--- title: "Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en…" description: "Bekijk hoe normen, productvorm, dikte, verwerking en proefrichting de tabellen met staalsamenstelling en mechanische eigenschappen beïnvloeden." canonical: https://steelequivalents.com/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest language: nl robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/reading-a-datasheet/chemical-composition-and-mechanical-property-tables.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/materiálový-list/jak-číst-tabulky-chemického-složení-a-mechanických-vlastností-oceli.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/werkstoffdatenblatt-lesen/so-lesen-sie-tabellen-zur-chemischen-zusammensetzung-und-zu-mechanischen-eigenschaften-von-stahl.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/leer-una-ficha-técnica/cómo-leer-las-tablas-de-composición-química-y-propiedades-mecánicas-del-acero.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/lire-une-fiche-technique/comment-lire-les-tableaux-de-composition-chimique-et-de-propriétés-mécaniques-de-l-acier.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/anyagadatlap/az-acél-kémiai-összetételére-és-mechanikai-tulajdonságaira-vonatkozó-táblázatok-olvasása.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/come-leggere-le-tabelle-della-composizione-chimica-e-delle-proprietà-meccaniche-dell-acciaio.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/karta-materiałowa/jak-czytać-tabele-składu-chemicznego-i-właściwości-mechanicznych-stali.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/ler-uma-ficha-técnica/como-ler-as-tabelas-de-composição-química-e-propriedades-mecânicas-do-aço.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/характеристики-стали/как-читать-таблицы-химического-состава-и-механических-свойств-стали.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/teknik-veri-sayfası/çelik-kimyasal-bileşim-ve-mekanik-özellik-tabloları-nasıl-okunur.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/如何读懂材料数据表/如何解读钢材化学成分和机械性能表.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼材データシートの読み方/鋼の化学成分および機械的性質の表の読み方.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/قراءة-ورقة-البيانات/كيفية-قراءة-جداول-التركيب-الكيميائي-والخواص-الميكانيكية-للفولاذ.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강재-물성표-읽는-법/강철-화학-조성-및-기계적-특성-표-읽는-법.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/ler-uma-ficha-técnica/como-interpretar-tabelas-de-composição-química-e-propriedades-mecânicas-do-aço.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/डेटाशीट-कैसे-पढ़ें/स्टील-की-रासायनिक-संरचना-और-यांत्रिक-गुणों-की-तालिकाएँ-कैसे-पढ़ें.md content_hash: sha256:aa6d1abf20d59c39be7d2e95a4498da253d6e23f4c4ec23d38215c03f2e53afd generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest > Canonical URL: https://steelequivalents.com/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real > content change; `generated` moves on every render and is not a change signal. ![Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van staal leest](/images/uploads/a1fe8e10-605f-4680-a961-28160d5ca8f3/wiki-hero-a-steel-property-table-connected-to-the-specification-factors-that-give-each-val-1920x823.jpg) Materiaaldatablad lezen # Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van staal leest Bekijk hoe normen, productvorm, dikte, verwerking en proefrichting de tabellen met staalsamenstelling en mechanische eigenschappen beïnvloeden. ![Portret van Anders Bergström, verslaggever staalindustrie](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg) **[Anders Bergström](/nl/nieuws/auteur/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Materiaaldatablad lezen 60+ min leestijd Bijgewerkt 14 aug 2026 Op bewijs beoordeeld Op deze paginaOp deze pagina - [Een tabel met staalsamenstelling en mechanische eigenschappen lezen](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#een-tabel-met-staalsamenstelling-en-mechanische-eigenschappen-lezen "Een tabel met staalsamenstelling en mechanische eigenschappen lezen") - [De systematiek van staalaanduidingen en normen](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#de-systematiek-van-staalaanduidingen-en-normen "De systematiek van staalaanduidingen en normen") - [Tabellen met chemische samenstelling: elementen en hun functies](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#tabellen-met-chemische-samenstelling-elementen-en-hun-functies "Tabellen met chemische samenstelling: elementen en hun functies") - [Waarom de Chemische Samenstelling Op Zich de Mechanische Eigenschappen Niet Bepaalt](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#waarom-de-chemische-samenstelling-op-zich-de-mechanische-eigenschappen-niet-bepaalt "Waarom de Chemische Samenstelling Op Zich de Mechanische Eigenschappen Niet Bepaalt") - [Tabellen met mechanische eigenschappen: betekenis van de kolommen](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#tabellen-met-mechanische-eigenschappen-betekenis-van-de-kolommen "Tabellen met mechanische eigenschappen: betekenis van de kolommen") - [Sectieafmetingen, dikte, productvorm en beproevingsrichting](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#sectieafmetingen-dikte-productvorm-en-beproevingsrichting "Sectieafmetingen, dikte, productvorm en beproevingsrichting") - [Koolstof- en gelegeerde staalsoorten in vergelijkingstabellen](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#koolstof-en-gelegeerde-staalsoorten-in-vergelijkingstabellen "Koolstof- en gelegeerde staalsoorten in vergelijkingstabellen") - [Tabellen met samenstelling en eigenschappen van roestvast staal](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#tabellen-met-samenstelling-en-eigenschappen-van-roestvast-staal "Tabellen met samenstelling en eigenschappen van roestvast staal") - [Tabellen voor constructiestaal en ontwerpwaarden](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#tabellen-voor-constructiestaal-en-ontwerpwaarden "Tabellen voor constructiestaal en ontwerpwaarden") - [ASTM A400 als model voor selectie en interpretatie](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#astm-a400-als-model-voor-selectie-en-interpretatie "ASTM A400 als model voor selectie en interpretatie") - [Hoe kwaliteitsklassen volgens ASTM, EN en andere systemen kunnen worden vergeleken](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#hoe-kwaliteitsklassen-volgens-astm-en-en-andere-systemen-kunnen-worden-vergeleken "Hoe kwaliteitsklassen volgens ASTM, EN en andere systemen kunnen worden vergeleken") - [Testen, monsterneming en de betekenis van een gerapporteerde waarde](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#testen-monsterneming-en-de-betekenis-van-een-gerapporteerde-waarde "Testen, monsterneming en de betekenis van een gerapporteerde waarde") - [Veelvoorkomende fouten in tabellen met staaleigenschappen](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#veelvoorkomende-fouten-in-tabellen-met-staaleigenschappen "Veelvoorkomende fouten in tabellen met staaleigenschappen") - [Een sjabloon voor een referentiewiki voor betrouwbare staal­tabellen](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#een-sjabloon-voor-een-referentiewiki-voor-betrouwbare-staal-tabellen "Een sjabloon voor een referentiewiki voor betrouwbare staal­tabellen") ## Een tabel met staalsamenstelling en mechanische eigenschappen lezen Een staaltabel is een naslagwerk, geen specificatie. De rijen comprimeren informatie die normaal gesproken behoort tot een productnorm, een dimensionaal bereik, een productieroute, een warmtebehandelingstoestand en een beproevingsmethode. Een aanduiding zoals **AISI 4140**, **304** of **S355** identificeert een familie of staalkwaliteit, maar legt op zichzelf niet elke chemische grenswaarde of mechanische eis vast die van toepassing is op een geleverd product. Voorbeelden die laten zien waarom een aanduiding samen met de toepasselijke productnorm moet worden gelezen. | Aanduiding of norm | Toepassingsgebied van het product | Waarom het toepassingsgebied van belang is | |---|---|---| | ASTM A240 | Chroom- en chroom-nikkel-roestvaststalen plaat, blad en band | Productspecifieke regels voor chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, afmetingen en beproeving | | ASTM A276 | Roestvaststalen staven en profielen | De eisen zijn niet automatisch identiek aan die van A240 | | S355 | Europese constructiestaalaanduiding | De toepasselijke EN-productnorm bepaalt de producteisen | Het bepalende document komt op de eerste plaats. **ASTM A240** heeft betrekking op plaat, band en strip van chroom- en chroom-nikkelroestvast staal voor drukvaten en algemene toepassingen; **ASTM A276** heeft betrekking op staven en profielen van [roestvast staal](/nl/categorieën/roestvast-staal "roestvast staal"). Beide kunnen kwaliteiten omvatten die als **304** zijn aangeduid, maar de productvorm, toegestane productietoestand, dimensionale regels en beproevingsvoorschriften zijn niet identiek. Evenzo is **S355** volgens een Europese norm voor constructiestaalproducten geen losstaande materiaalidentiteit. De toepasselijke EN-productnorm bepaalt de eisen voor plaat, profielen, holle profielen of andere vormen. #### Gebruik geen rij zonder afgebakend toepassingsgebied voor conformiteitsbeoordeling Bevestig de toepasselijke norm, productvorm, leveringstoestand, dikte of doorsnedemaat, beproevingsrichting, eenheden, beproevingsmethode en aanvaardingscriteria voordat een tabelvermelding als gecertificeerde eis wordt beschouwd. #### Minimale velden voor het toepassingsgebied - **Norm** Vermeld het bepalende document en de editie. - **Productvorm** Identificeer plaat, blad, band, staaf, profiel, buis, smeedstuk of een andere vorm. - **Toestand** Vermeld of het materiaal gegloeid, genormaliseerd, gehard en ontlaten, oplossingsgegloeid, koud vervormd of in een andere toestand geleverd is. - **Afmeting** Leg dikte, diameter, wanddikte of doorsnedebereik vast. - **Basis van de beproeving** Vermeld eenheden, richting, temperatuur, methode en aanvaardingscriteria. Een bruikbare tabel heeft daarom een duidelijk omschreven toepassingsgebied nodig. Zij moet de norm, de kwaliteits- of graadaanduiding, de productvorm, de levertoestand, de dikte of profielafmeting, de eenheden, de beproevingsrichting en de acceptatiecriteria vermelden. Zonder deze velden kan een rij een voorlopige vergelijking ondersteunen, maar geen conformiteit vaststellen. ![Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van staal leest](/images/uploads/b5e8dbb0-3d26-4858-8a4a-41e9ed557021/wiki-inline-a-steel-grade-row-branching-into-product-form-processing-condition-section-size-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/b5e8dbb0-3d26-4858-8a4a-41e9ed557021/wiki-inline-a-steel-grade-row-branching-into-product-form-processing-condition-section-size-1920x1094.avif "Afbeelding vergroten — Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van staal leest")A grade row represents a defined slice of a specification system. ### Wat een rij voor een staalkwaliteit werkelijk weergeeft Een rij voor een staalkwaliteit vertegenwoordigt één welbepaald onderdeel van een specificatiesysteem. In het minimum koppelt de rij een aanduiding aan de chemische samenstelling en aan een of meer eisen voor eigenschappen. In een goede tabel kan ook worden aangegeven of de waarden van toepassing zijn op warmgewalste staven, genormaliseerde plaat, gehard en getemperd gelegeerd staal, oplossingsgegloeid roestvast staal of een andere toestand. ASTM A400 verbindt de selectie van stalen staven met staalkwaliteit, chemische samenstelling, verwerkingstoestand, doorsnedemaat en gewenste minimale vloeigrens. Strong evidence \[1\] \[1\] [**Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties**](https://store.astm.org/a0400-69r12.html). ASTM International. ASTM standard.ASTM A400, **Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties**, maakt dit punt uitzonderlijk duidelijk. De getabelleerde richtlijnen brengen de selectie van staalstaven in verband met de kwaliteit, de chemische samenstelling, de verwerkingstoestand, de profielafmeting en de gewenste minimale vloeigrens. Een rij bevat bijgevolg niet gewoon “de eigenschappen van 4140”. Zij vormt richtlijn voor een specifieke context van staafproducten, waarbij de sterkte wordt beïnvloed door de wijze waarop het staal is verwerkt en door de afmetingen van het profiel. De leveringstoestand verandert de toepasselijke interpretatie van de mechanische eigenschappen. | Productvorm | Mogelijke toestand | Beïnvloede eigenschappen | |---|---|---| | Plaat | Genormaliseerd | Hardheid, sterkte, rekbaarheid en taaiheid | | Plaat | Genormaliseerd en ontlaten | Balans tussen sterkte en taaiheid | | Plaat | Gehard en ontlaten | Hardheid, vloeigrens, treksterkte en rekbaarheid | | Staaf | Gegloeid of koudgetrokken | Hardheid, sterkte en rekbaarheid | Dezelfde aanduiding kan in een andere productspecificatie andere eisen hebben. Plaat kan genormaliseerd, genormaliseerd en getemperd, of gehard en getemperd worden geleverd. Een staaf kan gegloeid of koudgetrokken zijn. Deze toestanden beïnvloeden de hardheid, vloeigrens, treksterkte en ductiliteit, zelfs wanneer de smeltanalyse binnen dezelfde grenswaarden voor de kwaliteit blijft. Ook afmetingen maken deel uit van de identiteit van de eis. Constructiestaal heeft bij grotere dikten doorgaans lagere minimale vloeigrenswaarden, omdat de afkoelsnelheden en transformatietoestanden in het profiel verschillen. Eurocode 3, **EN 1993-1-1 Section 3.2.6**, vermeldt rekenwaarden voor materiaaleigenschappen van **S235, [S275](/nl/materialen/gost/s275 " — samenstelling, equivalenten en normen"), S355, S420, S450 en S460**, maar deze waarden zijn rekeninvoer die gekoppeld is aan het Eurocode-kader en de bepalingen die verband houden met de dikte. Zij mogen niet zonder meer in een algemene tabel worden overgenomen en als universele resultaten van trekproeven worden gepresenteerd. De beproevingsrichting vormt een andere begrenzing. Gewalste plaat kan verschillende waarden vertonen voor sterkte, rek, insnoering en taaiheid dwars op en in de lengterichting van de walsrichting. Een rij met mechanische eigenschappen waarin de richting niet wordt vermeld, kan een eis verhullen die uitsluitend in de lengterichting of uitsluitend in de dwarsrichting geldt. Ook de temperatuur kan van belang zijn, vooral voor kerfslagenergie. ASTM-normen hebben betrekking op chemische, mechanische, metallurgische en andere materiaaleigenschappen van koolstofstaal, constructiestaal, roestvast staal, ferritisch, austenitisch en gelegeerd staal. Deze breedte waarschuwt ervoor een korte kwaliteitsaanduiding niet als een volledige materiaaldefinitie te behandelen. ### Samenstellingsgrenswaarden versus gerapporteerde analyses Smeltanalyse **Smeltanalyse** Een chemische analyse die bedoeld is om de samenstelling van een bepaalde staalsmelt of gietpan te vertegenwoordigen. Tabellen met chemische samenstellingen tonen doorgaans grenswaarden, geen gegarandeerde analyse. Een specificatie kan bijvoorbeeld een maximumgehalte voor koolstof van **0,08%**, een maximumgehalte voor mangaan van **2,00%**, of een chroomgehalte tussen bepaalde minimum- en maximumwaarden voorschrijven. Dit zijn acceptatiegrenzen, die gewoonlijk in massaprocent worden vermeld. Zij betekenen niet dat elke smelt het middelpunt van het bereik bevat. Een fabriekscertificaat kan een smeltanalyse vermelden met bijvoorbeeld **0,045%** koolstof, **1,52%** mangaan en **18,20%** chroom. Deze cijfers beschrijven de onderzochte smelt, met inachtneming van de bemonsterings- en analysemethoden van de norm. Zij vervangen de grenswaarden van de specificatie niet. Omgekeerd kan een illustratieve tabel voor een kwaliteit met een toegestaan bereik van **0,17–0,23%** een koolstofgehalte van **0,20%** afdrukken. Dat ene getal is nuttig ter oriëntatie, maar kan geen conformiteit vaststellen. Het onderscheid wordt vooral belangrijk voor legeringselementen en restbestanddelen. Voor fosfor en zwavel kunnen maximumwaarden gelden; voor silicium en mangaan kunnen bereiken worden voorgeschreven; stikstof, koper, niobium, titanium of andere elementen kunnen worden beheerst afhankelijk van de kwaliteit en de productspecificatie. Een vergelijkingstabel waarin waarden worden afgerond, verschillende edities worden gecombineerd of optionele elementen worden weggelaten, kan een valse gelijkwaardigheid creëren. SSINA publiceert bijvoorbeeld tabellen met samenstellingen in gewichtspercenten en gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische roestvaststaalkwaliteiten die onder ASTM-productspecificaties vallen. Zo'n tabel is alleen bruikbaar wanneer de aangehaalde ASTM-specificatie en productvorm behouden blijven. Het **Nickel Institute** maakt op vergelijkbare wijze in tabelvorm onderscheid tussen chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en specificaties. Door deze eigenschappencategorieën gescheiden te houden, wordt voorkomen dat een chemische waarde wordt aangezien voor een prestatiegarantie. Vergelijkingstabellen vereisen verdere voorzichtigheid. Het **Handbook of Comparative World Steel Standards** bevat afzonderlijke tabellen voor chemische samenstellingen en mechanische eigenschappen binnen internationale aanduidingssystemen. Die scheiding is gerechtvaardigd: vergelijkbare namen of benaderend gelijke samenstellingen bewijzen niet dat twee kwaliteiten identieke verwerkingsregels, taaiheidseisen, reinheidseisen of minimale mechanische eigenschappen hebben. “Equivalent” moet betekenen: equivalent voor een omschreven gebruik en een bepaalde norm, niet slechts vergelijkbaar in een chemische kolom. ### Gespecificeerde eigenschappen versus typische eigenschappen Een gespecificeerde eigenschap is een contractuele of normgebaseerde eis. Als een productspecificatie een minimale vloeigrens van **355 MPa** vereist, voldoet een beproefde waarde onder die drempel niet aan de eis, tenzij de norm in een geldige uitzondering of herbeproevingsprocedure voorziet. Als een maximale hardheid wordt voorgeschreven, is een gerapporteerde waarde boven die grens eveneens van belang. Een typische waarde is representatieve informatie en vervangt geen gespecificeerd minimum of maximum. Strong evidence Een typische eigenschap is iets anders. Het gaat om een waargenomen, representatieve of algemeen gepubliceerde waarde, die vaak verband houdt met een bepaalde warmtebehandeling en proefstukoriëntatie. De typische treksterkte van een toestand kan **700 MPa** bedragen, terwijl de specificatie slechts een minimum van **655 MPa** vastlegt. De typische waarde helpt Ingenieurs het gedrag te schatten; zij verhoogt de minimumeis niet tot 700 MPa. \[2\] \[2\] [**Mechanical Properties of Carbon and Alloy Steels**](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/49/chapter-abstract/613530/Mechanical-Properties-of-Carbon-and-Alloy-Steels). ASM International. ASM Metals Handbook. Het verschil is cruciaal, omdat sterkte niet alleen door de chemische samenstelling wordt bepaald. ASM International stelt dat de eigenschappen van koolstof- en gelegeerd staal het gecombineerde resultaat zijn van chemische samenstelling, verwerking en microstructuur. De afkoelsnelheid bij het harden, de ontlaattemperatuur, de korrelgrootte, de voorafgaande vervorming en de profieldikte kunnen de hardheid, taaiheid, vloeigrens en rek binnen dezelfde chemische kwaliteit veranderen. Aanduidingen die voorkomen dat ongelijke waarden als onderling uitwisselbaar worden behandeld. | Aanduiding | Betekenis | |---|---| | Maximum | Bovengrens voor aanvaarding | | Minimum | Ondergrens voor aanvaarding | | Bereik | Toegestane onder- en bovengrens | | Typisch | Representatieve of vaak waargenomen waarde | | Nominaal | Aanduidings- of doelwaarde | | Ontwerpwaarde | Waarde die binnen een ontwerpnormenstelsel is toegekend | | Gerapporteerde analyse | Gemeten chemische samenstelling van een gespecificeerd monster | \[3\] \[3\] [**General Content and Format of ASTM Standard Specifications for Steel Products**](https://www.aisc.org/aisc/solutions-center/engineering-faqs/10-general-content-and-format-of-astm-standard-specifications-for-steel-products/). American Institute of Steel Construction. AISC Engineering FAQ.Een tabel moet elke waarde duidelijk aanduiden als **maximum**, **minimum**, **bereik**, **typisch**, **nominaal**, **rekenwaarde** of **gerapporteerde analyse**. Ook moet zij, waar van toepassing, de beproevingsnorm, de plaats van het proefstuk, de oriëntatie, de temperatuur en de levertoestand vermelden. Voor constructieprofielen en platen merkt het American Institute of Steel Construction op dat ASTM-productspecificaties doorgaans zowel eisen voor de chemische samenstelling als voor de mechanische eigenschappen bevatten; geen van beide categorieën kan veilig als vervanging voor de andere dienen. De redactionele regel is eenvoudig: behandel een overgenomen tabel nooit als vervanging voor de toepasselijke norm. Gebruik de tabel om een kwaliteit te lokaliseren en de variabelen te begrijpen. Controleer vervolgens de bepalende specificatie, productvorm, toestand, afmetingen, editie en beproevingsvoorschriften voordat u conformiteit of technische eigenschappen vaststelt. ## De systematiek van staalaanduidingen en normen ### De logica van ASTM- en ASME-aanduidingen Een staalaanduiding vormt geen volledige materiaalidentiteit. Het is een adres binnen een specifiek normstelsel. ASTM A36 identificeert bijvoorbeeld een specificatie voor constructiestaal van koolstofstaal, maar de specificatie regelt meer dan alleen de naam: zij definieert toegestane productvormen, chemische grenswaarden, treksterkte- en vloeigrensvereisten, beproevingsmethoden, leveringscondities en soms aanvullende eisen. ASTM A572/A572M Grade 50 verwijst naar laaggelegeerd constructiestaal met hoge sterkte en een gespecificeerde minimale vloeigrens, maar de toepasselijke grenswaarden en beproevingsbepalingen blijven afhankelijk van het product waarop de specificatie betrekking heeft. Het systeem van ASTM combineert doorgaans een letter, een volgnummer en, waar nodig, een grade, type, class of aanvullende aanduiding. De letter geeft het brede onderwerp aan: “A” omvat ferrometalen, terwijl het nummer een specifieke specificatie aanduidt. “A36” en “A572” zijn dus geen twee universele chemische recepten. Het zijn specificatie-identiteiten. “Grade 50” drukt een sterkteklasse binnen A572/A572M uit en is geen zelfstandige grade die ongewijzigd op elk staalproduct kan worden toegepast. Het onderscheid wordt duidelijk in ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*. De tabellen daarin relateren staalkwaliteiten voor staven aan chemische samenstelling, verwerkingsconditie, doorsnedeafmetingen en de gewenste minimale vloeigrens. Deze opzet waarschuwt ervoor om één rij te lezen als een volledige inkoop- of ontwerpeis. Een legering van het type 4140 kan in warmgewalste, genormaliseerde, geharde en getemperde of koud afgewerkte toestand wezenlijk verschillende sterkte-, hardheids- en rekbaarheidswaarden vertonen. Grotere doorsneden kunnen na een warmtebehandeling bovendien andere eigenschappen over de gehele dikte bereiken dan kleinere doorsneden. ASTM-staalnormen hebben betrekking op koolstofstaal, constructiestaal, roestvast staal, ferritische, austenitische en gelegeerde staalsoorten, en kunnen chemische, mechanische, metallurgische en andere materiaaleigenschappen specificeren. AISC legt uit dat specificaties voor constructiestaal voor profielen en platen doorgaans zowel eisen aan de samenstelling als eisen aan mechanische eigenschappen bevatten. Geen van beide tabellen vervangt de andere. De chemische samenstelling bepaalt welke legerings- en restelementen zijn toegestaan; de mechanische eisen bepalen wat het geleverde product bij beproeving moet bereiken. ASME-aanduidingen laten vaak een tweede beheersingsniveau zien. In de ASME Boiler and Pressure Vessel Code kan een ASTM-specificatie verschijnen met een prefix “SA”, zoals SA-516/SA-516M voor plaat voor drukvaten, in plaats van A516/A516M. Dat prefix duidt op acceptatie binnen het ASME-codesysteem, maar doet niets af aan het belang van de aangehaalde specificatie, editie, productvorm, grade, warmtebehandeling of aanvullende eisen. Metrische en gebruikelijke versies kunnen bovendien afzonderlijke eisen of bestelconventies bevatten. “SA-516 Grade 70” is daarom geen losstaande identiteit die zonder controle van de geldende code en editie kan worden vervangen door een willekeurige plaat met de aanduiding “A516 Grade 70”. Ook de verkorte redenering van chemische samenstelling naar eigenschappen houdt metallurgisch geen stand. ASM International stelt dat de eigenschappen van koolstof- en gelegeerd staal voortkomen uit de gecombineerde effecten van samenstelling, verwerking en microstructuur. Het koolstofgehalte, mangaan, chroom, nikkel, molybdeen en boor beïnvloeden de hardbaarheid en fasetransformaties, maar de walsreductie, afkoelsnelheid, ontlaatbehandeling, korrelgrootte en doorsnededikte veranderen de resulterende structuur. Een samenstellingstabel kan aantonen of een smelt binnen een grenswaarde valt. Zij kan op zichzelf echter geen vloeigrens, slagtaaiheid, hardheid of lasbaarheid bewijzen. ### Europese aanduidingen zoals S235 en S355 Europese constructiestaalaanduidingen coderen een andere reeks gegevens. Binnen het EN-systeem identificeert de “S” in S235 en S355 constructiestaal, terwijl het nummer de nominale minimale vloeigrens in megapascal aangeeft voor een bepaald product en diktebereik. Het nummer is geen code voor chemische gelijkwaardigheid. S355 betekent niet dat elk product met de aanduiding S355 één vaste hoeveelheid koolstof, mangaan, silicium of legeringselementen bevat. Het achtervoegsel is van belang. In productnormen van EN 10025 bevatten aanduidingen zoals S235JR, S355J2 en S355K2 categorieën voor slagtaaiheid. “JR”, “J0”, “J2” en “K2” corresponderen met verschillende eisen voor Charpy V-kerfslagproeven en beproevingstemperaturen. “N” of “NL” kan in relevante productnormen genormaliseerde of normaalgewalste leveringsklassen aanduiden. Een aanduiding zonder het volledige achtervoegsel kan informatie weglaten die de prestaties bij lage temperatuur en de verwerkingsconditie bepaalt. Ook de dikte verandert de betekenis van de vermelde sterkte. EN-eisen kennen doorgaans verschillende minimale vloeigrenswaarden toe aan dikte-intervallen. De waarde van 355 MPa die met S355 wordt geassocieerd, is daarom niet noodzakelijk de vereiste vloeigrens voor elke plaatdikte of elk profiel. Productnormen zoals EN 10025-2 regelen warmgewalst ongelegeerd constructiestaal, terwijl andere EN-normen betrekking hebben op holle profielen, smeedstukken, bevestigingsmiddelen of roestvaste producten. De productnorm maakt deel uit van de identiteit. SteelConstruction.info onderscheidt het Europese systeem voor constructiestaalaanduidingen van de normen die de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen regelen. Eurocode 3 introduceert vervolgens ontwerp-materiaaleigenschappen via EN 1993-1-1, paragraaf 3.2.6. De tabel bevat S235, S275, S355, S420, S450 en S460, maar dit zijn ontwerpwaarden die aan het Eurocode-kader zijn gekoppeld en geen vervanging vormen voor een fabriekscertificaat of de toepasselijke EN-productnorm. Een ontwerptabel en een tabel voor materiaalacceptatie beantwoorden verschillende vragen. \[4\] \[4\] [**Composition and Properties**](https://www.ssina.com/education/technical-resources/composition-properties/). Specialty Steel Industry of North America. SSINA technical resources. Aanduidingen voor roestvast staal laten hetzelfde principe vanuit een andere invalshoek zien. “304” kan verwijzen naar een familienaam die in verschillende systemen wordt gebruikt, terwijl ASTM A240 Type 304 betrekking heeft op plaat, band en strip met productspecifieke eisen. SSINA vermeldt zowel grenswaarden voor de samenstelling in massaprocenten als gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische roestvaste kwaliteiten die onder ASTM-productspecificaties vallen. De rij voor de chemische samenstelling en de rij voor de trekproef moeten samen worden gelezen, evenals de productvorm en de conditie. ### Claims over gelijkwaardigheid tussen nationale en internationale normen Vergelijkingstabellen zijn nuttig om verwante kwaliteiten te vinden. Zij vormen geen certificaat van uitwisselbaarheid. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* scheidt vergelijkingen van chemische samenstellingen van vergelijkingen van mechanische eigenschappen tussen internationale aanduidingssystemen. Die scheiding is essentieel: twee kwaliteiten kunnen vergelijkbare bereiken voor koolstof, chroom, nikkel of molybdeen hebben, maar toch verschillen in vloeigrens, slagproeven, warmtebehandeling, maattoleranties of inspectievoorschriften. Een tabel waarin ASTM A36 naast EN S235JR wordt geplaatst, kan een praktische verwantschap aangeven op basis van nominale sterkte en algemeen constructief gebruik. Zij bewijst niet dat elk A36-product aan elke eis van S235JR voldoet, of dat een van beide kwaliteiten voldoet aan de eisen van de andere voor taaiheid, dikte, chemische samenstelling of levering. Dezelfde voorzichtigheid geldt voor ASTM A572 Grade 50 en S355. Hun nominale sterkteniveaus houden verband met elkaar, maar de kwaliteitsaanduidingen stellen geen overeenkomende lasbaarheid, slagvastheid, diktegrenzen of certificeringseisen vast. De tabellen van het Nickel Institute plaatsen chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en specificaties daarom in afzonderlijke categorieën. De representatieve vergelijkingen van koolstof, chroom, mangaan, molybdeen, nikkel, fosfor, zwavel en silicium van Engineering ToolBox kunnen helpen bij het identificeren van brede legeringsfamilies, maar representatieve waarden zijn geen bindende specificatiegrenswaarden. Het handboek voor roestvast staal van Outokumpu, de tabellen van SSINA en de praktische gegevens van Metallus vervullen een vergelijkbare referentiefunctie. Velden die vereist zijn voordat een vergelijking tussen normen een vervangingsbeoordeling kan ondersteunen. | Vergelijkingsveld | Waarom het vereist is | |---|---| | Beide normen en edities | Normenstelsels en herzieningen kunnen verschillende eisen opleggen | | Volledige aanduiding | Achtervoegsels kunnen taaiheids- of leveringsklassen identificeren | | Productvorm | Normen voor plaat, staaf, blad, buis, smeedstuk en profiel verschillen | | Dikte of doorsnedemaat | Minimale eigenschappen kunnen met de afmetingen veranderen | | Leveringstoestand | Warmtebehandeling en koudvervorming wijzigen de eigenschappen | | Richting en temperatuur | Mechanische en kerfslagresultaten hangen af van beproevingsoriëntatie en temperatuur | Een verdedigbare claim van gelijkwaardigheid moet beide normen vermelden, evenals de volledige aanduiding, productvorm, dikte of doorsnedeafmeting, leveringsconditie, beproevingsrichting, temperatuurvereisten en toepasselijke editie. Als een van deze gegevens ontbreekt, moet “gelijkwaardig” worden gelezen als “vergelijkbaar voor een eerste vergelijking” en niet als toestemming om het ene materiaal door het andere te vervangen. ## Tabellen met chemische samenstelling: elementen en hun functies Tabellen met de chemische samenstelling vermelden elk element doorgaans als massapercentage, meestal geschreven als wt.% of eenvoudigweg %. Een waarde zoals C 0,20 betekent dat koolstof 0,20% van de massa van het staal uitmaakt. De tabel kan een maximum, een minimum of een toegestaan bereik aangeven. Dat onderscheid is van belang: “P 0,040 max” is niet dezelfde eis als “Mn 0,80–1,20”, en geen van beide waarden identificeert het staal onafhankelijk van de productspecificatie. Tabellen met de samenstelling en tabellen met mechanische eigenschappen beantwoorden verschillende vragen. Chemische samenstellingstabellen bepalen welke elementen in de smelt aanwezig mogen zijn; mechanische tabellen rapporteren resultaten zoals vloeigrens, treksterkte, rek, hardheid of kerfslagenergie voor een gespecificeerd product en een bepaalde beproevingsconditie. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, koppelt staalkwaliteit, samenstelling, verwerkingsconditie, doorsnedeafmeting en gewenste minimale vloeigrens precies aan elkaar, omdat de chemische samenstelling alleen geen gegarandeerd mechanisch resultaat kan vastleggen. Het ASM Metals Handbook schrijft de eigenschappen van koolstof- en gelegeerde staalsoorten eveneens toe aan de gecombineerde effecten van samenstelling, verwerking en microstructuur. Engineering ToolBox presenteert representatieve vergelijkingen in massaprocenten voor staalsoorten, waaronder koolstof, chroom, mangaan, molybdeen, nikkel, fosfor, zwavel en silicium. Een dergelijke tabel is nuttig om globale chemische verschillen te bekijken, maar mag de toepasselijke ASTM-, EN-, ISO- of andere productspecificatie niet vervangen. De tabellen van SSINA voor austenitische roestvaste staalsoorten, het Outokumpu Stainless Steel Handbook en *Practical Data for Metallurgists* van Metallus bieden meer op specificaties gerichte of op staalkwaliteiten toegespitste gegevens, maar ook daarvoor gelden de beperkingen binnen het toepassingsgebied dat elke bron vermeldt. ### Koolstof, mangaan, silicium, fosfor en zwavel Koolstof is het belangrijkste interstitiële verstevigingselement in gewone koolstofstaalsoorten en gelegeerde staalsoorten. Een hoger koolstofgehalte verhoogt doorgaans de hardheid, treksterkte en haalbare sterkte na afschrikken en ontlaten. Het verhoogt tot op zekere hoogte ook de hardbaarheid, hoewel legeringselementen en doorsnedeafmetingen de diepte van de harding sterk beïnvloeden. Daar staat een geringere ductiliteit, een lagere lasbaarheid en een grotere gevoeligheid voor brosse structuren in de warmte-beïnvloede zone tegenover. In roestvaste staalsoorten kan koolstof zich met chroom verbinden tot chroomcarbide, vaak weergegeven door verbindingen zoals Cr23C6. Precipitatie aan korrelgrenzen kan de lokale corrosiebestendigheid verlagen doordat chroomarme gebieden ontstaan. Het getal in een staalkwaliteitsaanduiding kan op een koolstofniveau wijzen, maar vormt geen universele identificatie. AISI 1045, ASTM A576 1045-staf en een ander product dat onder een vergelijkbare 1045-aanduiding wordt verkocht, kunnen verschillende toegestane chemische samenstellingen, afmetingen, warmtebehandelingen of mechanische eisen hebben. Het bepalende document is de productspecificatie, niet de verkorte aanduiding van de staalkwaliteit. Mangaan verstevigt ferriet door effecten van vaste-oplossingsversteviging en vormt met zwavel mangaansulfide-insluitsels. Dit is belangrijk in koolstofstaal, omdat mangaan het schadelijke effect van ijzersulfide vermindert, dat roodbrosheid kan veroorzaken. Mangaan verhoogt ook de hardbaarheid en kan na warmtebehandeling bijdragen aan een hogere sterkte. Een overmatig of slecht beheerst mangaangehalte kan de taaiheid, segregatie, lasbaarheid en fasestabiliteit beïnvloeden. In hoogmangaan-austenitische staalsoorten is zijn rol ingrijpender: het helpt austeniet te stabiliseren en kan het transformatie- en vervormingsgedrag veranderen. Silicium wordt tijdens de staalproductie gewoonlijk als desoxidatiemiddel toegevoegd. Het verstevigt ferriet en kan in bepaalde toepassingen de oxidatiebestendigheid verbeteren, maar een hoger siliciumgehalte kan de taaiheid verminderen of het lassen en omvormen bemoeilijken. Silicium is ook van belang in elektrotechnische staalsoorten, waarin het de elektrische soortelijke weerstand verhoogt en wervelstroomverliezen vermindert. Een algemene technische tabel kan silicium als een minder belangrijk bestanddeel weergeven, terwijl een bepaalde specificatie een nauwer bereik kan voorschrijven omdat verwerking, magnetische eigenschappen of lasbaarheid dit vereisen. Fosfor wordt gewoonlijk als verontreiniging beheerst. Het kan de sterkte en hardheid verhogen door versteviging in vaste oplossing, maar een verhoogd fosforgehalte verlaagt in het algemeen de ductiliteit en taaiheid en kan verbrossing bevorderen, vooral onder ongunstige thermische omstandigheden of segregatiecondities. Zwavel verbetert de verspaanbaarheid door de vorming van sulfide-insluitsels, in het bijzonder mangaansulfide, maar deze insluitsels kunnen de ductiliteit in dwarsrichting, vermoeiingsweerstand en taaiheid in de dikterichting verminderen. Automatenstaalsoorten accepteren daarom zwavelgehalten die zouden worden beperkt in drukvaten, constructieve producten of veeleisende gelaste producten. Een samenstellingstabel registreert de toegestane hoeveelheid; zij beschrijft op zichzelf niet de vorm of verdeling van insluitsels, noch het daaruit voortvloeiende mechanische gedrag. ### Chroom, nikkel, molybdeen en stikstof Chroom verhoogt de hardbaarheid, bevordert carbidevorming en verbetert de weerstand tegen oxidatie en waterige corrosie. Aanduidingen van roestvaste staalsoorten vereisen voldoende chroom om een beschermende, chroomrijke oxidelaag te vormen, maar de vereiste prestaties hangen van meer af dan van het totale chroomgehalte. Koolstof, stikstof, molybdeen, de toestand van het oppervlak, de lasgeschiedenis en de gebruiksomgeving spelen allemaal een rol. Chroom kan ferriet stabiliseren, terwijl chroomcarbiden of intermetallische fasen chroom aan de omringende matrix kunnen onttrekken en de weerstand tegen lokale corrosie kunnen verminderen. Nikkel stabiliseert austeniet en verbetert in het algemeen de taaiheid, vooral bij lage temperatuur. In austenitische roestvaste staalsoorten helpt nikkel de kubisch vlakgecentreerde austenitische structuur in stand te houden; in gelegeerde staalsoorten draagt het bij aan hardbaarheid en taaiheid zonder dezelfde neiging tot carbidevorming als chroom of molybdeen. Het nikkelgehalte beïnvloedt daardoor de fasebalans, magnetische respons, het transformatiegedrag en de corrosieprestaties. De bekende aanduiding “18-8” voor veel austenitische roestvaste staalsoorten verwijst naar een benaderende chroom-nikkelfamilie en vormt geen vervanging voor een specificatie zoals ASTM A240 of de exacte grenzen voor de staalkwaliteit die door SSINA of Outokumpu worden vermeld. Molybdeen verhoogt de hardbaarheid en verbetert de weerstand tegen ontlaatverzachting. In roestvaste staalsoorten verbetert het de weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie aanzienlijk, vooral in chloridehoudende omgevingen. Het beïnvloedt ook de vorming van carbiden en intermetallische fasen. Een staalkwaliteit met molybdeen mag niet als gelijkwaardig worden behandeld aan een nominale vergelijkbare staalkwaliteit zonder molybdeen, ook niet wanneer de trek eigenschappen in een handboekachtige tabel dicht bij elkaar liggen. Stikstof is een krachtige austenietstabilisator en versteviger in vaste oplossing. Gecontroleerde toevoegingen kunnen de vloeigrens verhogen en de weerstand tegen putcorrosie in sommige roestvaste staalsoorten verbeteren. Te veel stikstof voor het proces of de staalkwaliteit kan porositeit, nitridevorming of een ongunstige fasebalans veroorzaken. In [duplex](/nl/materialen/materiaalnummer/1.4460 " — samenstelling, equivalenten en normen")-roestvaste staalsoorten helpt stikstof het beoogde ferriet-austenietaandeel na de verwerking te handhaven. Het vermelde minimum en maximum zijn daarom functionele eisen en geen louter decoratieve waarden voor de chemische samenstelling. ### Residuele elementen, microlegering en balansvereisten Residuele elementen zijn afkomstig van grondstoffen, ovenbedrijf, vuurvaste materialen of legeringstoevoegingen en zijn niet altijd bewust als hoofdbestanddelen toegevoegd. Koper, tin, kobalt, antimoon, lood en vanadium kunnen in een tabel voorkomen, ook wanneer zij niet centraal staan in de beschrijving van de staalkwaliteit. Koper kan in bepaalde constructiestaalsoorten de weerstand tegen atmosferische corrosie verbeteren, terwijl tin en antimoon kunnen bijdragen aan zorgen over roodbrosheid of ontlaatverbrossing. Lood kan de verspaanbaarheid verbeteren, maar verandert het gedrag van insluitsels en de aandachtspunten bij het lassen. Het effect hangt af van de concentratie, de thermische geschiedenis en de interacties met andere elementen. Microlegeringselementen worden in kleine hoeveelheden toegevoegd, maar hebben een grote invloed. Niobium, vanadium en titanium vormen carbonitriden die de korrelgroei van austeniet beperken, precipitatieversteviging veroorzaken en de herkristallisatie tijdens gecontroleerd walsen beïnvloeden. Een staal met 0,03% Nb is chemisch niet uitwisselbaar met een staal dat bij een vergelijkbare nominale sterkte alleen koolstof en mangaan bevat. De uiteindelijke korrelgrootte, de oplossingstoestand van de precipitaten, het walsprogramma, de afkoelsnelheid en de daaropvolgende warmtebehandeling bepalen hoeveel voordeel wordt verkregen. Balansvereisten zijn even belangrijk. Tabellen voor roestvaste staalsoorten kunnen het koolstofgehalte beperken en tegelijkertijd vereisen dat chroom, nikkel, molybdeen of stikstof binnen vastgelegde bereiken ligt om de stabiliteit van de austenitische, ferritische of duplexfase te behouden. Specificaties voor gelegeerde staalsoorten kunnen borium slechts binnen een nauw bereik toestaan, omdat een spoortoevoeging de hardbaarheid kan verbeteren, terwijl een overmaat ongewenste verbindingen vormt. Residueel koper, nikkel, chroom en molybdeen kan eveneens de hardbaarheid beïnvloeden, ook wanneer deze elementen niet bewust zijn toegevoegd. Het Nickel Institute scheidt in zijn legeringstabellen chemische, mechanische, fysische en specificatiegegevens; dat is een goede praktijk. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* houdt vergelijkingen van chemische samenstellingen eveneens gescheiden van vergelijkingen van mechanische eigenschappen tussen internationale aanduidingen. Eurocode 3 vermeldt ontwerp eigenschappen voor S235, S275, S355, S420, S450 en S460 onder EN 1993-1-1, paragraaf 3.2.6, maar dit zijn waarden uit een ontwerpnorm en geen universele gevolgen van een bepaald bereik in de chemische samenstelling. Productvorm, dikte, leveringstoestand, beproevingsrichting en warmtebehandeling kunnen het vereiste resultaat veranderen. Een samenstellingstabel definieert een chemisch venster. Zonder de rest van de specificatie certificeert zij niet de sterkte, taaiheid, lasbaarheid, corrosieprestaties of fasebalans. ## Waarom de Chemische Samenstelling Op Zich de Mechanische Eigenschappen Niet Bepaalt Een tabel met de chemische samenstelling vermeldt welke Elementen aanwezig zijn en binnen welke Grenzen. De tabel vermeldt niet de volledige fysische voorgeschiedenis van het Staal. Koolstof, mangaan, silicium, chroom, nikkel, molybdeen, vanadium, niobium, titanium, fosfor, zwavel en andere Elementen beïnvloeden de hardbaarheid, fasestabiliteit, vaste-oplossingsversteviging, carbidevorming en het transformatiegedrag, maar hun effecten zijn afhankelijk van temperatuur, vervorming, afkoeling en doorsnedegrootte. Dat onderscheid staat centraal in de behandeling van koolstof- en gelegeerde Stalen in het *ASM Metals Handbook*. ASM stelt dat hun eigenschappen voortkomen uit de gecombineerde effecten van chemische samenstelling, verwerking en microstructuur. Een kwaliteits- of typeaanduiding identificeert daarom een gecontroleerd bereik binnen een specificatie, en niet één universele reeks waarden voor treksterkte, vloeigrens, rek, hardheid en taaiheid. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, illustreert dit rechtstreeks. De daarin opgenomen tabellen houden bij de selectie van Staven rekening met kwaliteit, chemische samenstelling, verwerkingstoestand, doorsnedegrootte en de gewenste minimale vloeigrens. Alleen een vermelding van de samenstelling kan deze functies niet vervullen. ASTM-productspecificaties maken eveneens onderscheid tussen chemische, mechanische, metallurgische en andere Materiaaleisen voor koolstofstaal, constructiestaal, roestvast staal, ferritische, austenitische en gelegeerde Stalen. AISC maakt hetzelfde onderscheid voor constructieproducten: ASTM-specificaties voor stalen profielen en platen bevatten doorgaans zowel eisen voor de chemische samenstelling als voor de mechanische eigenschappen. ![Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van staal leest](/images/uploads/0e8db453-8ac8-463e-aa11-43ccbd714fee/wiki-inline-a-steel-section-showing-how-rolling-quenching-tempering-and-cooling-history-prod-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/0e8db453-8ac8-463e-aa11-43ccbd714fee/wiki-inline-a-steel-section-showing-how-rolling-quenching-tempering-and-cooling-history-prod-2027x2560.avif "Afbeelding vergroten — Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van staal leest")Processing history and cooling rate can change properties without changing the bulk chemistry. ### Verwerkingsgeschiedenis en thermomechanische behandeling Dezelfde bulksamenstelling kan na verschillende productieroutes aanzienlijk verschillende eigenschappen opleveren. Walsen is niet slechts een manier om een halffabricaat in plaat, staaf of profiel om te vormen. Warmwalsen vervormt austeniet, verbreekt de gegoten structuur, verandert de morfologie van insluitsels en kan de korrels verfijnen wanneer de eindwals­temperatuur en het reductieschema worden beheerst. Gecontroleerd walsen onder conventionele eindwals­temperaturen kan na afkoeling de vorming van fijnkorrelig ferriet bevorderen. Het resultaat kan een hogere vloeigrens en een verbeterde taaiheid hebben dan Materiaal met dezelfde chemische samenstelling dat een minder gecontroleerd schema heeft doorlopen. Ook smeden verandert de interne structuur. Grote gegoten korrels en segregatiebanden kunnen door vervorming worden verstoord, terwijl de smeedtemperatuur en de reductie de herkristallisatie en korrelverfijning bepalen. Twee Smeedstukken met identieke gietpananalyses hoeven geen identieke eigenschappen te hebben wanneer het ene een grotere reductie of een andere eind­smeedtemperatuur heeft gekregen. #### Een vereenvoudigde reeks voor warmtebehandeling 1. **Normaliseren** Verhitten boven het austenitische omzettingsgebied en afkoelen in lucht. 2. **Gloeien** Langzamer afkoelen om een zachtere structuur te verkrijgen. 3. **Afschrikken** Snel afkoelen om diffusieve omzetting te onderdrukken en martensiet te vormen wanneer de hardbaarheid dit toelaat. 4. **Ontlaten** Gehard staal opnieuw verhitten om sterkte, hardheid, rekbaarheid en taaiheid aan te passen. Warmtebehandeling veroorzaakt nog grotere verschillen. Normaliseren verwarmt Staal tot boven het austeniettransformatiebereik en koelt het vervolgens aan de lucht af, waardoor bij veel koolstof- en laaggelegeerde Stalen een relatief verfijnde ferriet-perlietstructuur ontstaat. Gloeien maakt doorgaans gebruik van langzamere afkoeling, waardoor een zachtere structuur met grovere perliet en een lagere hardheid ontstaat. Afschrikken onderdrukt diffusieve transformatie en kan martensiet vormen, een harde oververzadigde fase. Afgeschrikt Staal wordt gewoonlijk ontlaten om de brosheid te verminderen en de sterkte, hardheid, vervormbaarheid en taaiheid af te stemmen. De ontlaattemperatuur en -tijd zijn van belang; een ontlating bij lage temperatuur en een ontlating bij hoge temperatuur leveren niet dezelfde combinatie van eigenschappen op. Hardbaarheid **Hardbaarheid** Het vermogen van staal om tijdens het afkoelen tot een bepaalde diepte harde omzettingsproducten te ontwikkelen; dit verschilt van de hardheid die op één plaats wordt gemeten. De afkoelsnelheid wordt door meer bepaald dan alleen het ovenprogramma. De dikte van de doorsnede bepaalt de warmteafvoer, waardoor het oppervlak van een dikke staaf veel sneller kan afkoelen dan het midden. Een dunne plaat kan vrijwel volledig in ferriet en perliet transformeren, terwijl in het midden van een zware doorsnede met dezelfde samenstelling bainiet, martensiet of gemengde transformatieproducten kunnen ontstaan wanneer de afkoelsnelheid voldoende hoog is. Hardbaarheid beschrijft het vermogen van een Staal om door de gehele doorsnede harde transformatieproducten te vormen; dit is niet hetzelfde als de hardheid van één proefstuk. Thermomechanische verwerking kan eveneens eigenschappen opleveren die een tabel met de uiteindelijke chemische samenstelling niet kan onthullen. Een Staal kan met niobium, vanadium of titanium worden microgelegeerd, maar de bijdrage aan de versteviging hangt ervan af of deze Elementen in oplossing blijven, tijdens het opnieuw verhitten carbonitriden vormen of tijdens gecontroleerde afkoeling uitscheiden. De Verwerkingsgeschiedenis maakt deel uit van de identiteit van het Materiaal. ### Microstructuur als schakel tussen chemie en eigenschappen Mechanische beproevingen meten de respons van de ontstane microstructuur, niet de samenstelling van het periodiek systeem in isolatie. De vloeigrens weerspiegelt de weerstand van dislocaties tegen verplaatsing. De treksterkte hangt af van de mechanismen die tijdens plastische vloei verdere weerstand tegen vervorming bieden en van het begin van insnoering. De rek hangt af van de mate waarin het Materiaal zich gelijkmatig kan vervormen voordat het breekt. Hardheid weerspiegelt de weerstand tegen plaatselijke plastische vervorming. Taaiheid hangt af van het initiëren en voortplanten van scheuren, met inbegrip van de temperatuur, belastingssnelheid, kerftoestand en richting van de proef. De microstructuur verbindt deze reacties met de chemische samenstelling. Koolstof in vaste oplossing verstevigt ferriet, maar overtollige koolstof kan, afhankelijk van het thermische verloop, ook perliet, cementiet of martensiet vormen. Mangaan en nikkel veranderen het transformatiegedrag en kunnen de hardbaarheid verbeteren of austeniet stabiliseren. Chroom en molybdeen beïnvloeden de hardbaarheid en de vorming van carbiden. Silicium verstevigt ferriet en beïnvloedt deoxidatie. Deze effecten zijn voorwaardelijk en geen additieve constanten die rechtstreeks uit een samenstellingstabel kunnen worden afgelezen. Een laagkoolstofstaal dat langzaam vanuit austeniet wordt afgekoeld, kan bijvoorbeeld ferriet en perliet bevatten en een matige sterkte met een bruikbare vervormbaarheid vertonen. Hetzelfde nominale koolstofgehalte kan na afschrikken, wanneer de hardbaarheid dit toelaat, martensiet of bainiet bevatten en een veel hogere hardheid en sterkte vertonen, doorgaans met een lagere taaiheid in de niet-ontlaten toestand. Ontlaten verandert het martensiet opnieuw doordat koolstof zich kan herverdelen en carbiden kunnen uitscheiden. De uiteindelijke eigenschappen hangen af van de volledige opeenvolging, waaronder de austenitiseertemperatuur, houdtijd, het afschrikmedium, de doorsnedegrootte en het ontlaatschema. Ook binnen één Component kunnen transformatieproducten variëren. Gebieden aan het oppervlak kunnen harder worden dan de kern, en warmte-beïnvloede zones van lassen kunnen microstructuren ontwikkelen die verschillen van zowel de oorspronkelijke plaat als het lasmetaal. Een gemeten trekwaarde op één locatie kan daarom niet automatisch representatief zijn voor elke locatie of richting. ### Korrelgrootte, faseverhouding en precipitaten Korrelgrootte is een directe reden waarom de chemische samenstelling niet zelfstandig sterkte of taaiheid kan bepalen. Fijne ferrietkorrels verhogen doorgaans de vloeigrens door korrelgrensversteviging en kunnen de weerstand tegen splijtbreuk verbeteren. Grove korrels verminderen vaak de slagtaaiheid bij lage temperatuur, hoewel het gemeten resultaat ook afhangt van de faseverdeling, insluitsels en beproevingsrichting. Korrelverfijning kan ontstaan door gecontroleerd walsen, normaliseren of precipitatie van microgelegeerde Elementen die de groei van austenietkorrels beperkt. De faseverhouding is even belangrijk. Ferriet is relatief zacht en ductiel; perliet is sterker maar minder ductiel; bainiet en martensiet kunnen een hoge sterkte leveren, waarbij hun taaiheid wordt bepaald door de morfologie en het ontlaten. Achtergebleven austeniet kan tijdens gebruik of beproeving transformeren en zo de maatvastheid en het vervormingsgedrag veranderen. Een samenstellingstabel kan de grenswaarden voor koolstof en legeringselementen aangeven, maar kan zonder informatie over verwerking en metallografie niet vermelden of het afgewerkte Staal 20% perliet, een bainitische matrix of ontlaten martensiet bevat. Precipitaten voegen nog een variabele toe. Fijne niobium-, vanadium- of titaniumcarbonitriden kunnen austenietkorrelgrenzen vastzetten en ferriet na de transformatie verstevigen. Hun grootte, aantal­dichtheid, samenstelling en verdeling hangen af van opnieuw verhitten, vervorming en afkoeling. Grove precipitaten dragen mogelijk weinig bij aan de sterkte, terwijl ze wel als plaatsen voor scheurinitiatie kunnen fungeren. In roestvaste Stalen kunnen chroomcarbiden aan korrelgrenzen de plaatselijke corrosieweerstand verminderen, zelfs wanneer de totale chroomanalyse aan de grenswaarde van de kwaliteit voldoet. Daarom koppelen tabellen van SSINA de samenstelling in gewichtsprocenten aan gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische roestvaste-staalkwaliteiten die onder ASTM-productspecificaties vallen, in plaats van de ene tabel als vervanging voor de andere te behandelen. Het Nickel Institute presenteert chemische, mechanische, fysische en specificatiegegevens op vergelijkbare wijze als afzonderlijke eigenschapsklassen. Eurocode 3 vermeldt onder EN 1993-1-1, paragraaf 3.2.6, ontwerp eigenschappen voor S235, S275, S355, S420, S450 en S460; dit zijn waarden die gekoppeld zijn aan een geldende ontwerpnorm, productcategorie, dikte en ontwerpgebruik. Vergelijkende tabellen, waaronder die in het *Handbook of Comparative World Steel Standards*, kunnen globale verbanden tussen internationale aanduidingen tonen, maar stellen geen gelijkwaardigheid vast. Representatieve vergelijkingen van samenstellingen, zoals gepubliceerd door Engineering ToolBox, zijn nuttig als oriëntatie, terwijl de bindende grenswaarden en mechanische eisen afkomstig moeten zijn uit de toepasselijke productspecificatie. De geldende norm, productvorm, dikte, warmtebehandeling, beproevingsrichting en beproevingsmethode bepalen wat een gerapporteerde waarde betekent. De chemische samenstelling vormt het begin van de verklaring. Zij voltooit die niet. ## Tabellen met mechanische eigenschappen: betekenis van de kolommen Een tabel met mechanische eigenschappen is geen tweede versie van een tabel met chemische samenstelling. De tabel geeft aan hoe een gespecificeerd product zich naar verwachting zal gedragen, of zich moet gedragen, tijdens een bepaalde proef. Het resultaat hangt af van de staalaanduiding, productvorm, warmtebehandeling, doorsnede, dikte, plaats van monstername, beproevingsrichting, temperatuur en toepasselijke norm. Dat onderscheid is belangrijk, omdat een kwaliteitsnaam geen volledige materiaalidentiteit vormt. ASTM A400, *Standaardpraktijk voor stavenstaal: keuzehulp, samenstelling en mechanische eigenschappen*, ordent informatie over stavenstaal volgens kwaliteit, samenstelling, toestand na verwerking, doorsnede en gewenste minimale vloeigrens. Dezelfde nominale kwaliteit kan daarom verschillende eisen aan eigenschappen hebben wanneer de productvorm of afmetingen veranderen. Een tabel die naast een kwaliteit één sterktewaarde vermeldt zonder de productspecificatie te noemen, kan nuttig zijn als oriëntatie, maar vormt geen bindende specificatie. ASTM-staalnormen omvatten chemische, mechanische, metallurgische en andere materiaaleisen voor koolstofstaal, constructiestaal, roestvast staal, ferritisch, austenitisch en gelegeerd staal. Ook AISC legt uit dat specificaties voor constructiestaalprofielen en -platen doorgaans zowel eisen aan de chemische samenstelling als aan de mechanische eigenschappen bevatten. De twee kolommensets beantwoorden verschillende vragen: de chemische samenstelling begrenst welke elementen aanwezig mogen zijn, terwijl mechanische beproeving het gedrag van het geleverde product verifieert. ### Vloeigrens en treksterkte **Vloeigrens** is de spanning waarbij een proefstuk een bepaalde blijvende plastische vervorming begint te ondergaan. Bij sommige staalsoorten vertoont de spanning-rekcurve een duidelijk bovenste en onderste vloeipunt. Bij andere gebruikt de norm een rekgrens, gewoonlijk de spanning die een blijvende rek van 0,2% veroorzaakt, in veel Europese normen aangeduid als Rp0.2, of wordt deze volgens de toepasselijke ASTM-methode als vloeigrens gerapporteerd. De exacte definitie moet afkomstig zijn uit de beproevingsnorm en de productspecificatie. De **minimale vloeigrens** in een tabel is een eis, geen voorspelling voor elk afzonderlijk stuk staal. Als ASTM A572/A572M voor een bepaalde kwaliteit, een bepaald diktebereik en een bepaalde productvorm een minimale vloeigrens voorschrijft, moet een conform beproevingsresultaat volgens de voorgeschreven procedure aan die waarde voldoen of deze overschrijden. De daadwerkelijk gemeten vloeigrens kan hoger zijn. Zij kan variëren met de gieting, dikte, walsreductie, afkoelsnelheid, positie van monstername en beproevingsrichting. Wanneer de minimumwaarde wordt weergegeven alsof zij de gemeten eigenschap is, gaat dit onderscheid verloren. **Treksterkte**, ook wel maximale treksterkte genoemd, is de hoogste nominale spanning die tijdens een trekproef wordt bereikt. Zij wordt berekend door de grootste uitgeoefende kracht te delen door de oorspronkelijke dwarsdoorsnede van het proefstuk. Na de maximale belasting kan lokale insnoering optreden en kan de nominale spanning dalen, ook al blijft het materiaal vervormen totdat het breekt. De maximale treksterkte is niet hetzelfde als de ontwerpweerstand. Een ontwerpwaarde voor constructies wordt afgeleid volgens de toepasselijke ontwerpnorm, die weerstandsfactoren, partiële factoren, knikregels, bepalingen voor verbindingen en dikteafhankelijke grenzen kan toepassen. Eurocode 3, EN 1993-1-1, paragraaf 3.2.6, vermeldt ontwerpmateriaaleigenschappen voor S235, S275, S355, S420, S450 en S460. Deze waarden behoren tot een ontwerpkader; ze mogen niet zonder meer worden overgenomen in een algemene kolom “treksterkte” of worden behandeld als directe beproevingsresultaten. De beproeving zelf legt voorwaarden op. ASTM E8/E8M en ISO 6892-1 specificeren details zoals proefstukgeometrie, meetlengte, belastingssnelheid, rekmeting en berekening. Voor een plaat, staaf, buis en smeedstuk kunnen verschillende toegestane plaatsen en richtingen van proefstukken gelden. Resultaten in de langsrichting en dwarsrichting zijn niet onderling uitwisselbaar, vooral niet bij gewalste producten, waarin insluitsels, textuur en bandvormige microstructuren richtingsafhankelijke verschillen veroorzaken. De chemische samenstelling alleen kan het resultaat niet bepalen. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* van ASM International beschrijft de eigenschappen van koolstof- en gelegeerd staal als het gecombineerde effect van chemische samenstelling, verwerking en microstructuur. Koolstof, mangaan, chroom, nikkel, molybdeen en andere elementen beïnvloeden de hardbaarheid en fasevorming, maar walsen, afschrikken, ontlaten, normaliseren, precipitatie en de afkoelgeschiedenis bepalen hoe dat potentieel tot uiting komt. ### Rek, insnoering en ductiliteit **Rek** meet de plastische verlenging vóór breuk. Gewoonlijk wordt deze als percentage gerapporteerd: A=Lf−L0L0×100 Meetlengte **Meetlengte** De gemarkeerde oorspronkelijke lengte van een trekproefstuk waarover de rek wordt gemeten. waarbij L0 de oorspronkelijke meetlengte is en Lf de meetlengte na breuk, nadat de gebroken delen zorgvuldig tegen elkaar zijn gelegd. De waarde is alleen betekenisvol samen met de meetlengte en het type proefstuk. Een gerapporteerde “rek van 20%” geeft niet aan of het resultaat gebaseerd is op een proportionele meetlengte, een meetlengte van 50 mm, een verkleind proefstuk of een andere configuratie. Daarom kunnen rekwaarden uit verschillende normen inconsistent lijken, ook wanneer de staalsoorten vergelijkbaar zijn. Kortere meetlengtes nemen doorgaans een groter aandeel van de lokale insnoering mee en kunnen een hoger percentage opleveren dan langere meetlengtes. Ook de productdikte beïnvloedt de beschikbare proefstukgeometrie en soms de voorgeschreven minimale rek. Tabellen moeten daarom de aanduiding van de beproeving en de meetlengte behouden in plaats van rek als een universele constante van een kwaliteit te presenteren. **Insnoering** meet het verlies aan dwarsdoorsnede op de plaats van de breuk: Z=A0−AfA0×100 waarbij A0 de oorspronkelijke oppervlakte is en Af de kleinste oppervlakte na breuk. Deze waarde is bijzonder gevoelig voor lokale plastische vervorming en levert andere informatie dan rek. Een staal kan een aanzienlijke insnoering vertonen, terwijl de rek anders uitvalt, omdat beide metingen verschillend reageren op uniforme rek, insnoering, proefstukgeometrie en de plaats van breuk. Beide maten zijn indicatoren van **ductiliteit**, maar ductiliteit is geen enkele materiaaleigenschap met een vaste waarde. Zij omvat het vermogen om onder een bepaalde spanningstoestand, temperatuur, reksnelheid en geometrie plastische rek te verdragen zonder te scheuren. Een trekproefresultaat voor rek kan geen weerstand tegen waterstofscheuren, buigscheuren, scheuren in de warmte-beïnvloede zone van een las of breuk bij een kerf vaststellen. Een hoge rek betekent evenmin automatisch een hoge taaiheid. De tabellen van SSINA voor austenitische roestvaststaalkwaliteiten illustreren de juiste indeling: de samenstelling in massaprocenten wordt afzonderlijk weergegeven van de gespecificeerde mechanische eigenschappen volgens de relevante ASTM-productspecificaties. Ook het Nickel Institute scheidt chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en specificatiegegevens. Een vergelijkende tabel kan deze categorieën op aangrenzende pagina’s plaatsen, maar nabijheid maakt ze niet onderling uitwisselbaar. ### Hardheid, kerfslagtaaiheid en vermoeiingsgerelateerde gegevens **Hardheid** is de weerstand tegen lokale plastische vervorming en wordt doorgaans gemeten volgens de methoden van Brinell, Rockwell, Vickers of Knoop. Een waarde zoals HBW 190, 90 HRB of 210 HV is onvolledig zonder de schaal, indenter, uitgeoefende kracht en beproevingsnorm. ASTM E10 behandelt de Brinell-hardheid, ASTM E18 de Rockwell-hardheid en ASTM E384 de micro-indentatiehardheid. De toestand van het oppervlak, kromming, ontkoling, bekleding en lokale microstructuur kunnen de aflezing beïnvloeden. #### Opmerking over hardheidsomrekening Een hardheidsomrekening kan ongeschikt zijn voor austenitisch roestvast staal, sterk gelegeerd gereedschapsstaal, oppervlaktegehard materiaal, lasmetaal of een product met een sterke hardheidsgradiënt. Gebruik de gespecificeerde trekproef wanneer de treksterkte bepalend is voor de aanvaarding. Omrekeningen van hardheid naar treksterkte zijn correlaties, geen natuurwetten. Zij worden gewoonlijk ontwikkeld voor bepaalde staalgroepen en hardheidsbereiken. Een omrekening kan ongeschikt zijn voor austenitisch roestvast staal, sterk gelegeerd gereedschapsstaal, gehard materiaal met een harde oppervlaktelaag, lasmetaal of een product met een sterk hardheidsverloop. ASTM-omrekentabellen mogen de voorgeschreven trekproef niet vervangen wanneer de treksterkte bepalend is voor acceptatie of ontwerp. **Kerfslagenergie** meet de energie die een proefstuk met een kerf tijdens een plotselinge breuk absorbeert, gewoonlijk met de Charpy-V-kerfproef volgens ASTM E23 of een gelijkwaardige norm. De gerapporteerde waarde hangt af van de oriëntatie van het proefstuk, kerfgeometrie, temperatuur, afmetingen en beproevingsprocedure. Een Charpy-resultaat zoals 27 J bij −20 °C beschrijft die beproevingsconditie; het is geen universele constante voor taaiheid. Kerfslagenergie moet ook worden onderscheiden van **breuktaaiheid**. Breuktaaiheid, vaak gerapporteerd als KIC, JIC of een verwante parameter, karakteriseert de weerstand aan de scheurpunt onder een vastgelegde proefstukgeometrie, dikte, belastingswijze en mate van inklemming. Charpy-energie kan materiaalkeuze en kwaliteitscontrole ondersteunen, maar kan niet rechtstreeks worden vervangen door een waarde voor breuktaaiheid onder vlakke-rektoestand. **Vermoeiingsgegevens** beschrijven het gedrag onder herhaalde of wisselende spanning. Een S-N-curve relateert de spanningsamplitude aan het aantal cycli tot breuk, terwijl een scheurgroeicurve doorgaans da/dN relateert aan het bereik van de spanningsintensiteitsfactor ΔK, zoals in ASTM E647. De resultaten hangen af van spanningsverhouding, frequentie, oppervlakteafwerking, restspanning, omgeving, proefstukgrootte, kerftoestand en de definitie van bezwijken. Een enkele vermoeiingssterkte in een tabel is daarom betekenisloos wanneer deze voorwaarden niet worden vermeld. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* houdt vergelijkingen van chemische samenstelling om deze reden gescheiden van vergelijkingen van mechanische eigenschappen. Overeenkomsten tussen kwaliteiten uit verschillende normen kunnen wijzen op een vergelijkbare beoogde chemische samenstelling, maar bewijzen niet dat de vloeigrens, kerfslagprestaties, het vermoeiingsgedrag of de acceptatie-eisen identiek zijn. In een verantwoorde tabel worden de toepasselijke norm, productvorm, dikte- of doorsnedebereik, beproevingsmethode, richting, temperatuur en de status van elke waarde vermeld: minimale eis, gemeten resultaat, typische waarde of ontwerpparameter. ## Sectieafmetingen, dikte, productvorm en beproevingsrichting Een staalsoortnaam identificeert geen vaste combinatie van mechanische eigenschappen. De vereiste vloeigrens, treksterkte, rek, kerfslagenergie, hardheid en toegestane variatie kunnen afhankelijk zijn van de dikte, de afmetingen van de doorsnede, de productvorm, de warmtebehandeling en de beproevingsrichting. Een tabel waarin “AISI 4140” of “S355” wordt vermeld zonder deze nadere aanduidingen, is daarom onvolledig, zelfs wanneer de chemische analyse bij benadering correct is. ### Dikteafhankelijke sterkte-eisen De dikte verandert de thermische geschiedenis van een staalproduct. Een dunne plaat koelt na het walsen of normaliseren snel af; een zwaar smeedstuk of een dikke plaat koelt langzamer af, waardoor andere fasetransformaties, korrelgroei en segregatie-effecten mogelijk zijn. De resulterende microstructuur kan de sterkte en taaiheid veranderen, zelfs wanneer de analyse van de staalpan binnen dezelfde samenstellingsgrenzen blijft. ASM International beschrijft de eigenschappen van koolstof- en gelegeerd staal als het gecombineerde resultaat van chemische samenstelling, verwerking en microstructuur. Chemie is slechts één onderdeel van de specificatie. Veel productnormen verlagen daarom de gespecificeerde minimale vloeigrens naarmate de dikte toeneemt. De reden is niet uitsluitend geometrisch. Een dikke doorsnede is moeilijker gelijkmatig af te koelen, en het centrum ervan ondergaat mogelijk niet dezelfde verfijning of transformatie als het oppervlak. Een tabel die voor elke dikte één waarde voor de vloeigrens toekent, kan de eis voor zwaar materiaal daarom overschatten of de verschillen tussen maattabellen onderschatten. Nominale vloeigrens tot en met 16 mm (MPa) Vloeigrens boven 16 mm en tot en met 40 mm (MPa) De vloeigrenswaarden voor constructiestaalkwaliteiten volgens de Eurocodes variëren naar gelang van staalkwaliteit en dikteklasse. Eurocode 3 illustreert dit aan de hand van de tabel met ontwerpeigenschappen voor S235, S275, S355, S420, S450 en S460 in EN 1993-1-1, paragraaf 3.2.6. De getabelleerde nominale vloeigrens is gekoppeld aan de nominale dikte, waarbij lagere waarden gelden naarmate de dikte toeneemt. “S355” betekent dus niet dat elk product en elke dikte een ontwerpvloeigrens van 355 MPa heeft. De aanduiding identificeert een klasse binnen een geldende Europese norm; de dikte bepaalt welke waarde van toepassing is. Dezelfde voorzichtigheid is van toepassing op ASTM-producten. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, geeft richtlijnen voor de selectie van staven op basis van staalsoort, chemische samenstelling, verwerkingstoestand, doorsnedeafmeting en gewenste minimale vloeigrens. Deze opbouw is betekenisvol. Zij laat zien dat een vermelding van een staalsoort geen volledige materiaalspecificatie is, tenzij de lezer ook weet of de staaf gegloeid, genormaliseerd, gehard en ontlaten, of in een andere vermelde toestand geleverd is, samen met de relevante diameter of equivalente doorsnedeafmeting. Een tabel met mechanische eigenschappen moet daarom het dikte- of grootte-interval behouden dat in de oorspronkelijke norm is afgedrukt. Het vervangen van meerdere intervallen door één “typische” waarde maakt de tabel gemakkelijker leesbaar, maar minder getrouw aan de specificatie. ### Staven, platen, profielen, smeedstukken en plaatmateriaal De productvorm maakt deel uit van de identiteit van een staaleis. | Productvorm | Kenmerk van productie of levering | Waarom waarden niet automatisch mogen worden overgedragen | |---|---|---| | Staaf | Warmgewalst, koud afgewerkt of bewerkt | Eisen kunnen variëren naar gelang van diameter, oppervlakteafwerking en toestand | | Plaat | Gewalst product met dikteafhankelijke afkoeling | Sterkte en taaiheid kunnen variëren met dikte en richting | | Blad | Warmgewalst of koudgewalst product | Toestand en vervormingstoestand kunnen de eigenschappen bepalen | | Smeedstuk | Vervormd uitgangsmateriaal met richtingsgebonden materiaalstroming | Smeedreductie en warmtebehandeling beïnvloeden het resultaat | | Bevestigingsmiddel | Koudkoppen, schroefdraad en eisen voor proefbelasting | De specificatie voor het bevestigingsmiddel kan aanvullende mechanische eisen opleggen | De productvorm is geen louter cosmetische aanduiding. Zij identificeert een andere productieroute, en die route bepaalt de korreloriëntatie, de toestand van het oppervlak, de restspanningen, de verdeling van insluitsels en de haalbare mechanische eigenschappen. Staven worden doorgaans vervaardigd door warmwalsen, koudnabewerken of verspanen uit groter gewalst uitgangsmateriaal. De eisen kunnen zijn ingedeeld naar diameter, breedte of doorsnedeoppervlak. ASTM A400 is hier bijzonder nuttig, omdat deze norm staalsoorten voor staven niet presenteert als losstaande chemische benamingen; zij koppelt richtlijnen voor samenstelling en minimale vloeigrens aan de verwerkingstoestand en de doorsnedeafmeting. Aan een staaf van 4140 in gegloeide toestand kunnen niet zonder meer dezelfde sterktewaarden worden toegekend als aan een staaf van 4140 die gehard en ontlaten is, alleen omdat beide nominaal vergelijkbare hoeveelheden chroom, molybdeen, koolstof en mangaan bevatten. Platen en constructieprofielen worden volgens andere walsprocedés vervaardigd. AISC legt uit dat ASTM-specificaties voor constructiestaalprofielen en -platen over het algemeen zowel eisen aan de chemische samenstelling als aan de mechanische eigenschappen bevatten. ASTM A572/A572M is bijvoorbeeld van toepassing op hoogsterk laaggelegeerd constructiestaal in producten zoals platen, profielen en staven, maar de toepasselijke eisen hangen nog steeds af van het product en de staalsoortaanduiding die in de inkoopspecificatie zijn vastgelegd. Een waarde die voor een gewalst constructieprofiel is vermeld, mag niet automatisch worden overgenomen voor een dikke plaat van dezelfde nominale staalsoort. Plaatmateriaal heeft eigen eisen voor vervorming en oppervlaktekwaliteit. Koudgewalst plaatmateriaal kan mechanische eigenschappen hebben die worden bepaald door de hardheidstoestand, de vervormbaarheid of de bake-hardeningtoestand, terwijl warmgewalst plaatmateriaal onder een afzonderlijke specificatie en een afzonderlijk diktebereik kan vallen. Ook “roestvast staal 304” is op zichzelf onvoldoende: de eisen voor plaat, band en strip volgens ASTM A240/A240M zijn niet uitwisselbaar met de eisen voor staven volgens ASTM A276/A276M of met die voor gesmede componenten volgens ASTM A182/A182M. De tabellen van SSINA koppelen de samenstelling in gewichtsprocenten aan gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische roestvaste staalsoorten die onder ASTM-productspecificaties vallen, maar deze eigenschappen blijven verbonden aan de toepasselijke productnorm. Smeedstukken introduceren nog een ander onderscheid. De vervorming tijdens het smeden kan de korrels verfijnen en een gerichte materiaalstroom veroorzaken, terwijl de uiteindelijke warmtebehandeling afzonderlijk kan zijn gespecificeerd van de warmtebehandeling voor plaat of staaf. Bevestigingsmiddelen brengen nog meer voorwaarden met zich mee, waaronder koudstuiken, schroefdraadgeometrie, proefbelasting en warmtebehandeling. Een tabel met de chemische samenstelling van koolstof- of gelegeerd staal kan een aannemelijke overeenkomst tonen, maar de specificatie voor bevestigingsmiddelen kan mechanische eisen opleggen die in een algemene norm voor staven ontbreken. Daarom moeten vergelijkende naslagwerken zorgvuldig worden geraadpleegd. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* maakt onderscheid tussen vergelijkingen van chemische samenstellingen en vergelijkingen van mechanische eigenschappen binnen internationale aanduidingssystemen. Een chemische overeenkomst tussen twee aanduidingen bewijst niet dat hun productspecificaties, diktebereiken, warmtebehandelingen of beproevingsvereisten gelijkwaardig zijn. ![Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van staal leest](/images/uploads/5853eff3-71b1-4a92-ae04-a98c0de476cf/wiki-inline-a-rolled-steel-plate-with-longitudinal-transverse-and-through-thickness-test-spe-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/5853eff3-71b1-4a92-ae04-a98c0de476cf/wiki-inline-a-rolled-steel-plate-with-longitudinal-transverse-and-through-thickness-test-spe-1920x1288.avif "Afbeelding vergroten — Hoe u tabellen met de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van staal leest")Test direction can change strength, ductility, toughness, and reduction of area. ### Gedrag in langsrichting, dwarsrichting en door de dikte #### Beproevingsrichtingen Longitudinaal Evenwijdig aan de voornaamste wals- of trekrichting. Transversaal Over het productvlak en doorgaans loodrecht op de voornaamste walsrichting. Door de dikte Over de korte dwarsrichting van een plaat of vergelijkbaar product. Walsen rekt korrels uit, lijnt insluitsels uit en herverdeelt segregatie. Daardoor kunnen een plaat of staaf verschillende eigenschappen vertonen in de lengterichting, over de breedte en door de dikte. De langsrichting loopt doorgaans parallel aan de belangrijkste wals- of extrusierichting; de dwarsrichting staat daar in het vlak van het product loodrecht op; bij beproeving door de dikte wordt de korte dwarsrichting bemonsterd. De treksterkte kan tussen de richtingen bescheiden verschillen, maar rek, insnoering, kerfslagtaaiheid en breukuiterlijk kunnen aanzienlijk sterker verschillen. Langgerekte mangaansulfide-insluitsels kunnen bijvoorbeeld als zwakke banen in de korte dwarsrichting fungeren. Dikke plaat kan bovendien last hebben van centerline-segregatie of een verminderde weerstand tegen lamellaire scheuring, een bezwijkingsmechanisme dat samenhangt met trekvervorming door de dikte van de plaat. Een trekresultaat in de langsrichting mag niet worden gerapporteerd alsof het de taaiheid in de dwarsrichting garandeert. Evenmin mag een Charpy-kerfslagwaarde die in één oriëntatie is gemeten zonder controle van de bemonsterings- en kerforiëntatieregels van de norm op een andere oriëntatie worden toegepast. Productnormen specificeren vaak of proefstukken in de langs- of dwarsrichting worden genomen, waaruit zij worden verwijderd en hoe de dikte de toegestane oriëntatie beïnvloedt. Deze details kunnen de gerapporteerde rek, taaiheid en anisotropie veranderen. De praktische regel is rechtstreeks toepasbaar: leg de staalsoort, de geldende norm, de productvorm, de dikte of doorsnedeafmeting, de verwerkingstoestand en de beproevingsrichting gezamenlijk vast. Zonder deze volledige identificatieketen kan een tabel met de samenstelling chemisch informatief zijn, terwijl de bijbehorende waarde voor de mechanische eigenschappen betrekking heeft op een ander staalproduct. ## Koolstof- en gelegeerde staalsoorten in vergelijkingstabellen Een staaltafel kan verschillende vragen beantwoorden, maar niet met dezelfde kolom. Een tabel met chemische samenstelling vermeldt grenswaarden of bereiken voor elementen zoals koolstof, mangaan, silicium, chroom, nikkel, molybdeen, fosfor en zwavel. Een hardbaarheidstabel beschrijft hoe diep een staal onder een afgeschrikt oppervlak hardheid kan ontwikkelen. Een tabel met mechanische eigenschappen geeft gespecificeerde of geteste waarden voor vloeigrens, treksterkte, rek, hardheid, slagenergie of vermoeiingsgegevens. Het verwarren van deze functies is een veelvoorkomende reden waarom pagina’s voor kwaliteitvergelijkingen onjuiste grenswaarden presenteren. De kwaliteitsaanduiding alleen volstaat niet om de kwestie te beslissen. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, ordent staafstaalsoorten naar kwaliteit, chemische samenstelling, verwerkingstoestand, doorsnedeafmetingen en gewenste minimale vloeigrens. Deze structuur waarschuwt ervoor een kwaliteitsnaam te beschouwen als een volledige materiaalidentiteit. Een tabel kan de chemische samenstelling correct vergelijken en toch de verkeerde sterkte toewijzen, omdat de vermelde waarde betrekking heeft op een andere productvorm, warmtebehandeling, diameter of dikte. ### Samenstellingsbereiken van koolstofstaal Koolstofstaalsoorten worden doorgaans geordend op basis van het koolstofgehalte en de relatief kleine hoeveelheden andere legeringselementen. In een vergelijkingstabel kan een laagkoolstofkwaliteit voorkomen rond 0,05–0,25 gew.% C, een middelkoolstofkwaliteit rond 0,25–0,60 gew.% C en een hoogkoolstofkwaliteit boven ongeveer 0,60 gew.% C. Dit zijn classificatiebereiken, geen universele specificatiegrenswaarden. De grenswaarden variëren tussen technische naslagwerken, nationale systemen, productnormen en historisch gebruik. De vergelijkende tabel van Engineering ToolBox plaatst representatieve staalsoorten naast elkaar aan de hand van het massapercentage koolstof, chroom, mangaan, molybdeen, nikkel, fosfor, zwavel en silicium. De tabel is nuttig om brede chemische verbanden te zien: een ongelegeerd koolstofstaal bevat doorgaans weinig doelbewust toegevoegd chroom, nikkel of molybdeen, terwijl een laaggelegeerd staal gecontroleerde toevoegingen van een of meer van deze elementen bevat. De tabel mag niet worden overgenomen als de geldende chemische samenstelling voor een inkoopspecificatie of een smeltcertificaat. Representatieve waarden tonen een typische kwaliteitsfamilie; een norm specificeert een toelaatbaar bereik, een maximum, een minimum of een grenswaarde voor restelementen. Zelfs “koolstofstaal” betekent niet dat koolstof het enige gecontroleerde element is. Mangaan beïnvloedt de sterkte en hardbaarheid, silicium kan worden gebruikt voor desoxidatie en versterking, en fosfor en zwavel worden gewoonlijk beperkt omdat overmatige hoeveelheden de taaiheid, ductiliteit, lasbaarheid of het gedrag bij warmvervorming kunnen verminderen. De toepasselijke ASTM-, EN-, JIS- of andere productspecificatie bepaalt welke grenswaarden gelden. De staalnormen van ASTM omvatten chemische, mechanische, metallurgische en materiaaleisen voor koolstofstaal, constructiestaal, roestvast staal, ferritisch staal, austenitisch staal en gelegeerd staal; de aanduiding heeft daarom alleen betekenis binnen de desbetreffende norm en productcategorie. Het koolstofgehalte kan bovendien niet rechtstreeks worden omgezet in een gegarandeerde treksterkte. Dezelfde nominale chemische samenstelling kan na warmwalsen, normaliseren, afschrikken en ontlaten, gloeien of koud nabewerken verschillende eigenschappen opleveren. ASM International beschrijft de eigenschappen van koolstof- en gelegeerd staal als het gecombineerde resultaat van chemische samenstelling, verwerking en microstructuur. Korrelgrootte, perlietafstand, martensietfractie, carbideverdeling, restspanning en ontlaatconditie kunnen het gemeten resultaat veranderen zonder dat het kwaliteitslabel verandert. ### Versterking en hardbaarheid van laaggelegeerd staal Laaggelegeerde staalsoorten gebruiken gecontroleerde toevoegingen naast de basis van koolstof en mangaan om sterkte, hardbaarheid, taaiheid, ontlaatbestendigheid, slijtagegedrag of gedrag bij hoge temperaturen te beïnvloeden. “Laaggelegeerd” is een classificatiebeschrijving, geen belofte van een bepaald sterkteniveau. Een chroom-molybdeenstaal met 0,30% C en een genormaliseerd constructiestaal kunnen beide in een legeringstabel voorkomen, terwijl zij voor verschillende doeleinden worden gespecificeerd en getest. De sterkte kan via verschillende mechanismen toenemen. Legeringselementen kunnen de korrelgrootte verfijnen, de versterking door vaste oplossing vergroten, carbiden of nitriden vormen of na afkoeling een grotere hoeveelheid martensiet mogelijk maken. De verwerking bepaalt of deze mechanismen daadwerkelijk worden ontwikkeld. Een afgeschrikt en ontlaten staal van het type 4140 kan een veel hogere sterkte en hardheid hebben dan dezelfde chemische samenstelling in gegloeide toestand, terwijl een genormaliseerde toestand een andere balans tussen ductiliteit en taaiheid kan bieden. Hardbaarheid is niet hetzelfde als hardheid. Hardheid is de weerstand die op een bepaalde plaats of op een testoppervlak wordt gemeten. Hardbaarheid is het vermogen van het staal om tijdens het afkoelen tot op een bepaalde diepte harde transformatieproducten te vormen. *Practical Data for Metallurgists* van Metallus plaatst standaardstaalsoorten naast chemische samenstellingen, hardbaarheidsgegevens en maattoleranties, waarmee wordt aangetoond waarom deze gegevens in afzonderlijke tabelvelden thuishoren. Een Jominy-eindafschrikcurve geeft bijvoorbeeld de hardheid aan als functie van de afstand tot het afgeschrikte uiteinde; op zichzelf certificeert deze curve niet de vloeigrens van een afgewerkte staaf. De doorsnedeafmeting is van belang, omdat het midden van een dikke staaf langzamer afkoelt dan het oppervlak. Een staal met voldoende hardbaarheid voor een doorsnede van 25 mm bereikt mogelijk niet dezelfde getransformeerde structuur door een doorsnede van 100 mm. Ook het afschrikmedium, de agitatie, de werkwijze van de oven, de voorafgaande austenietkorrelgrootte en het ontlaten beïnvloeden het resultaat. Bijgevolg levert een tabel die “typische hardheid” vermeldt zonder toestand, doorsnedeafmeting en meetplaats vergelijkingsgegevens, maar geen gegarandeerde eigenschap. De eisen voor mechanische eigenschappen worden beheerst door de productspecificatie. AISC legt uit dat ASTM-specificaties voor constructieprofielen en platen doorgaans zowel eisen voor de chemische samenstelling als voor mechanische eigenschappen bevatten. Deze eisen kunnen betrekking hebben op minimale vloeigrens, treksterkte, rek en soms slagtaaiheid. De vereiste waarde kan met de dikte veranderen. Eurocode 3, EN 1993-1-1 Section 3.2.6, vermeldt ontwerp-materiaaleigenschappen voor S235, S275, S355, S420, S450 en S460; dit zijn waarden uit een ontwerpnorm die gekoppeld zijn aan de relevante constructiestaalaanduiding, geen universele eigenschappen van elk staal dat elders een vergelijkbaar nummer draagt. ### De rol van chroom, nikkel, molybdeen en mangaan Chroom verhoogt de hardbaarheid en kan bijdragen aan carbidevorming, slijtvastheid, oxidatieweerstand en corrosieweerstand. De hoeveelheid en de metallurgische toestand zijn van belang. Een bescheiden chroomtoevoeging in een laaggelegeerd, afgeschrikt en ontlaten staal maakt dit staal niet gelijkwaardig aan een roestvaste kwaliteit. Roestvaststaalclassificaties vereisen voldoende chroom, samen met de toepasselijke grenswaarden voor koolstof en andere elementen, om de gespecificeerde corrosiebestendige structuur te ondersteunen. \[5\] \[5\] [**Properties of Some Metals and Alloys**](https://nickelinstitute.org/en/resources/technical-guides/properties-of-some-metals-and-alloys-297/). Nickel Institute. Nickel Institute technical guide. Nikkel verhoogt de hardbaarheid en taaiheid, vooral bij lage temperaturen, en ondersteunt austenitische structuren bij geschikte samenstellingen. Het is belangrijk in nikkelgelegeerde laagtemperatuurstaalsoorten en in austenitische roestvaste staalsoorten, maar de aanwezigheid ervan alleen stelt geen van beide categorieën vast. Het Nickel Institute houdt in zijn tabellarische naslagwerk chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en specificaties gescheiden; dit is een nuttig model om deze soorten bewijsmateriaal van elkaar te onderscheiden. Molybdeen verbetert de hardbaarheid en helpt de sterkte tijdens het ontlaten te behouden. Het kan ook bepaalde risico’s op ontlaatbrosheid verminderen en prestaties bij hoge temperaturen ondersteunen. In chroom-molybdeenstaalsoorten hangt het effect ervan af van het koolstofgehalte, het chroomgehalte, de warmtebehandeling en de doorsnedeafmeting, en niet van één enkel percentage dat in een vergelijkingstabel wordt afgedrukt. Mangaan komt veel voor in koolstofstaal en laaggelegeerd staal. Het draagt bij aan versterking door vaste oplossing, bindt zich aan zwavel en vermindert zo schadelijke effecten van ijzersulfide, en verhoogt de hardbaarheid. Een te hoog gehalte kan echter de lasbaarheid en het transformatiegedrag beïnvloeden. Het gespecificeerde bereik moet daarom worden gelezen in samenhang met koolstof, zwavel, silicium en de verwerkingstoestand. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* houdt vergelijkende tabellen voor chemische samenstellingen gescheiden van tabellen voor mechanische eigenschappen binnen internationale aanduidingssystemen. Die scheiding is essentieel. Een vergelijkbare aanduiding kan een bruikbare vergelijking van de samenstelling aangeven, maar bewijst geen gelijkwaardigheid van vloeigrens, taaiheid, hardbaarheid of reactie op warmtebehandeling. De geldende norm, productvorm, dikte, levertoestand, testrichting en vermelde testmethode bepalen wat het gerapporteerde getal betekent. ## Tabellen met samenstelling en eigenschappen van roestvast staal Een tabel voor roestvast staal is alleen bruikbaar wanneer de reikwijdte ervan duidelijk is. “304 roestvast staal” duidt bijvoorbeeld op een algemeen erkende legeringsfamilie, maar vermeldt op zichzelf niet of het materiaal plaat, dik plaatmateriaal, staaf, buis, smeedwerk of een product is dat wordt geleverd volgens ASTM A240, ASTM A276, ASTM A479, ASTM A213 of een andere specificatie. Deze normen kunnen verschillende producteisen, regels voor warmtebehandeling, afmetingen, testbepalingen en grenswaarden voor mechanische eigenschappen voorschrijven. Dit onderscheid scheidt een samenstellingstabel van een eigenschappentabel. Een samenstellingstabel vermeldt toegestane massaprocentbereiken voor elementen zoals chroom, nikkel, koolstof, mangaan, silicium, molybdeen, fosfor, zwavel en stikstof. Een tabel met mechanische eigenschappen vermeldt waarden zoals minimale treksterkte, vloeigrens, rek of hardheid voor een gespecificeerd product en een bepaalde toestand. ASTM A400 maakt dit bredere punt voor staven van staal: de keuze hangt af van de kwaliteit, de chemische samenstelling, de verwerkingstoestand, de doorsnede en de vereiste minimale vloeigrens. Een kwaliteitsnaam is daarom een aanwijzing voor identificatie, maar geen volledige materiaalspecificatie. SSINA publiceert samenstellingstabellen en gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische roestvaststaalkwaliteiten die onder ASTM-productspecificaties vallen. Ook het *Stainless Steel Handbook* van Outokumpu maakt onderscheid tussen de chemische samenstelling van een kwaliteit en mechanische en fysische gegevens. Deze referenties zijn waardevol omdat zij de beperkingen van een vergelijking op basis van tabellen laten zien: de chemische samenstelling kan een legeringsfamilie identificeren, terwijl de eigenschapvereiste behoort bij een specifieke productnorm en levertoestand. ### Austenitische, ferritische, martensitische en andere roestvaststaalfamilies Austenitische roestvaste staalsoorten, waaronder 304, 304L, 316, 316L, 321, 347 en 310S, worden doorgaans gekenmerkt door chroom-nikkel- of chroom-nikkel-molybdeensamenstellingen en een austenitische microstructuur bij kamertemperatuur. Zij worden normaal gesproken niet door afschrikken gehard op de wijze van martensitische kwaliteiten. Hun sterkte kan desondanks aanzienlijk variëren door koudvervorming, vooral bij plaat en band. Ferritische kwaliteiten, zoals 430 en 409, zijn hoofdzakelijk chroomstaalsoorten met weinig of geen opzettelijk toegevoegd nikkel. Hun ferritische, kubisch-ruimtelijk gecentreerde structuur beïnvloedt de magnetische respons, lasbaarheid, taaiheid en vervormbaarheid. Martensitische kwaliteiten, waaronder 410, 420 en 440C, bevatten voldoende koolstof en legeringstoevoegingen om te reageren op austenitiseren en afschrikken. Hun hardheid en sterkte zijn sterk afhankelijk van de warmtebehandeling; een tabel die alleen de nominale chemische samenstelling weergeeft, kan het geleverde materiaal daarom niet volledig beschrijven. Andere families omvatten precipitatiehardende kwaliteiten, zoals 17-4 PH, duplexkwaliteiten, zoals 2205, en superduplexkwaliteiten, zoals 2507. Duplex roestvaste staalsoorten combineren ferritische en austenitische fasen; de fasebalans hangt af van de chemische samenstelling, oplossingsgloeien, afkoeling en productdikte. Een tabel voor “2205” waarin de toepasselijke productspecificatie en warmtebehandeling ontbreken, kan daarom een belangrijke metallurgische vereiste verhullen. Ook de aanduidingssystemen zelf verschillen. ASTM- en UNS-verwijzingen identificeren 304 doorgaans als UNS S30400 en 316 als UNS S31600, terwijl varianten met een laag koolstofgehalte worden aangeduid als 304L, UNS S30403, en 316L, UNS S31603. Europese aanduidingen zoals [X5CrNi18-10](/nl/materialen/materiaalnummer/1.4301 " — samenstelling, equivalenten en normen") en [X2CrNiMo17-12-2](/nl/materialen/materiaalnummer/1.4404 " — samenstelling, equivalenten en normen") houden hiermee verband, maar zijn niet automatisch uitwisselbaar met elke ASTM-productaanduiding. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* houdt om deze reden vergelijkende tabellen voor chemische samenstelling en mechanische eigenschappen gescheiden. Vergelijkbare namen stellen geen identieke grenswaarden vast. ### Chroom, nikkel, molybdeen, koolstof en stikstof Chroom is de kenmerkende toevoeging aan roestvast staal, omdat het de vorming van een dunne, chroomrijke passieve laag ondersteunt. Een samenstellingstabel kan een minimaal chroomgehalte aangeven, maar de corrosieprestaties hangen ook af van de toestand van het oppervlak, de omgeving, de warmtebehandeling, insluitingen, laszones en blootstelling aan chloriden of zuren. Corrosiebestendigheid is geen enkele mechanische eigenschap zoals vloeigrens of rek en mag niet zonder testmethode en blootstellingsconditie in dezelfde kolom als treksterkte worden weergegeven. Nikkel stabiliseert austeniet en beïnvloedt de fasebalans, taaiheid, ductiliteit en versteviging door koudvervorming. Twee nominaal vergelijkbare austenitische kwaliteiten kunnen verschillende nikkelgrenswaarden hebben, waardoor zij tijdens vervormen of lassen een verschillende stabiliteit vertonen. Molybdeen verbetert in veel chloridehoudende omgevingen de weerstand tegen lokale corrosie. Daarom zijn 316 en 304 niet uitwisselbaar louter omdat beide austenitische chroom-nikkelsoorten van roestvast staal zijn; 316 bevat een gereguleerde molybdeentoevoeging, terwijl 304 niet aan dezelfde molybdeeneis voldoet. Koolstof is zowel chemisch als metallurgisch van belang. De “L”-kwaliteiten, zoals 304L en 316L, beperken het maximale koolstofgehalte ten opzichte van hun tegenhangers met een standaardkoolstofgehalte. Een lager koolstofgehalte vermindert het risico op vorming van chroomcarbiden tijdens het lassen en op daaropvolgende interkristallijne corrosie, hoewel het uiteindelijke resultaat nog steeds afhangt van de laspraktijk, de materiaaldikte, de thermische voorgeschiedenis en de behandeling na het lassen. Gestabiliseerde kwaliteiten vormen een aanvullende onderscheiding: 321 gebruikt titanium, terwijl 347 columbium (niobium) gebruikt om koolstof te binden en het risico op sensibilisatie onder gespecificeerde omstandigheden te verminderen. Stikstof kan bewust worden geregeld in plaats van als een toevallige onzuiverheid te worden beschouwd. Het versterkt austenitisch roestvast staal en draagt bij aan de corrosiebestendigheid en fasebalans van duplexkwaliteiten. Een tabel waarin alleen chroom en nikkel worden vergeleken, kan daardoor een betekenisvol verschil tussen twee kwaliteiten missen. Koolstof, stikstof, molybdeen en stabiliserende toevoegingen kunnen de reden zijn dat aanduidingen die er vergelijkbaar uitzien, verschillende eisen stellen aan sterkte, lasbaarheid of corrosietests. Representatieve vergelijkingstabellen, waaronder die van Engineering ToolBox, kunnen helpen om algemene trends in koolstof, chroom, mangaan, molybdeen, nikkel, fosfor, zwavel en silicium te tonen. Zij vervangen de toepasselijke norm echter niet. Het toegestane bereik in ASTM A240 kan verschillen van dat in ASTM A276 of een gelijkwaardige EN-productspecificatie. ### Specificatievereisten voor austenitische roestvaststaalkwaliteiten Voor een austenitische kwaliteit moet een volledige tabel ten minste de norm, productvorm, kwaliteit, warmtebehandelingstoestand, dikte- of doorsnedebereik, testrichting en toepasselijke testmethode vermelden. ASTM A240 heeft betrekking op platen, plaatmateriaal en band van chroom- en chroom-nikkel-roestvast staal voor drukvaten en algemene toepassingen; ASTM A276 heeft betrekking op staven en profielen van roestvast staal; ASTM A479 heeft betrekking op staven en profielen voor drukvaten en algemene toepassingen; en ASTM A213 heeft betrekking op naadloze ferritische en austenitische buizen van gelegeerd staal voor ketels, oververhitters, warmtewisselaars en condensors. Het feit dat in deze documenten dezelfde kwaliteits aanduiding voorkomt, betekent niet dat elke mechanische eis identiek is. Austenitische specificaties vermelden doorgaans een minimale treksterkte, minimale vloeigrens en minimale rek, maar die waarden gelden voor het gespecificeerde product en de gespecificeerde dikte. Koudgewalste band kan door vervorming een hogere sterkte hebben dan gegloeide plaat. De eigenschappen van staven kunnen variëren met de diameter en de warmtebehandeling. De testrichting kan van belang zijn wanneer door walsen of trekken anisotropie ontstaat. Hardheidsgrenswaarden kunnen een aanvulling vormen op trekproeven, maar deze niet vervangen. ASTM-productspecificaties stellen naast eisen aan chemische samenstelling en trekproeven ook eisen aan oplossingsgloeien, afschrikken, korrelgrootte, tests op interkristallijne corrosie, hydrostatisch of niet-destructief onderzoek en, waar van toepassing, maattoleranties. AISC merkt op dat ASTM-specificaties voor constructiestaal doorgaans zowel eisen aan de chemische samenstelling als aan de mechanische eigenschappen bevatten; hetzelfde beginsel geldt voor roestvaststaalproducten, hoewel de afzonderlijke eisen afhangen van de productspecificatie. Het Nickel Institute ordent legeringsreferenties in afzonderlijke tabellen voor chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en specificaties. Deze indeling is betrouwbaarder dan het toekennen van één universele treksterkte of corrosieclassificatie aan een kwaliteit. Gegevens van ASTM, SSINA en Outokumpu moeten worden gelezen als aan specificaties gekoppelde informatie: de chemische samenstelling bepaalt de toegestane legering, terwijl verwerking en microstructuur een groot deel van het uiteindelijke gedrag bepalen. Een tabel waarin deze verbanden ontbreken, kan overzichtelijk zijn, maar vormt geen toereikend materiaalrecord. ## Tabellen voor constructiestaal en ontwerpwaarden Tabellen voor constructiestaal plaatsen S235, S275, S355, S420, S450 en S460 vaak in één overzichtelijke sterkteopbouw. Die presentatie is nuttig, maar onvolledig. De aanduiding identificeert een klasse constructiestaal binnen een stelsel van normen; op zichzelf definieert zij geen universele chemische analyse, productvorm, warmtebehandeling, diktebereik of gecertificeerd testresultaat. De materiaalstabel van Eurocode 3 is een referentie voor ontwerpgebruik en geen tabel voor inkoop of chemische samenstelling. De waarden zijn gekoppeld aan **EN 1993-1-1, Section 3.2.6** en moeten worden gelezen in samenhang met de relevante productnorm. Een plaat, warmgewalst profiel, kokerprofiel, gesmeed onderdeel en bevestigingsmiddel kunnen verwante aanduidingen dragen, terwijl daarvoor verschillende eisen gelden. ### S235, S275, S355, S420, S450 en S460 De “S” in deze Europese aanduidingen staat voor constructiestaal, terwijl het daaropvolgende getal conventioneel de nominale minimale vloeigrens in megapascal aangeeft voor een gespecificeerde referentiedikte, doorgaans materiaal tot en met 16 mm. S235 staat volgens deze conventie dus voor 235 MPa, S275 voor 275 MPa en S355 voor 355 MPa. S420, S450 en S460 duiden op vergelijkbare wijze nominale vloeigrensniveaus van respectievelijk 420, 450 en 460 MPa aan. Deze getallen zijn niet constant voor alle diktes. Naarmate de dikte toeneemt, kan de gespecificeerde minimale vloeigrens afnemen, omdat dikkere producten tijdens de fabricage anders afkoelen en minder gunstige eigenschappen over de dikte kunnen ontwikkelen. In de ontwerptabel van EN 1993-1-1 bedragen de nominale waarden voor materiaal tot en met 16 mm respectievelijk 235, 275, 355, 420, 450 en 460 MPa. De toegestane ontwerpwaarde neemt af in de grotere dikteklassen. Zo bedragen de veelgebruikte waarden voor diktes groter dan 16 mm en tot en met 40 mm ongeveer 225 MPa voor S235, 265 MPa voor S275, 345 MPa voor S355, 400 MPa voor S420, 430 MPa voor S450 en 440 MPa voor S460. De exacte waarde moet worden ontleend aan de toepasselijke tabel en materiaalnorm en mag niet door interpolatie worden afgeleid. De treksterkte is een afzonderlijke eis. Representatieve minimum-tot-maximum bereiken die met deze kwaliteiten worden geassocieerd, omvatten ongeveer 360–510 MPa voor S235, 370–530 MPa voor S275, 470–630 MPa voor S355, 520–680 MPa voor S420, 550–720 MPa voor S450 en 540–720 MPa voor S460, afhankelijk van producttype, dikte en leveringstoestand. De bereiken overlappen elkaar. S460 wordt niet eenvoudig gedefinieerd als staal met een 105 MPa hogere treksterkte dan S355, en een testresultaat nabij de bovengrens van een S355-bereik maakt dat materiaal niet tot S460. Achtervoegsels bevatten eveneens informatie. Aanduidingen zoals S355JR, S355J0 en S355J2 omvatten eisen voor kerftaaiheid die verband houden met de testtemperatuur en geabsorbeerde energie. Aanduidingen zoals S355N of S355M identificeren leveringstoestanden binnen de EN 10025-reeks. Een aanduiding zonder achtervoegsel kan daarom informatie weglaten die nodig is om taaiheid, verwerkingsroute en conformiteit met de specificatie van elkaar te onderscheiden. De chemische samenstelling blijft belangrijk, maar verklaart niet de volledige tabel. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, ordent de selectie op basis van kwaliteit, chemische samenstelling, verwerkingstoestand, doorsnedeafmetingen en gewenste minimale vloeigrens. Die structuur illustreert het centrale punt: samenstelling en sterkte houden verband met elkaar, maar zijn geen uitwisselbare gegevensvelden. ASM International stelt dat de eigenschappen van koolstof- en gelegeerd staal voortkomen uit de gecombineerde effecten van chemische samenstelling, verwerking en microstructuur. Koolstofgehalte, mangaan, silicium, legeringstoevoegingen, korrelverfijning, walsgeschiedenis, afkoeling en thermische cycli bij het lassen kunnen allemaal invloed hebben op het gerapporteerde resultaat. ### Materiaaleigenschappen versus ontwerpweerstand Een materiaaleigenschap is een kenmerk dat voor het staal wordt gemeten of gespecificeerd. Vloeigrens, ultieme treksterkte, rek, kerfslagenergie en chemische grenswaarden behoren tot deze categorie. Een ontwerpweerstand wordt uit deze eigenschappen berekend nadat de ontwerpnorm veiligheidsfactoren, regels voor doorsneden, knikmodellen, stabiliteitsgrenzen en andere voorwaarden heeft toegepast. Voor een doorsnede op trek kan een vereenvoudigde Eurocode-formule de vloeigrensweerstand gebruiken: Npl,Rd=A⁢fyγM0, waarbij A het relevante oppervlak is, fy de dikteafhankelijke vloeigrens en γM0 de partiële factor is die in de National Annex wordt gespecificeerd. Dit is geen resultaat van een trekproef. Het is een weerstand die aan een bepaald bezwijkmodel wordt toegekend volgens een bepaalde ontwerpcode. Voor druk en buiging zijn aanvullende controles nodig. De lokale slankheid van platen kan verhinderen dat het volledige bruto-oppervlak de plastische weerstand bereikt. Staafknik introduceert een reductiefactor die is gebaseerd op de slankheid en de knikcurve. Lateraal-torsioneel knikken kan maatgevend zijn voor een ligger, zelfs wanneer de vloeigrens van het staal hoog is. Gelaste verbindingen kunnen afzonderlijke controles vereisen voor lasmetaal, warmte-beïnvloede zones, netto-doorsneden en uitvoeringskwaliteit. Dit onderscheid verklaart ook waarom een hogere kwaliteit niet automatisch een proportionele verhoging van elke ontwerpcapaciteit toestaat. Een kolom waarvan de weerstand wordt bepaald door knik van het type Euler kan weinig voordeel hebben van de overgang van S355 naar S460 als de geometrische slankheid maatgevend blijft. Een verbinding waarvan de weerstand wordt bepaald door de netto-oppervlakte ter plaatse van boutgaten of door blokscheuren, profiteert mogelijk niet in dezelfde verhouding als een bruto-doorsnede die door vloeien bezwijkt. De ontwerpweerstand behoort tot het onderdeel en het bezwijkmechanisme, niet uitsluitend tot het kwaliteitslabel. ### Context van EN 1993-1-1 en productnormen EN 1993-1-1 bevat algemene regels voor het ontwerpen van staalconstructies en geeft in Section 3.2.6 nominale materiaaleigenschappen voor veelgebruikte constructiestaalkwaliteiten. De norm vervangt niet de productnorm die de fabricage, chemische samenstelling, toleranties, beproeving, leveringstoestand en certificering beheerst. Voor constructieproducten is de EN 10025-reeks van centraal belang. EN 10025-2 behandelt ongelegeerd constructiestaal; EN 10025-3 behandelt genormaliseerd of normaliserend gewalst lasbaar fijnkorrelig constructiestaal; EN 10025-4 behandelt thermomechanisch gewalst lasbaar fijnkorrelig staal; en andere productnormen zijn van toepassing op kokerprofielen, koudgevormde producten en roestvast constructiestaal. De aanduiding moet worden gelezen in samenhang met de productvorm en de norm. SteelConstruction.info weerspiegelt deze opzet door Europese constructiestaalkwaliteiten te koppelen aan de normen die hun chemische en mechanische eisen voorschrijven. Een chemische-samenstellingstabel met koolstof, mangaan, fosfor, zwavel, silicium, chroom, nikkel of molybdeen is daarom geen vervanging voor een tabel met mechanische eigenschappen. Evenmin is een tabel met mechanische eigenschappen een volledige inkoopspecificatie. AISC maakt hetzelfde onderscheid in zijn bespreking van ASTM-specificaties voor constructiestaal: de eisen voor profielen en platen bevatten doorgaans zowel bepalingen voor de chemische samenstelling als voor de mechanische eigenschappen. ASTM-normen onderscheiden koolstofstaal, constructiestaal, roestvast staal, ferritisch staal, austenitisch staal en gelegeerd staal bovendien in specificaties met verschillende beproevings- en acceptatieregels. Referentietabellen van het Nickel Institute, SSINA, Engineering ToolBox en handboeken met vergelijkingen tussen staalnormen kunnen helpen om kwaliteiten uit verschillende systemen te ordenen, maar hun vermeldingen kunnen representatief, verkort of vergelijkend zijn in plaats van bindende grenswaarden. Het normatieve document is de aangehaalde productnorm, in de aangehaalde editie, voor het aangehaalde product en de aangehaalde dikte. Op dat niveau wordt S355 een gespecificeerd materiaal in plaats van een label dat losstaat van zijn fabricage- en ontwerpcontext. ## ASTM A400 als model voor selectie en interpretatie ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, is een bruikbaar model omdat deze norm een staalsoort niet behandelt als een op zichzelf staande materiaalidentiteit. De tabellen verbinden verschillende kenmerken die in populaire staaloverzichten vaak van elkaar worden gescheiden of geheel worden weggelaten: de aanduiding van de staalsoort, de chemische samenstelling, de verwerkingstoestand, de afmetingen van de doorsnede en de gewenste minimale vloeigrens. Die structuur is van belang. Een tabel met de chemische samenstelling beantwoordt één vraag: welke elementen zijn voor de staalsoort gespecificeerd, en binnen welke grenzen? Een tabel met mechanische eigenschappen beantwoordt een andere vraag: welke sterkte, hardheid, ductiliteit of taaiheid is vereist onder de vastgelegde proef- en productcondities? ASTM A400 plaatst deze vragen naast het selectieprobleem, maar heft de onderscheidingen ertussen niet op. AISI- of ASTM-aanduidingen van staalsoorten kunnen het aantal mogelijkheden beperken zonder elke eis te identificeren die bepalend is voor een geleverde staaf. De toepasselijke productspecificatie blijft leidend. Dat geldt ook voor het opgegeven groottebereik, de warmtebehandeling, de oppervlakteafwerking, de plaats van monsterneming, de beproevingsrichting en de acceptatiecriteria. Dezelfde nominale staalsoort kan daardoor verschillende toelaatbare eigenschappen hebben wanneer de productvorm of de afmetingen van de doorsnede veranderen. ### Selectie van staalsoorten op basis van de vereiste vloeigrens De vloeigrens moet worden behandeld als een invoergegeven voor de selectie, niet als een getal dat uit een algemene staalsoortentabel wordt overgenomen. ASTM A400 ordent kandidaat-staalstaven volgens de gewenste minimale vloeigrens en toont daarbij ook de chemische samenstelling en verwerkingsroutes die met deze kandidaten samenhangen. Dit is informatiever dan staalsoorten rangschikken van “lage sterkte” naar “hoge sterkte” zonder uit te leggen hoe de waarden zijn verkregen. Een vereiste minimale vloeigrens stelt eerst een prestatiedrempel vast. Zij bepaalt op zichzelf niet de staalsoort. Verschillende staalsoorten kunnen aan die drempel voldoen, maar verschillen in koolstof, mangaan, chroom, nikkel, molybdeen of andere legeringselementen. Deze verschillen beïnvloeden de hardbaarheid, lasbaarheid, respons op warmtebehandeling, geschiktheid voor bepaalde doorsnedematen en soms de taaiheid. ASM International schrijft de eigenschappen van koolstof- en gelegeerde staalsoorten toe aan de gecombineerde effecten van chemische samenstelling, verwerking en microstructuur in het *Metals Handbook*. Chemische samenstelling is een oorzaak van eigenschappen, niet een vervanging voor een eigenschapseis. Het onderscheid is zichtbaar in referenties voor constructiestaal. Ontwerptabellen volgens Eurocode 3 identificeren S235, S275, S355, S420, S450 en S460 met ontwerp-materiaaleigenschappen volgens EN 1993-1-1, paragraaf 3.2.6. Deze ontwerpwaarden behoren tot dat ontwerpkader; ze mogen niet automatisch worden overgedragen op een ASTM-staalstaaf omdat een tabel vergelijkbare vloeigrenswaarden toont. “S355” is een EN-aanduiding met een specifieke product- en normcontext. Het is geen universele chemische of mechanische identiteit die gelijkwaardig is aan elke staalsoort die ernaast wordt vermeld. Een selectietabel kan een afweging tussen vloeigrens en andere eisen zichtbaar maken. Een verhoging van de sterkte door legering of warmtebehandeling kan de rek, verspaanbaarheid, eisen aan lasprocedures of prestaties bij lage temperaturen veranderen. Een staalsoort die in een kleine geharde en getemperde staaf een minimale vloeigrens van 690 MPa bereikt, hoeft die waarde niet te leveren in een veel grotere doorsnede en is mogelijk niet uitwisselbaar met een genormaliseerd product met dezelfde nominale aanduiding. Ook voor de gerapporteerde vloeigrens is een proefbasis nodig. De gespecificeerde minimale vloeigrens kan, afhankelijk van de norm, worden bepaald aan de hand van een vloeipunt of met een voorgeschreven offsetmethode. De meetlengte, de oriëntatie van het proefstuk en de plaats van monsterneming kunnen het gerapporteerde resultaat beïnvloeden. Een tabel die alleen “vloeigrens” vermeldt zonder deze details is onvolledig, ook wanneer de numerieke waarde correct is overgenomen. ### Verwerkingstoestand en afmetingen van de doorsnede Verwerking vormt de verbinding tussen chemische samenstelling en mechanische eigenschappen. Warmwalsen, normaliseren, gloeien, harden en temperen, koud nabewerken en spanningsarm gloeien leveren uit dezelfde smeltchemie verschillende microstructuren op. Ook de afkoelsnelheid is van belang. Een kleine staaf verliest sneller warmte dan een grote staaf en kan daardoor tijdens het afkoelen een andere transformatiestructuur ontwikkelen. Het centrum van een zware doorsnede kan zo langzaam afkoelen dat het zachter blijft dan het oppervlak of een ander warmtebehandelingsschema vereist. ASTM A400 maakt dit praktisch door de selectie te koppelen aan de verwerkingstoestand en de afmetingen van de doorsnede, in plaats van één sterktewaarde voor een volledige staalsoort te presenteren. Een staaventabel kan warmgewalst materiaal onderscheiden van gehard en getemperd materiaal, of diameterbereiken afzonderlijk vermelden voordat minimale vloeigrenswaarden worden toegewezen. De reden is metallurgisch, niet redactioneel. Het koolstof- en legeringsgehalte beïnvloedt de hardbaarheid, maar hardbaarheid betekent niet dat elke plaats in elke doorsnede dezelfde hardheid of sterkte bereikt. Dikte en diameter kunnen ook de bepalende minimumwaarde veranderen. Productspecificaties verdelen mechanische eisen vaak naar grootte, omdat grotere doorsneden moeilijker gelijkmatig transformeren en in de kern lagere eigenschappen kunnen vertonen. Een tabel met de chemische samenstelling kan die beperking niet zichtbaar maken. Evenmin kan een mechanische tabel correct worden gelezen wanneer de kolom met afmetingen wordt genegeerd. De productspecificatie bepaalt de werkelijke acceptatie-eis. ASTM A400 is een selectiepraktijk, terwijl een ASTM-productspecificatie de eisen voor een bepaald product vastlegt. ASTM-normen omvatten chemische, mechanische, metallurgische en andere materiaaleisen voor koolstofstaal, constructiestaal, roestvast staal, ferritisch staal, austenitisch staal en gelegeerd staal. Ook AISC legt uit dat ASTM-specificaties voor constructiestaalprofielen en -platen over het algemeen zowel eisen aan de chemische samenstelling als aan de mechanische eigenschappen bevatten. De exacte specificatie, revisie, aanvullende eisen en aanduiding op de inkooporder moeten daarom elke tabelvermelding vergezellen die voor technische beslissingen wordt gebruikt. Referenties voor roestvast staal laten dezelfde scheiding zien. Tabellen van SSINA geven de samenstelling in massaprocenten en de gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische roestvaststaalsoorten die onder ASTM-productspecificaties vallen. Het Nickel Institute presenteert chemische, mechanische, fysische en specificatiegegevens als afzonderlijke informatiecategorieën. Deze indeling is juist nuttig omdat zij niet suggereert dat een percentage nikkel, chroom of koolstof op zichzelf het volledige gedrag tijdens gebruik voorspelt. ### Een selectiegids gebruiken zonder deze verkeerd toe te passen Een selectiegids kan kandidaat-materialen ordenen, verklaren waarom twee staalsoorten niet uitwisselbaar zijn en laten zien waar de sterkte afhankelijk is van verwerking of afmetingen van de doorsnede. De gids kan een ingenieur helpen om vanuit een vereiste minimale vloeigrens tot een korte lijst van plausibele staalsoorten te komen en vervolgens chemische samenstelling, hardbaarheid, ductiliteit en behandelingstoestand te vergelijken. De gids waarschuwt ook tegen valse gelijkwaardigheid. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* houdt vergelijkende tabellen met chemische samenstellingen om die reden gescheiden van vergelijkende tabellen met mechanische eigenschappen: overeenstemming tussen aanduidingen bewijst geen gelijkwaardigheid van specificaties. Een gids kan de geldende productspecificatie niet vervangen. De gids kan geen smelt certificeren, geen materiaalcertificaat van de fabriek bevestigen, geen werkelijke eigenschappen van een niet-beproefd onderdeel vaststellen en geen prestaties buiten de in de bron vermelde grootte, toestand, oriëntatie, temperatuur en beproevingsmethode garanderen. Representatieve vergelijkende tabellen, zoals de overzichten van Engineering ToolBox met koolstof, chroom, mangaan, molybdeen, nikkel, fosfor, zwavel en silicium, zijn nuttig ter oriëntatie maar vervangen de bindende grenswaarden niet. Dezelfde voorzichtigheid geldt voor handboeken, leveranciersgrafieken en lijsten met staalsoorten uit verschillende normen. #### Betrouwbare werkwijze voor tabellen Bepaal de productvorm en norm; vermeld de vereiste eigenschappen; identificeer afmeting en verwerkingstoestand; controleer chemische samenstelling en aanvullende eisen; stem richting, temperatuur en beproevingsmethode op elkaar af; en verifieer vervolgens het geleverde materiaal aan de hand van certificering en beproevingen. De juiste volgorde is daarom eenvoudig maar strikt: definieer de productvorm en de norm, vermeld de vereiste minimale eigenschappen, identificeer de toegestane afmetingen en verwerkingstoestand, controleer de chemische samenstelling en aanvullende eisen en verifieer vervolgens het geleverde materiaal aan de hand van de toepasselijke certificering en beproevingen. ASTM A400 ondersteunt de selectiestap. De norm voert de specificatie-, productie- of acceptatiestappen niet namens de gebruiker uit. ## Hoe kwaliteitsklassen volgens ASTM, EN en andere systemen kunnen worden vergeleken Een kwaliteitsklassebenaming is een beginpunt, geen materiaalidentiteit. ASTM, EN, JIS, GB, ISO en andere systemen kennen aanduidingen toe binnen verschillende productnormen, en die normen kunnen betrekking hebben op chemische samenstelling, sterkte, taaiheid, warmtebehandeling, afmetingen, beproeving en toegestane productieroutes. “S355”, “A572 Grade 50” en “AISI 1045” kunnen daarom niet als onderling uitwisselbare aanduidingen worden beschouwd alleen omdat een referentietabel ze in dezelfde rij plaatst. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* maakt dit onderscheid praktisch toepasbaar: de vergelijkende tabellen voor smeedbare en gegoten gelegeerde staalsoorten scheiden chemische samenstellingen van mechanische eigenschappen. Die scheiding is niet slechts een redactionele keuze. Chemische samenstelling beschrijft grenswaarden voor elementen zoals koolstof, mangaan, chroom, nikkel, fosfor en zwavel; een mechanische tabel vermeldt resultaten onder gespecificeerde verwerkings- en beproevingscondities. Dit zijn gerelateerde gegevensverzamelingen, maar ze zijn niet onderling uitwisselbaar. Een vergelijkbare chemische samenstelling tussen twee aanduidingen bewijst niet dat de productnormen, verwerkingsregels, taaiheidseisen of mechanische minima identiek zijn. Strong evidence ### Chemische overeenkomst is geen gelijkwaardigheid van specificaties Een tabel met chemische samenstellingen kan laten zien dat twee kwaliteitsklassen een vergelijkbaar samenstellingsbereik hebben. Op zichzelf kan zo’n tabel echter niet aantonen dat de kwaliteitsklassen aan dezelfde productspecificatie voldoen of zich tijdens het gebruik op dezelfde manier gedragen. Neem constructiestaal met koolstof en laaggelegeerd constructiestaal als voorbeeld. ASTM A572/A572M Grade 50 en EN 10025-2 S355 worden vaak vergeleken omdat hun nominale minimale vloeigrens voor sommige productvormen en dikten binnen een vergelijkbaar bereik ligt. Hun specificatiesystemen verschillen echter nog steeds wat betreft chemische grenswaarden, productcategorieën, taaiheidsaanduidingen, leveringseisen, maatvoering en beproevingsbepalingen. Een tabel waarin alleen koolstof, mangaan, fosfor en zwavel worden vermeld, verhult deze verschillen. Hetzelfde probleem doet zich voor bij roestvast staal. “304” kan verwijzen naar een AISI-aanduiding, een ASTM-productklasse zoals Type 304 volgens een bepaalde productspecificatie, of een Europese aanduiding zoals 1.4301, die wordt geassocieerd met X5CrNi18-10. Deze verwijzingen overlappen in het gangbare gebruik, maar de bepalende eisen zijn afhankelijk van de productnorm. SSINA scheidt tabellen met samenstellingen in massaprocenten van de gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische roestvaststaalklassen die onder ASTM-productspecificaties vallen. Deze opmaak voorkomt terecht dat een samenstellingsbereik wordt aangezien voor een volledige leveringseis. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, is een nuttige waarschuwing tegen vereenvoudigde tabellen met kwaliteitsklassen. De norm geeft richtlijnen voor de selectie per kwaliteitsklasse, samenstelling, verwerkingsconditie, doorsnedeafmeting en gewenste minimale vloeigrens. Een aanduiding voor een staaf heeft zonder deze aanvullende variabelen niet dezelfde betekenis. Koudtrekken, gloeien, normaliseren, harden en ontlaten, of warmwalsen kan bij een nauw verwante chemische samenstelling tot aanzienlijk verschillende sterkte en rek leiden. De behandeling van koolstof- en gelegeerde staalsoorten door ASM vermeldt de metallurgische reden hiervoor: eigenschappen ontstaan uit de gecombineerde effecten van chemische samenstelling, verwerking en microstructuur. Het koolstofgehalte kan de hardheid en hardbaarheid beïnvloeden, maar bepaalt niet op unieke wijze de vloeigrens, kerftaaiheid, vermoeiingsweerstand, rek of restspanning. Ook de korrelgrootte, afkoelsnelheid, omzettingsproducten, ontlaten, het gehalte aan insluitsels en voorafgaande vervorming zijn van belang. Chemische vergelijkingen blijven nuttig. Ze kunnen duidelijke afwijkingen identificeren, aangeven of een kwaliteitsklasse koolstofarm of chroomhoudend is, en een eerste controle bieden op elementen die de lasbaarheid of corrosieweerstand beïnvloeden. Ze moeten echter in een tabel met chemische samenstellingen blijven staan, waarbij de toepasselijke productnorm en editie naast elke kwaliteitsklasse worden vermeld. Een representatieve vergelijking, zoals een vergelijking die door Engineering ToolBox is gepubliceerd, is geen bindende specificatiegrens. ### Vergelijking van mechanische eigenschappen bij overeenkomende condities Mechanische waarden worden pas vergelijkbaar nadat de beproevings- en leveringscondities op elkaar zijn afgestemd. Leg minimaal de productvorm, de geldende norm en editie, de leveringstoestand, de dikte of doorsnedeafmeting, de beproevingsrichting, de beproevingstemperatuur, de beproevingsmethode en het vereiste eigenschapstype vast. De productvorm komt op de eerste plaats. Plaat, warmgewalste staaf, draad, buis, smeedstuk en profiel kunnen onder verschillende normen vallen, zelfs wanneer een aanduiding vergelijkbaar lijkt. ASTM A36/A36M voor constructiestaal met koolstof, ASTM A29/A29M voor warmbewerkte staven van gelegeerd staal en koolstofstaal, en ASTM A276/A276M voor staven van roestvast staal zijn geen onderling uitwisselbare documenten. Hun mechanische tabellen hebben betrekking op verschillende producten en kunnen verschillende eisen stellen aan monsterneming of warmtebehandeling. Dikte en doorsnedeafmeting kunnen de vereiste minimumwaarde veranderen. In tabellen voor EN-constructiestaal is de vereiste vloeigrens voor klassen zoals S235, S275, S355, S420, S450 en S460 gekoppeld aan diktebereiken volgens de toepasselijke product- en ontwerpbepalingen. Eurocode 3, EN 1993-1-1, paragraaf 3.2.6, geeft vervolgens ontwerp-materiaaleigenschappen voor constructiestaal; deze ontwerpwaarden zijn niet simpelweg trekproefresultaten die uit een algemene tabel met kwaliteitsklassen zijn overgenomen. Een plaat die in de lengterichting bij kamertemperatuur is beproefd, is niet automatisch vergelijkbaar met een dikke doorsnede die in de dwarsrichting is beproefd, of met een waarde die is aangepast voor ontwerp bij verhoogde temperatuur. Ook de leveringstoestand moet worden vermeld. “Genormaliseerd”, “thermomechanisch gewalst”, “gehard en ontlaten”, “gegloeid” en “in gewalste toestand” beschrijven verschillende metallurgische toestanden. ASTM- en EN-normen kunnen aan dezelfde brede kwaliteitsklassefamilie afzonderlijke achtervoegsels, klassen of toestandseisen koppelen. Een minimale treksterkte die voor een geharde en ontlaten staaf is vermeld, kan niet worden gebruikt als representatief voor een gegloeide staaf alleen omdat beide dezelfde nominale legeringsaanduiding hebben. De beproevingsmethode beïnvloedt de gerapporteerde waarde. De vloeigrens kan een duidelijke vloeigrens of een rekgrens bij 0,2% plastische rek betekenen. De rek hangt af van de meetlengte en de geometrie van het proefstuk. De kerfslagenergie volgens Charpy hangt af van de richting van de kerf, de beproevingstemperatuur, de afmetingen van het proefstuk en de rapportageregels. Ook hardheidsomrekening is aan voorwaarden gebonden; een omgerekende Rockwell-, Brinell- of Vickers-waarde is niet gelijkwaardig aan een rechtstreekse meting zonder rekening te houden met de toepasselijke omrekeningsnorm. #### Controlelijst voor vergelijking van staalkwaliteiten 1. **1** Identificeer de productvorm en de exacte productspecificatie. 2. **2** Leg de toepasselijke norm, editie, staalkwaliteit, klasse, type en aanvullende eisen vast. 3. **3** Haal de grenswaarden voor de chemische samenstelling uit het bepalende document. 4. **4** Leg leveringstoestand, afmeting, dikte, diameter, wanddikte of doorsnedemaat vast. 5. **5** Stem beproevingsrichting, proefstukgeometrie, temperatuur en methode op elkaar af. 6. **6** Vergelijk dezelfde mechanische eis met dezelfde mechanische eis. 7. **7** Controleer lasbaarheid, taaiheid, corrosie, vermoeiing en maateisen afzonderlijk. 8. **8** Bevestig dat de beoogde ontwerpnorm het voorgestelde materiaal erkent. Een verdedigbare vergelijkingsmethode verloopt daarom stapsgewijs: 1\. Identificeer de productvorm en de exacte productspecificatie. 2. Leg de geldende norm, editie, kwaliteitsklasse, klasse, type en aanvullende eisen vast. 3. Neem de grenswaarden voor de chemische samenstelling over uit dat document, niet uit een algemene tabel met aanduidingen. 4. Leg de leveringstoestand, warmtebehandeling, dikte, diameter, wanddikte of doorsnedeafmeting vast. 5. Stem de beproevingsrichting, proefstukgeometrie, beproevingstemperatuur en beproevingsmethode op elkaar af. 6. Vergelijk dezelfde mechanische eis — vloeigrens met vloeigrens, treksterkte met treksterkte en impactenergie met impactenergie. 7. Controleer lasbaarheid, taaiheid, corrosie, vermoeiing en maatvoering afzonderlijk. 8. Bevestig dat de beoogde ontwerpnorm het voorgestelde materiaal erkent. De tabellen van het Nickel Institute illustreren deze gedisciplineerde ordening door chemische, mechanische, fysische en specificatiegegevens van elkaar te scheiden. Voor staalreferenties moet een vergelijkbare structuur worden gebruikt: chemische samenstelling in één tabel, mechanische eisen in een andere en kwalificatieopmerkingen naast beide. ### Beperkingen van kruisverwijzingstabellen Kruisverwijzingstabellen zijn hulpmiddelen voor een eerste selectie. Ze zijn nuttig om kandidaatkwaliteitsklassen te vinden, families met een vergelijkbaar legeringsgehalte te identificeren en normen te lokaliseren die nader moeten worden onderzocht. Ze staan geen één-op-éénsubstitutie toe. Een tabel kan meerdere edities in één rij samenvatten, de productvorm weglaten, een typische samenstelling in plaats van een maximumgrens vermelden, of een mechanische waarde tonen die betrekking heeft op een ander diktebereik. Ook kan een tabel een nationale aanduiding verwarren met een productnorm. “AISI 1045” duidt bijvoorbeeld op een algemeen erkende samenstelling van koolstofstaal, maar definieert op zichzelf niet de eisen voor een bepaalde staaf, plaat, smeedstuk, warmtebehandelingstoestand of ontwerptoepassing. De juiste conclusie uit een kruisverwijzing is voorwaardelijk: de vermelde kwaliteitsklasse kan een kandidaat zijn voor een technische beoordeling volgens een genoemde norm en toestand. Substitutie vereist verificatie aan de hand van de materiaalspecificatie, het inspectiecertificaat, de ontwerpnorm, de fabricageprocedure en de gebruikseisen. Een vergelijkbare chemische samenstelling is een aanwijzing voor nabijheid, geen bewijs van gelijkwaardigheid. Noch een gedeeld nummer, noch een bekende naam kan deze verificatie vervangen. ## Testen, monsterneming en de betekenis van een gerapporteerde waarde Een staaltafel rapporteert geen eigenschap op zichzelf. Zij rapporteert het resultaat van een gedefinieerde chemische analyse of mechanische test die is uitgevoerd op een geselecteerd monster, onder vastgelegde omstandigheden en getoetst aan een acceptatieregel. Als een van die elementen ontbreekt, kan het getal een andere betekenis krijgen. Daarom kan een kwaliteits- of materiaalaanduiding niet dienen als een volledige materiaalidentiteit. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, ordent informatie over staven naar kwaliteit, chemische samenstelling, verwerkingstoestand, doorsnedeafmetingen en gewenste minimale vloeigrens. De structuur daarvan maakt de beperking duidelijk: voor dezelfde nominale kwaliteit kan een andere interpretatie nodig zijn wanneer de productvorm, afmeting, warmtebehandeling of van toepassing zijnde specificatie verandert. ### Smeltanalyse en productanalyse Een smeltanalyse, of gietpananalyse, beschrijft de chemische samenstelling van het vloeibare staal dat door een bepaalde smelt wordt vertegenwoordigd. De producent neemt het monster doorgaans tijdens de staalproductie, voordat het materiaal tot blokken of continu gegoten producten wordt gegoten. De gerapporteerde waarden zijn bedoeld om die smelt als geheel te vertegenwoordigen. Ze vormen niet noodzakelijkerwijs een directe meting van de afgewerkte plaat, staaf, smeedstuk of buis. Een productanalyse wordt uitgevoerd op materiaal dat uit het vervaardigde product is genomen. Zij kan daardoor de bemonsteringslocatie, segregatie tijdens het stollen, de toestand van het oppervlak, bewerking en lokale chemische variatie weerspiegelen. Een grenswaarde voor productanalyse kan verschillen van een grenswaarde voor gietpananalyse, omdat de twee analyses verschillende vragen beantwoorden: welke samenstelling in de oven is geproduceerd, en welke samenstelling aanwezig is in het geleverde product op de bemonsterde locatie? Dat onderscheid is vooral van belang voor elementen met strikte grenswaarden. Koolstof, zwavel, fosfor, stikstof en legeringselementen zoals chroom, nikkel, molybdeen en vanadium kunnen tot op meerdere decimalen worden gerapporteerd, maar de weergegeven precisie garandeert geen gelijkwaardige nauwkeurigheid. Een resultaat van 0,018% zwavel en een grenswaarde van 0,020% zijn nog steeds afhankelijk van de analysemethode, kalibratie, monstervoorbereiding en afrondingsregel die in de toepasselijke norm zijn vastgelegd. Een samenstellingstabel kan één representatieve waarde voor roestvast staal 304 tonen, bijvoorbeeld een benaderend chroom- of nikkelgehalte. SSINA vermeldt daarentegen massaprocentbereiken en gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische roestvaststaalkwaliteiten die onder ASTM-productspecificaties vallen. De laatstgenoemde zijn specificatie-eisen; de eerstgenoemde kunnen een nuttige vergelijking vormen. Ze mogen niet als uitwisselbaar worden beschouwd. Dezelfde voorzichtigheid geldt voor vergelijkende tabellen waarin UNS-, EN-, JIS- en ASTM-aanduidingen in aangrenzende kolommen worden geplaatst. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* scheidt vergelijkende tabellen voor chemische samenstellingen van die voor mechanische eigenschappen, omdat chemische overeenkomst geen identieke verwerkingseisen, productvormen, testmethoden of acceptatiecriteria vaststelt. “Equivalent” is vaak een verkorte aanduiding voor een beperkte vergelijking en geen bewijs dat het ene materiaal onder iedere norm door het andere kan worden vervangen. Een maximum is een bovengrens. Een minimum is een ondergrens. Een bereik heeft beide grenzen. Een vermelde nominale of typische samenstelling kan de verwachte praktijk beschrijven zonder een toegestaan acceptatie-interval vast te leggen. Deze categorieën moeten in een tabel van elkaar gescheiden blijven. ### Omstandigheden voor trek- en hardheidstests Mechanische eigenschappen zijn nog sterker afhankelijk van de testdefinitie dan samenstellingswaarden. Treksterkte, vloeigrens, rek, insnoering en hardheid beschrijven de respons van een bepaald proefstuk volgens een bepaalde procedure. Zij vertegenwoordigen geen vaste constanten die ieder stuk met dezelfde kwaliteits- of materiaalaanduiding bezit. De bemonsteringslocatie komt op de eerste plaats. Een proefstuk kan worden genomen op een voorgeschreven afstand onder het oppervlak, uit het midden van een staaf, over de dikte van een plaat of aan een aangewezen uiteinde van een product. Een oppervlaktemonster kan andere eigenschappen vertonen dan een monster uit het midden, omdat afkoelsnelheid, segregatie, ontkoling en latere warmtebehandeling door de doorsnede heen variëren. Bij een gewalst product kan de testlocatie bovendien bepalen of het proefstuk de kop, het middendeel of de staart van een plaat of staaf vertegenwoordigt. De oriëntatie verandert het resultaat. Een longitudinaal proefstuk is uitgelijnd met de belangrijkste wals- of trekrichting; een transversaal proefstuk wordt daar dwars op genomen. Walsen rekt korrels en insluitsels uit, terwijl smeden en trekken de microstructuur op andere manieren veranderen. Bijgevolg zijn longitudinale rek, transversale vloeigrens en ductiliteit in de dikterichting geen alternatieve benamingen voor één universele eigenschap. Ook de meetlengte is van belang. Rek die over een korte meetlengte wordt gemeten, is niet rechtstreeks vergelijkbaar met rek die over een langere meetlengte wordt gemeten, zelfs wanneer beide waarden als percentages worden gerapporteerd. Tijdens de breuk treedt insnoering lokaal op, waardoor het aandeel van de totale rek dat aan de meetlengte wordt toegeschreven, verandert met de geometrie van het proefstuk. Een tabel waarin een rekwaarde wordt overgenomen zonder de afmetingen van het proefstuk en de testnorm te vermelden, laat essentiële informatie weg. De testtemperatuur is een andere randvoorwaarde. Sterkte en ductiliteit kunnen aanzienlijk verschuiven tussen kamertemperatuur en een test bij temperaturen onder nul of bij verhoogde temperatuur. Ook de belastingssnelheid, de extensometermethode, de definitie van het vloeipunt en de berekeningsconventie kunnen het gerapporteerde resultaat beïnvloeden. “Vloeigrens” kan, afhankelijk van de toepasselijke norm, een vloeipunt of een rekgrens bij een voorgeschreven offset betekenen. Voor hardheidswaarden is een vergelijkbare discipline vereist. Brinell-, Rockwell- en Vickers-waarden maken gebruik van verschillende indringers, belastingen, aanhoudtijden en omrekeningsmethoden. Een Rockwell B-waarde kan niet stilzwijgend met een Rockwell C-waarde worden vergeleken, en een hardheidsomrekeningstabel maakt van het omgerekende getal geen directe meting. Oppervlakteruwheid, kromming, walshuid, proefstukdikte en lokale microstructuur kunnen de indruk beïnvloeden. ASTM-specificaties voor constructiestaalprofielen en -platen bevatten doorgaans zowel eisen voor de chemische samenstelling als voor de mechanische eigenschappen, zoals het American Institute of Steel Construction toelicht. De twee groepen eisen vullen elkaar aan. De chemische samenstelling legt de samenstellingsgrenzen vast; testen verifiëren of het geleverde product na de voorgeschreven verwerking aan de vereiste prestaties voldoet. ### Acceptatiewaarden, gemiddelden en spreiding Een gespecificeerd minimum is een drempel waaraan een geaccepteerd resultaat moet voldoen of die het moet overschrijden. Een gespecificeerd maximum is een bovengrens die niet mag worden overschreden. Een gespecificeerd bereik legt beide voorwaarden op. Geen van deze waarden is een gemiddelde. Een individueel testresultaat behoort tot één proefstuk of één testlocatie. Een gemiddelde combineert meerdere resultaten, maar de regel voor het berekenen van het gemiddelde kan door de productspecificatie worden beperkt. Sommige normen beoordelen ieder individueel resultaat; andere staan onder bepaalde omstandigheden een hertest, middeling of vervanging van een ongeldig proefstuk toe. Een materiaal kan daardoor een gemiddelde treksterkte boven een vermeld minimum hebben, terwijl één individueel resultaat niet aan een eis voor afzonderlijke resultaten voldoet. Spreiding is niet automatisch een aanwijzing voor slecht materiaal. Zij kan ontstaan door normale microstructurele variatie, de plaatsing van het proefstuk, de herhaalbaarheid van de machine, de techniek van de bediener en meetonzekerheid. Een gerapporteerd resultaat van 500 MPa mag niet worden gelezen als een exacte fysische grens wanneer de testmethode en het instrument een eindige resolutie hebben. Onzekerheid heft een acceptatiegrens niet op, maar verklaart waarom waarden dicht bij die grens moeten worden beoordeeld volgens de in de norm voorgeschreven beslisregel en niet door informele afronding. Het onderscheid is zichtbaar in ontwerptabellen. Eurocode 3 vermeldt ontwerpseigenschappen van materialen voor S235, S275, S355, S420, S450 en S460 volgens EN 1993-1-1, hoofdstuk 3.2.6. Dit zijn waarden die binnen dat geldende kader voor constructief ontwerp zijn vastgesteld en geen universele trektestresultaten voor ieder product met een S-aanduiding. ASTM A400 koppelt de minimale vloeigrens op vergelijkbare wijze aan staafafmetingen en verwerkingstoestand. Een tabelwaarde kan daarom niet los worden gezien van haar methode en acceptatieregel. Voordat twee vermeldingen worden vergeleken, moet worden vastgesteld of elk ervan betrekking heeft op een smeltanalyse of productanalyse, een typische waarde of een specificatiegrens, een gemiddelde of een individueel resultaat, en een trek- of hardheidsmeting die bij dezelfde temperatuur, oriëntatie, meetlengte, bemonsteringslocatie en producttoestand is uitgevoerd. Zonder die informatie kan numerieke precisie een misleidende indruk van vergelijkbaarheid wekken. ## Veelvoorkomende fouten in tabellen met staaleigenschappen Een staaltabel kan gezaghebbend lijken, terwijl daarin ongemerkt waarden worden gecombineerd die betrekking hebben op verschillende normen, productvormen of testomstandigheden. De eerste vraag is niet: “Wat is de materiaalkwaliteit?”, maar: “Op welk document en welke toestand heeft dit getal betrekking?” Tabellen met chemische samenstelling vermelden grenswaarden of bereiken voor elementen, meestal in massaprocenten. Tabellen met mechanische eigenschappen geven eisen of gemeten resultaten weer, zoals vloeigrens, treksterkte, rek, hardheid, slagenergie of vermoeiingssterkte. Deze twee typen tabellen houden verband met elkaar, maar zijn niet onderling uitwisselbaar. ASTM A400, *Standaardpraktijk voor stalen staven: keuzehandleiding, samenstelling en mechanische eigenschappen*, stelt dit rechtstreeks: bij de keuze van een stalen staaf spelen de materiaalkwaliteit, chemische samenstelling, bewerkingstoestand, doorsnedeafmetingen en gewenste minimale vloeigrens een rol. Een vermelding van een materiaalkwaliteit zonder deze aanvullende gegevens is onvolledig. ### Nominale, typische, minimale en maximale waarden door elkaar halen De meest voorkomende fout is het plaatsen van ongelijke waarden in aangrenzende kolommen zonder hun status te vermelden. “Nominaal”, “typisch”, “minimaal” en “maximaal” beschrijven niet hetzelfde soort informatie. Een nominale samenstelling is een streefwaarde of aanduidingswaarde. Een tabel kan voor een staal met een gemiddeld koolstofgehalte ongeveer 0,40% koolstof vermelden, terwijl de toepasselijke productspecificatie een bereik toestaat, zoals 0,37–0,44% C, en afzonderlijke grenswaarden kan stellen aan mangaan, fosfor, zwavel, silicium of restelementen. Een maximale waarde is een grens voor conformiteit; het is geen verwachte analyse. Een minimale treksterkte is eveneens een grenswaarde en niet de sterkte die elk afzonderlijk product zal vertonen. Typische waarden zijn bijzonder riskant wanneer hun status niet duidelijk is. Een fabrikant, handboek of laboratorium kan een representatieve vloeigrens voor genormaliseerd materiaal rapporteren, terwijl een norm voor een bepaalde dikte en levertoestand slechts een minimale waarde vereist. Het representatieve resultaat kan nuttig zijn voor vergelijking, maar kan de acceptatie-eis niet vervangen. Een tabel die voor één materiaalkwaliteit “vloeigrens: 355 MPa” vermeldt zonder aan te geven of 355 MPa een minimumwaarde, een nominale ontwerpwaarde of een typisch testresultaat is, nodigt uit tot een onjuiste conclusie. Eenheden zorgen voor een tweede variant van hetzelfde probleem. “Sterkte ksi” zonder vermelding of het om de vloeigrens of de treksterkte gaat, is ondeugdelijk; “hardheid 220” is even onvolledig, omdat 220 HBW, 220 HV en 220 HRC zeer verschillende betekenissen hebben. Bij rek moet de meetlengte worden vermeld, doorgaans 5,65√A of een gespecificeerde meetlengte op basis van inches. Voor Charpy-slagenergie zijn de testtemperatuur, de oriëntatie en afmetingen van het proefstuk en vaak ook het aantal proefstukken nodig. Afronding kan conformiteitsgrenzen eveneens verhullen. Een gerapporteerd koolstofgehalte van 0,20% kan 0,195%, 0,204% of een breed toegestaan bereik vertegenwoordigen. Een afgeronde vergelijking mag daarom niet worden behandeld als een specificatiegrens. De tabel moet aangeven of elke vermelding een vereiste minimumwaarde, toegestaan maximum, samenstellingsbereik, nominale streefwaarde of typische gemeten waarde is. Als dat niet gebeurt, moet de lezer ervan uitgaan dat het getal ongeschikt is voor acceptatiebeslissingen. ### Waarden tussen productspecificaties overnemen Een aanduiding kan in verschillende normen terugkeren zonder dat zij overal identieke eisen betekent. Staalplaat, staafmateriaal en constructievormen van ASTM A36 vallen niet automatisch onder één gedeelde tabel alleen omdat de aanduiding bekend is. Productspecificaties kunnen verschillende grenswaarden voor de chemische samenstelling, dikteregels, testvoorschriften, levertoestanden en mechanische eisen vastleggen. AISC legt uit dat ASTM-specificaties voor constructiestaalprofielen en -platen doorgaans zowel eisen voor de chemische samenstelling als eisen voor de mechanische eigenschappen bevatten. Deze eisen behoren bij de specifieke ASTM-productspecificatie. Het overnemen van een rij met chemische samenstelling uit het ene document en een rij met sterktegegevens uit een ander document kan een materiaal opleveren dat door geen enkele norm daadwerkelijk wordt gedefinieerd. Dikte is een veel voorkomende weglating. De eisen voor vloeigrens en treksterkte kunnen veranderen met de plaat- of profieldikte, omdat de afkoelsnelheid, segregatie en microstructuur door de dikte heen veranderen naarmate de afmetingen toenemen. Een tabel die voor S355 één waarde voor de vloeigrens vermeldt, is daarom onvolledig tenzij de toepasselijke norm en het dikte-interval worden aangegeven. Eurocode 3 vermeldt ontwerp-materiaaleigenschappen voor S235, S275, S355, S420, S450 en S460 in EN 1993-1-1, paragraaf 3.2.6, maar dit zijn waarden uit een ontwerpnorm en geen vrijbrief om elke waarde over te nemen in een tabel volgens ASTM of JIS of in een fabriekscertificaat. Dezelfde voorzichtigheid geldt voor roestvast staal. SSINA presenteert samenstellingen in gewichtsprocenten en gespecificeerde mechanische eigenschappen voor austenitische kwaliteiten die onder ASTM-productspecificaties vallen. De waarden voor chemische samenstelling en sterkte moeten gekoppeld blijven aan de relevante productvorm en het betreffende ASTM-document. Een rij met de samenstelling van plaatmateriaal kan niet automatisch bepalend zijn voor staafmateriaal, smeedstukken, draad of gietstukken. Voor een vergelijking tussen normen is nog meer zorgvuldigheid vereist. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* houdt afzonderlijke vergelijkingstabellen bij voor chemische samenstellingen en mechanische eigenschappen binnen internationale aanduidingssystemen. Die scheiding is belangrijk: vergelijkbare namen kunnen wijzen op verwante chemische samenstellingen zonder dat daarmee een identieke bewerking, taaiheid, lasbaarheid, maatvoering of certificeringseisen zijn aangetoond. Representatieve vergelijkingen in de stijl van Engineering ToolBox kunnen helpen aantonen dat de ene materiaalkwaliteit meer chroom of nikkel bevat dan de andere, maar leggen geen bindende grenswaarden vast. Leg voordat u een overgenomen waarde accepteert het nummer van de norm, de editie, de productvorm, de levertoestand, het dikte- of diameterbereik, de testrichting, de testtemperatuur en het eenhedensysteem vast. Als een van deze gegevens ontbreekt, is het getal een aanwijzing voor verder onderzoek en geen bevestigde eis. ### Materiaalkwaliteitsaanduidingen behandelen als volledige materiaalspecificaties “304”, “A36”, “S355” en “4140” zijn aanduidingen en geen volledige beschrijvingen van een stuk staal. Hun betekenis hangt af van het document waarin zij worden gedefinieerd en van het geleverde product. Zelfs binnen één aanduiding kunnen gegloeide, genormaliseerde, geharde en getemperde, koudvervormde en warmgewalste toestanden verschillende eigenschappen opleveren. ASM International stelt dat de eigenschappen van koolstof- en gelegeerd staal voortkomen uit de gecombineerde effecten van chemische samenstelling, bewerking en microstructuur. Alleen op basis van de chemische samenstelling kan geen eenduidige vloeigrens, hardheid, slagwaarde of rek worden voorspeld. Twee smelten met vergelijkbare gehalten aan koolstof en chroom kunnen van elkaar verschillen door korrelgrootte, ontlaattemperatuur, reductieverhouding, insluitsels of afkoelingsgeschiedenis. Een tabel met de vermelding “4140: 0,40% C, 1,0% Cr, 1,0% Mn, 0,25% Mo” kan een bruikbare benaderende samenstelling geven, maar vermeldt niet of het materiaal gegloeid of gehard en getemperd is, en evenmin of het om staaf-, plaat- of buismateriaal dan wel om een afgewerkt onderdeel gaat. Evenzo geeft “304 roestvast staal” niet aan of de vermelding betrekking heeft op plaat volgens ASTM A240, staafmateriaal volgens ASTM A276 of een andere productspecificatie. Het bepalende document kan verschillende mechanische tests of aanvullende eisen voorschrijven. Verouderde edities vormen een andere valkuil. Normen worden aangepast wat betreft grenswaarden voor de chemische samenstelling, testmethoden, nomenclatuur, dikte-indelingen en aangehaalde documenten. Een zorgvuldig opgemaakte tabel kan een oudere editie behouden terwijl de waarden als actueel worden gepresenteerd. Elke tabel moet de aanduiding van de norm, de editie of herziening en de datum van controle vermelden. Ook moet worden aangegeven of een waarde een specificatie-eis, een ontwerpwaarde of een typische eigenschap uit een handboek is. Het Nickel Institute maakt in zijn tabellarische overzichten onderscheid tussen chemische, mechanische en fysische gegevens en specificatiegegevens; dat onderscheid vormt een nuttig model. Een betrouwbare staaltafel houdt deze categorieën gescheiden, vermeldt alle eenheden en testomstandigheden, markeert afgeronde of representatieve waarden en koppelt elke eis aan de toepasselijke norm. Zonder die context maakt een nauwkeurige opmaak de fout alleen moeilijker te herkennen. ## Een sjabloon voor een referentiewiki voor betrouwbare staal­tabellen Een betrouwbare staal­tabel moet het document identificeren dat aan een waarde gezag verleent. Alleen een materiaalaanduiding is niet voldoende. “S355”, “304”, “AISI 4140” of “ASTM A36” kan verwijzen naar verwante materiaalfamilies, maar de toepasselijke productnorm, productvorm, leveringstoestand, afmetingen en beproevingsvereisten bepalen wat de aanduiding in een bepaalde tabel betekent. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, maakt het probleem duidelijk. De daarin opgenomen richtlijnen houden rekening met materiaalaanduiding, chemische samenstelling, verwerkingstoestand, doorsnedeafmeting en de gewenste minimale vloeigrens. Een staaf­tabel die in een plaat­tabel wordt overgenomen, is niet slechts onvolledig; mogelijk worden daardoor de verkeerde eisen aan het verkeerde product toegewezen. Ook AISC legt uit dat ASTM-specificaties voor constructiestaalprofielen en -platen doorgaans zowel eisen voor de chemische samenstelling als eisen voor mechanische eigenschappen bevatten. Deze twee groepen eisen mogen niet worden samengevoegd tot één ongedifferentieerde tabel met “staaleigenschappen”. ### Vereiste velden voor tabellen met chemische samenstelling Elke tabel met chemische samenstelling moet beginnen met de exacte materiaalaanduiding zoals die in het toepasselijke document is geschreven, gevolgd door de productvorm. Voorbeelden zijn “ASTM A240 Type 304 plate”, “ASTM A276 Type 316 bar”, “EN 10025-2 S355JR plate” of “SAE J403 4140”. “304 stainless steel” op zichzelf is een zoeklabel, geen volledige specificatie. De toepasselijke norm moet in een eigen veld worden vermeld. Neem de editie of herziening op wanneer deze van invloed is op de eis, en vermeld of het aangehaalde document een materiaalspecificatie, een aanduidingsnorm, een vergelijkend handboek of een informatief gegevensblad is. ASTM A400 biedt richtlijnen voor stalen staven; de norm mag niet worden gepresenteerd alsof deze elk product beheerst dat van een vermelde materiaalkwaliteit wordt vervaardigd. Voor Europees constructiestaal hebben EN 10025-2 en de relevante ontwerpnorm verschillende functies. Een vergelijkende lijst van aanduidingen moet als vergelijkend en niet als voorschrijvend worden aangeduid. Vermeld elk gerapporteerd element met zijn eenheid. Gewichtspercentages moeten worden geschreven als wt.% of als massafractie en mogen niet aan de interpretatie worden overgelaten. Een bruikbare koptekst kan luiden: “C, wt.% maximum”, “Mn, wt.%”, “P, wt.% maximum”, “S, wt.% maximum”, “Cr, wt.%”, “Ni, wt.%”, “Mo, wt.%” en “N, wt.% maximum”. Maak onderscheid tussen maximum, minimum, bereik, restgehalte en balans. “Fe—balance” betekent niet dat voor alle niet-vermelde elementen zonder beperking waarden zijn toegestaan. De tabel moet de producttoestand en het grootte- of diktebereik vermelden dat aan de samenstellingseis is gekoppeld. Sommige normen passen dezelfde smeltanalyse toe op verschillende producten, terwijl andere onderscheid maken tussen smeltanalyse en productanalyse. De redactionele opmerking moet aangeven welke van beide wordt weergegeven. Als een norm een element uitsluitend als toevoeging toestaat of het als restgehalte rapporteert, moet die status naast de waarde worden vermeld. Maak van representatieve vergelijkingen geen specificatiegrenzen. Engineering ToolBox vergelijkt bijvoorbeeld materiaalkwaliteiten aan de hand van representatieve gewichtspercentages voor koolstof, chroom, mangaan, molybdeen, nikkel, fosfor, zwavel en silicium. Een dergelijke tabel kan brede samenstellingsverhoudingen tonen, maar kan de geldende grenswaarden in ASTM, EN, JIS, SAE of een andere productnorm niet vervangen. Het *Handbook of Comparative World Steel Standards* houdt vergelijkende tabellen voor chemische samenstelling eveneens gescheiden van tabellen met mechanische eigenschappen binnen verschillende aanduidingssystemen; die scheiding moet behouden blijven. Een record voor een tabel met chemische samenstelling heeft daarom de volgende velden nodig: materiaalaanduiding; productvorm; toepasselijke norm; editie of herziening; smelt- of productanalyse; chemisch element; waarde; eenheid; type grenswaarde; toestand; grootte- of diktebereik; toegestane toevoegingen of status als restgehalte; en bronlink. Als een waarde een redactionele vergelijking is, markeer deze dan als “representatief” en niet als “gespecificeerd”. ### Vereiste velden voor tabellen met mechanische eigenschappen Voor mechanische eigenschappen is meer context nodig dan voor samenstelling. De tabel moet voor elk getal aangeven of het gespecificeerd is, dat wil zeggen een normvereiste, of typisch, dat wil zeggen een waargenomen of gepubliceerd representatief getal. Een gespecificeerde minimale vloeigrens is niet uitwisselbaar met een typische vloeigrens, en geen van beide is automatisch een ontwerpweerstand. Definieer de eigenschap nauwkeurig. “Sterkte” is te vaag. Gebruik vloeigrens, proefspanning, treksterkte, rek, insnoering, hardheid, kerfslagenergie, vermoeiingssterkte of breuktaaiheid, waar nuttig met het relevante symbool: Re, Rp0.2, Rm of A. Vermeld of de rek wordt gemeten over 50 mm, 80 mm of een andere meetlengte. Vermeld de hardheidsschaal—HBW, HRC, HV—en combineer verschillende schalen niet tot één rangorde zonder bronvermelding. De productvorm en de toepasselijke norm blijven verplicht. Een tabel voor ASTM A36-plaat mag niet stilzwijgend worden toegepast op ASTM A36-staaf, en een waarde voor EN 10025-2 S355JR is niet automatisch een waarde voor S355J2. Neem de leveringstoestand op, zoals gewalst, genormaliseerd, normaliserend gewalst, gehard en ontlaten, gegloeid, oplossingsgegloeid of koud bewerkt. Een warmtebehandeling kan de sterkte en ductiliteit veranderen terwijl de nominale materiaalkwaliteit ongewijzigd blijft. Registreer het grootte- of dikte-interval dat aan de eis is gekoppeld. De vloeigrens van constructiestaal verandert vaak met de dikte; daarom kan één waarde naast S235, S275, S355, S420, S450 of S460 misleidend zijn. Tabellen met materiaaleigenschappen in Eurocode 3 vermelden ontwerpwaarden volgens EN 1993-1-1, sectie 3.2.6; die waarden behoren tot een ontwerpkader en niet tot een universele tabel met fabriekscertificaatwaarden. De beproevingsrichting moet expliciet zijn: longitudinaal, transversaal, kort-transversaal, door de dikte of niet gespecificeerd. Voeg de beproevingsmethode en editie toe, zoals ASTM E8/E8M voor trekproeven, ASTM E23 voor Charpy-kerfslagproeven, ASTM E18 voor Rockwell-hardheid of de toepasselijke EN-methode. Vermeld de oriëntatie van het proefstuk, de beproevingstemperatuur en de monsterlocatie wanneer de bron deze specificeert. Een Charpy-waarde bij −20 °C kan niet worden vergeleken met een niet-gekwalificeerde kerfslagwaarde bij kamertemperatuur. Houd mechanische gegevens gescheiden van fysische eigenschappen. Het Nickel Institute ordent chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en specificaties als verschillende gegevensklassen. Deze indeling voorkomt dat dichtheid, elasticiteitsmodulus, thermische uitzetting, elektrische soortelijke weerstand en thermische geleidbaarheid worden aangezien voor sterkte-eisen. Ontwerpwaarden verdienen een vierde tabel. Zij zijn afhankelijk van een toepasselijke ontwerpnorm, veiligheidsformaat, aannames over blootstelling, knikregels en soms de temperatuur. Een record voor mechanische eigenschappen moet bevatten: materiaalkwaliteit; productvorm; norm en editie; toestand; grootte of dikte; definitie van de eigenschap; waarde en eenheid; status gespecificeerd of typisch; beproevingsrichting; beproevingstemperatuur; beproevingsmethode en editie; gegevens over het proefstuk; en bronlink. Voeg overal waar een waarde is omgerekend, gemiddeld, afgerond of aan een secundaire bron ontleend, een expliciete kanttekening toe. ### Werkwijze voor bronvermelding, herzieningen en traceerbaarheid Elke rij of nauw samenhangend blok moet naar de bron linken en niet alleen een homepage vermelden. Registreer de documenttitel, het nummer van de clausule of tabel, de editie, de toegangsdatum en de pagina- of sectieverwijzing. Een wiki-redacteur moet “S355, 355 MPa” kunnen terugvoeren naar het exacte diktebereik en de clausule waaruit de waarde afkomstig is. Houd de revisiegeschiedenis zichtbaar. Wanneer ASTM, EN, JIS, SAE of het handboek van een organisatie wordt gewijzigd, moet de eerdere waarde met de bijbehorende editie worden behouden in plaats van zonder uitleg te worden overschreven. Markeer of een bron actueel, vervangen, informatief of een secundaire reproductie is. De austenitisch roestvaststaal-tabellen van SSINA bevatten bijvoorbeeld gewichtspercentages voor de samenstelling en gespecificeerde mechanische eigenschappen voor materiaalkwaliteiten die onder ASTM-productspecificaties vallen; de tabel moet nog steeds aangeven welke ASTM-specificatie elke vermelding beheerst. Leid sterkte niet uitsluitend af uit de chemische samenstelling. ASM International stelt dat de eigenschappen van koolstof- en gelegeerd staal het resultaat zijn van de gecombineerde effecten van samenstelling, verwerking en microstructuur. Een hoger koolstofgehalte kan bij een bepaalde warmtebehandeling de hardheid verhogen en tegelijk de lasbaarheid of kerftaaiheid verminderen; ook de effecten van chroom en nikkel zijn afhankelijk van de fasebalans en de verwerkingsgeschiedenis. Het herhaalbare redactionele en technische sjabloon is: **Materiaalaanduiding | Productvorm | Toepasselijke norm en editie | Toestand | Grootte- of diktebereik | Chemische samenstelling of eigenschappenklasse | Element of gedefinieerde eigenschap | Waarde en eenheid | Type grenswaarde of status gespecificeerd/typisch | Beproevingsrichting | Beproevingsmethode en editie | Temperatuur of toestand van het proefstuk | Bron, clausule en opmerking over herziening.** Publiceer afzonderlijke tabellen voor chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en ontwerpwaarden. Plaats bronlinks en expliciete kanttekeningen naast elke tabel en markeer elke vergelijking tussen normen als niet-voorschrijvend, tenzij de aangehaalde norm deze uitdrukkelijk voorschrijvend maakt. ## Bronnen 1. \[1\] ASTM International. [Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties](https://store.astm.org/a0400-69r12.html). ASTM standard. [](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#wiki-cite-ref-1) https://store.astm.org/a0400-69r12.html 2. \[2\] ASM International. [Mechanical Properties of Carbon and Alloy Steels](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/49/chapter-abstract/613530/Mechanical-Properties-of-Carbon-and-Alloy-Steels). ASM Metals Handbook. [](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#wiki-cite-ref-2) https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/49/chapter-abstract/613530/Mechanical-Properties-of-Carbon-and-Alloy-Steels 3. \[3\] American Institute of Steel Construction. [General Content and Format of ASTM Standard Specifications for Steel Products](https://www.aisc.org/aisc/solutions-center/engineering-faqs/10-general-content-and-format-of-astm-standard-specifications-for-steel-products/). AISC Engineering FAQ. [](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#wiki-cite-ref-3) https://www.aisc.org/aisc/solutions-center/engineering-faqs/10-general-content-and-format-of-astm-standard-specifications-for-steel-products/ 4. \[4\] Specialty Steel Industry of North America. [Composition and Properties](https://www.ssina.com/education/technical-resources/composition-properties/). SSINA technical resources. [](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#wiki-cite-ref-4) https://www.ssina.com/education/technical-resources/composition-properties/ 5. \[5\] Nickel Institute. [Properties of Some Metals and Alloys](https://nickelinstitute.org/en/resources/technical-guides/properties-of-some-metals-and-alloys-297/). Nickel Institute technical guide. [](/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest#wiki-cite-ref-5) https://nickelinstitute.org/en/resources/technical-guides/properties-of-some-metals-and-alloys-297/ **In één oogopslag** Wat een aanduiding identificeert Een familie- of staalkwaliteitsaanduiding binnen een normenstelsel Vereiste context Norm, productvorm, leveringstoestand, afmeting, eenheden, beproevingsrichting en aanvaardingscriteria Veelvoorkomende waardetypen Maximum, minimum, bereik, typisch, nominaal, ontwerpwaarde of gerapporteerde analyse Kernregel Controleer de bepalende productspecificatie voordat conformiteit wordt toegekend [Terug naar Materiaaldatablad lezen](/nl/wiki/materiaaldatablad "Materiaaldatablad lezen — Steel Wiki")