaan (Mn) % |
| C-276 (UNS N10276) | 57-63% | 15-17% | 14.5-16.5% | 4-7% | 3-4.5% | Maximaal 2% | Maximaal 0,01% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% |
| C-22 (UNS N06022) | 56-63% | 14.5-16.5% | 20-22% | 5% | 3-4% | Maximaal 2% | Maximaal 0,015% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% |
| B-2 (UNS N10665) | 61-70% | 28-31% | – | 3-6% | – | Maximaal 2% | Maximaal 0,02% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% |
| B-3 (UNS N10675) | 60-70% | 26-30% | 0.5-1.0% | Maximaal 2.5% | – | – | Maximaal 0,01% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% |
| C-2000 (UNS N06200) | 57-63% | 15-17% | 20-22% | 4-7% | 3-4% | Maximaal 2% | Maximaal 0,02% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% |
| X (UNS N06002) | 47-51% | 8-10% | 20-23% | 17-21% | – | 1.5-3% | Maximaal 0,10% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% |
| G-30 (UNS N06030) | 50-60% | 28-32% | 12-15% | 6-9% | – | – | Maximaal 0,02% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% |
| C-4 (UNS N06455) | 50-60% | 15-17% | 14-16% | 4-7% | – | – | Maximaal 0,03% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% |
Monel-kwaliteiten en samenstelling:
Monellegeringen zijn een groep nikkel-koperlegeringen die bekend staan om hun uitzonderlijke corrosiebestendigheid, met name in maritieme en chemische omgevingen. De belangrijkste legeringselementen in Monel zijn nikkel (Ni) en koper (Cu), maar andere elementen zoals ijzer (Fe), mangaan (Mn), koolstof (C) en silicium (Si) kunnen ook in verschillende gradaties aanwezig zijn. Hieronder vindt u enkele van de meest voorkomende Monel-gradaties en hun samenstellingen:
| Monel-kwaliteit | Nikkel (Ni) % | Koper (Cu) % | IJzer (Fe) % | Mangaan (Mn) % | Aluminium (Al) % | Titaan (Ti) % | Koolstof (C) % | Silicium (Si) % | Zwavel (S) % |
| Monel-400 | 63-70% | 28-34% | Maximaal 2.5% | Maximaal 2% | – | – | Maximaal 0,30% | Maximaal 0,50% | Maximaal 0,024% |
| Monel 405 | 63-70% | 28-34% | Maximaal 2.5% | Maximaal 2% | – | – | Maximaal 0,30% | Maximaal 0,50% | Maximaal 0,024% |
| Monel K-500 | 63-70% | 27-33% | Maximaal 2.5% | Maximaal 1.5% | 2.3-3.15% | 0.35-0.85% | Maximaal 0,25% | Maximaal 0,50% | Maximaal 0,024% |
| Monel-404 | 63-70% | 28-34% | Maximaal 3% | Maximaal 2% | – | – | Maximaal 0,30% | Maximaal 0,50% | Maximaal 0,024% |
| Monel 500 | 63-70% | 27-33% | Maximaal 2.5% | Maximaal 1.5% | 2.3-3.1% | 0.35-0.85% | Maximaal 0,25% | Maximaal 0,50% | Maximaal 0,024% |
Monellegeringen worden veel gebruikt in de maritieme, chemische en lucht- en ruimtevaartindustrie vanwege hun uitstekende corrosiebestendigheid, sterkte en prestaties onder extreme omstandigheden. De keuze van de soort hangt af van de vereiste mechanische eigenschappen en omgevingsfactoren.
Incoloy-cijfers en samenstelling:
Incoloy is een gedeponeerde merknaam voor een reeks hoogwaardige nikkellegeringen die speciaal zijn ontworpen voor gebruik in omgevingen met hoge temperaturen en corrosie. De legeringen bestaan doorgaans uit nikkel, ijzer en chroom, met wisselende hoeveelheden andere elementen zoals molybdeen, titanium en aluminium. Hieronder vindt u enkele van de meest voorkomende Incoloy-kwaliteiten:
| Cijfer | Nikkel (Ni) % | Chroom (Cr) % | IJzer (Fe) % | Molybdeen (Mo) % | Titaan (Ti) % | Koper (Cu) % | Aluminium (Al) % | Koolstof (C) % |
| Incoloy-800 | 30-35% | 19-23% | Evenwicht | Maximaal 0,15% | 0.15-0.60% | – | Maximaal 0,15% | Maximaal 0,10% |
| Incoloy 800H | 30-35% | 19-23% | Evenwicht | Maximaal 0,15% | 0.60-1.20% | – | Maximaal 0,15% | 0.05-0.15% |
| Incoloy 800HT | 30-35% | 19-23% | Evenwicht | Maximaal 0,15% | 0.60-1.20% | – | Maximaal 0,15% | 0.05-0.15% |
| Incoloy-825 | 38-46% | 19-23% | Evenwicht | 2.5-3.5% | 0.2-0.6% | 1.5-3.0% | Maximaal 0,2% | Maximaal 0,05% |
| Incoloy 909 | 45-50% | 19-23% | Evenwicht | 2.0-2.5% | 0.6-1.0% | – | Maximaal 0,5% | Maximaal 0,03% |
| Incoloy 330 | 33-37% | 19-23% | Evenwicht | Maximaal 0,5% | 0.15-0.60% | – | Maximaal 0,15% | Maximaal 0,20% |
Inconel-cijfers en samenstelling:
Inconel is een gedeponeerde merknaam voor een reeks hoogwaardige superlegeringen op basis van nikkel en chroom, ontworpen om extreme omstandigheden te weerstaan, met name hoge temperaturen en corrosieve omgevingen. Hieronder vindt u enkele van de meest gebruikte Inconel-soorten:
| Inconel-kwaliteit | Nikkel (Ni) % | Chroom (Cr) % | IJzer (Fe) % | Molybdeen (Mo) % | Titaan (Ti) % | Niobium (Nb) % | Kobalt (Co) % | Koolstof (C) % | Aluminium (Al) % | Silicium (Si) % |
| Inconel 600 (UNS N06600) | 72% | 14-17% | 6-10% | – | – | – | Maximaal 1% | Maximaal 0,15% | – | Maximaal 0,5% |
| Inconel 625 (UNS N06625) | 58-70% | 20-23% | Maximaal 5% | 8-10% | 0.4-1% | 3.15-4.15% | Maximaal 2% | Maximaal 0,10% | Maximaal 0,4% | Maximaal 0,08% |
| Inconel 718 (UNS N07718) | 50-55% | 17-21% | Evenwicht | 2.8-3.3% | 0.65-1.15% | 4.75-5.5% | Maximaal 1% | Maximaal 0,08% | 0.2-0.8% | Maximaal 0,5% |
| Inconel 600H (UNS N06600H) | 72-76% | 14-17% | 6-10% | – | – | – | Maximaal 1% | 0.05-0.15% | – | Maximaal 0,5% |
| Inconel 617 (UNS N06617) | 50-55% | 19-23% | Maximaal 5% | 8-10% | 0.25-0.85% | – | 12-18% | Maximaal 0,08% | Maximaal 1% | Maximaal 0,5% |
| Inconel 725 (UNS N07725) | 50-55% | 19-23% | Evenwicht | 3-4% | 1.4-2.4% | – | Maximaal 1% | Maximaal 0,08% | 0.3-1% | Maximaal 0,5% |
| Inconel X-750 (UNS N07750) | 70-75% | 15-17% | 5-9% | 0.9-1.6% | 0.25-0.85% | – | Maximaal 1% | Maximaal 0,08% | 0.3-1% | Maximaal 0,5% |
Nikkel 200/201 Samenstelling:
| Cijfer | Nikkel (Ni) % | Koolstof (C) % | IJzer (Fe) % | Koper (Cu) % | Mangaan (Mn) % |
| Nikkel 200 | 99.0% min | Maximaal 0,15% | Maximaal 0,40% | Maximaal 0,50% | Maximaal 0,35% |
| Nikkel 201 | 99.0% min | Maximaal 0,02% | Maximaal 0,40% | Maximaal 0,50% | Maximaal 0,35% |
Zowel nikkel 200 als nikkel 201 zijn uitstekende materialen voor toepassingen die een hoge corrosiebestendigheid vereisen, met name in alkalische en zure omgevingen. Nikkel 201 biedt, met zijn verlaagde koolstofgehalte, betere prestaties bij hogere temperaturen en wordt in veeleisendere omgevingen gebruikt dan nikkel 200. Afhankelijk van de specifieke eisen van de toepassing – of het nu gaat om voedselverwerking, elektrische componenten of industriële toepassingen bij hoge temperaturen – kan elke kwaliteit een ideale keuze zijn.
CuNi-cijfers en samenstelling:
CuNi-legeringen (koper-nikkel) bestaan voornamelijk uit koper en nikkel en staan bekend om hun uitstekende corrosiebestendigheid door zeewater en goede mechanische eigenschappen. Deze legeringen worden veel gebruikt in maritieme, chemische en industriële toepassingen. De meest voorkomende soorten CuNi-legeringen worden gedefinieerd op basis van hun nikkel- en kopergehalte, met toevoeging van extra elementen zoals ijzer (Fe) en mangaan (Mn) voor een verbeterde sterkte en corrosiebestendigheid.
| Cijfer | Koper (Cu) % | Nikkel (Ni) % | IJzer (Fe) % | Mangaan (Mn) % | Andere elementen |
| CuNi-90/10 | 90% | 10% | 1.0-1.5% | 0.5-1.0% | Kleine hoeveelheden zwavel, fosfor, zink |
| CuNi 70/30 | 70% | 30% | 1.0-2.5% | 0.5-1.0% | Kleine hoeveelheden zwavel, fosfor, zink |
| CuNi 60/40 | 60% | 40% | 1.5-3.0% | 1.0-2.0% | Kleine hoeveelheden zwavel, fosfor, zink |
| CuNi 10/90 | 10% | 90% | 0.1-0.3% | 0.1-0.5% | Kleine hoeveelheden zwavel, fosfor, zink |
CuNi-legeringen vormen een veelzijdige familie van materialen met een uitstekende corrosiebestendigheid, met name in maritieme en chemische omgevingen. De specifieke keuze van de kwaliteit (90/10, 70/30, 60/40 of andere) hangt af van de vereiste eigenschappen, zoals sterkte, corrosiebestendigheid en mechanische prestaties onder specifieke omgevingsomstandigheden.
Meer bronnen:
Materialen
NL 
EN 
DE 
RU 
FA 
ID 
ES 
FR