[Materiaalkunde] Temperatuur en breekbaarheid

[qrnlk]

Wordt ijzer (metaal) breekbaar bij (extreem) lage temperaturen?

Zo ja, waarom?

[wombat]

Wordt ijzer (metaal) breekbaar bij (extreem) lage temperaturen?

Zo ja, waarom?

Staal wordt bij lage temp. brosser.

Door koper toe te voegen (Cortenstaal) wordt dat iets tegengegaan. Cortenstaal is tevens ook minder bevattelijk voor doorroesten.

Vele kunstwerken worden van Cortenstaal vervaardigd.

[PAAC]

Staal wordt bij lage temp. brosser.

Door koper toe te voegen (Cortenstaal) wordt dat iets tegengegaan. Cortenstaal is tevens ook minder bevattelijk voor doorroesten.

Vele kunstwerken worden van Cortenstaal vervaardigd.

uhhm, ik snap deze connectie niet met de vraag...

ook omdat staal een legering is en niet een puur soort metaal zoals ijzer zelf...

[Pelletje]

Of een materiaal een bros-taai overgangkent, en de temperatuur waarbij dat dan gebeurd is van vele factoren afhankelijk. Bij zuivere metalen is de belangrijkste factor de kristalstructuur. Ijzer heeft een kubisch ruimtelijk gecentreerd (krg) rooster, en bij krg materialen is de bros-taai overgang meestal vrij abrupt. Kubisch vlakken gecentreerde (kvg) metalen blijven iha vrij taai zelfs bij zeer lage temperaturen.

Verder is de bros-taai overgangstemperatuur nog afhankelijk van de korrelgrootte en de mate van voordeformatie. Bij legeringen wordt het verhaal nog veel ingewikkelder. Roestvast chroomstaal verbrost veel sneller omdat chroom de krg structuur stabiliseert. Daarom wordt aan rvs vaak ook nikkel toegevoegd, wat de kvg structuur stabiliseert. Een veelgebruikt rvs is 18-8 staal (18% Ni, 8% Cr), wat zelf onder vloeibare stikstof zijn taaiheid behoud.

[wombat]

Staal wordt bij lage temp. brosser.

Door koper toe te voegen (Cortenstaal) wordt dat iets tegengegaan. Cortenstaal is tevens ook minder bevattelijk voor doorroesten.

Vele kunstwerken worden van Cortenstaal vervaardigd.

uhhm, ik snap deze connectie niet met de vraag...

ook omdat staal een legering is en niet een puur soort metaal zoals ijzer zelf...

IJzer is geen staal. Maar toch ga ik er vanuit dat staal wordt bedoeld. In de techniek wordt zeer zelden zuiver ijzer toegepast.

Staal kan bros breken, dwz dat er geen rek en versteviging optreed en in een keer breekt.

[klazon]

IJzer is geen staal.

Deze opmerking lees je heel vaak. Dit zou de indruk kunnen wekken dat ijzer en staal heel verschillende dingen zijn. Maar staal bestaat altijd voor het grootste deel uit ijzer. Het ijzerpercentage kan uiteenlopen van ongeveer 74 % voor corrosievast staal tot meer dan 99% voor ongelegeerd staal.

Het is algemeen bekend dat staal bij lagere temperaturen brosser wordt. Zo is b.v. de kans op een spoorstaafbreuk bij vrieskou veel groter dan in de zomer.

[Pelletje]

IJzer is geen staal.

Deze opmerking lees je heel vaak. Dit zou de indruk kunnen wekken dat ijzer en staal heel verschillende dingen zijn. Maar staal bestaat altijd voor het grootste deel uit ijzer. Het ijzerpercentage kan uiteenlopen van ongeveer 74 % voor corrosievast staal tot meer dan 99% voor ongelegeerd staal.

Maar die ene procent verschil in samenstelling heeft grote gevolgen voor de eigenschappen. For all practical purposes zijn ijzer en staal twee totaal verschillende materialen.

[klazon]

For all practical purposes zijn ijzer en staal twee totaal verschillende materialen.

Wat ik alleen maar wilde vertellen is dat elke staalsoort voor het overgrote deel uit ijzeratomen bestaat. Ik kom wel eens mensen tegen die suggereren dat staal een apart element is, en daarmee veroorzaken ze een hoop verwarring.

[PAAC]

ok, ijzer is geen staal(staal bestaat deels uit ijzer)

en nu nog de hoofdvraag:

Wordt ijzer (metaal) breekbaar bij (extreem) lage temperaturen?

Zo ja, waarom?

[Bart]

Twee interessante artikelen:

http://www.key-to-steel.com/Articles/Art136.htm

http://www.key-to-steel.com/Articles/Art61.htm

[Cerium]

Staal wordt inderdaad bros bij lage temperaturen. De reden is de volgende:

Ductiele materialen zijn ductiel omdat dislocaties in het materiaal gemakkelijk kunnen bewegen. Als deze gemakkelijk kunnen bewegen zal het materiaal veel vervorming toelaten. Deze dislocaties krijgen het moeilijker om te bewegen als de temperatuur zakt. De omringende atomen trillen immers minder hevig en de orde is veel groter (de chaos is kleiner). Dislocaties die niet meer kunnen bewegen zorgt voor minder vervorming en dus voor het brosser worden van het materiaal.