S235 staal is een van de meest toegepaste constructiestaalsoorten in Europa. Het combineert een betrouwbare sterkte, uitstekende vervormbaarheid en hoge lasbaarheid, waardoor het breed inzetbaar is in de bouw, machinebouw, infrastructuur en transportsector. Deze pagina gaat diep in op chemische samenstelling, fysische en mechanische eigenschappen, metaalkundige achtergrond, verwerkingstechnieken zoals smeden en warmbewerking, lasbaarheid, corrosiebescherming en concrete toepassingen. Daarnaast bespreken we subkwaliteiten, vergelijkingen met andere staalsoorten en procesparameters.
Wat is S235 staal?
S235 staat voor structural steel met een minimum vloeigrens van 235 MPa bij een dikte tot 16 mm volgens de Europese norm EN 10025‑2. Het is een laagkoolstofstaal dat ontworpen is voor structurele toepassingen waarbij een evenwicht tussen sterkte en ductiliteit essentieel is. Door de lage koolstofinhoud (<0,22%) heeft S235 een uitstekende lasbaarheid en kan het worden toegepast zonder complexe warmtebehandelingen, waardoor het ideaal is voor standaard constructies zoals kolommen, balken en frames.
Chemische samenstelling
De chemische samenstelling van S235 is zorgvuldig gereguleerd om consistente mechanische en fysische eigenschappen te garanderen. Hieronder een overzicht van de belangrijkste elementen en hun functie:
| Element | Maximaal % | Rol in het staal |
|---|---|---|
| Koolstof (C) | ≤0,22% | Verhoogt sterkte en hardheid, maar beperkt ductiliteit; laag gehalte bevordert lasbaarheid. |
| Mangaan (Mn) | ≤1,60% | Verbetert hardheid, taaiheid en verwerkbaarheid, reageert met zwavel om sulfiden te binden. |
| Silicium (Si) | ≤0,55% | Ontstekingsmiddel in staalproductie, verhoogt sterkte zonder brosheid te veroorzaken. |
| Fosfor (P) | ≤0,05% | Onzuiverheid; verhoogt brosheid bij lage temperaturen, daarom streng beperkt. |
| Zwavel (S) | ≤0,05% | Onzuiverheid; bevordert brosheid, wordt gebonden door mangaan voor betere verwerkbaarheid. |
| Koper (Cu) | ≤0,55% | Verhoogt corrosiebestendigheid en taaiheid bij lage temperaturen. |
Fysische eigenschappen
De fysische eigenschappen van S235 bepalen het gedrag bij belasting en temperatuurwisselingen. De dichtheid, thermische geleidbaarheid en uitzettingscoëfficiënt maken S235 geschikt voor standaard constructies en machineonderdelen.
- Dichtheid: ~7,85 g/cm³ – essentieel voor structurele berekeningen.
- Thermische geleidbaarheid: ~54 W/m·K bij 20°C – beïnvloedt warmteafvoer bij lassen en warmbewerking.
- Thermische uitzettingscoëfficiënt: ~12×10⁻⁶/K – relevant bij constructies met temperatuurverschillen.
- Smeltpunt: 1420–1510 °C – belangrijk bij warmbewerking en productieprocessen.
Mechanische eigenschappen
De mechanische eigenschappen zijn cruciaal voor ontwerpers en constructeurs. S235 biedt een evenwichtige combinatie van sterkte, ductiliteit en impactweerstand.
- Vloeigrens (Rp0,2): ≥235 MPa – bepaalt maximale elastische belasting.
- Treksterkte (Rm): 360–510 MPa – maximale spanning voordat het staal breekt.
- Elongatie: 23–26 % – hoge ductiliteit vermindert scheurvorming bij overbelasting.
- Impactenergie: ≥27 J (JR bij +20°C) – weerstand tegen plotselinge belastingen.
- Elasticiteitsmodulus: ~210 GPa – bepaalt stijfheid van constructies.
Metaalkundige achtergrond
S235 staal heeft een ferritisch-perlitische microstructuur. Ferriet is zacht en ductiel, terwijl perliet zorgt voor sterkte en taaiheid. De verhouding tussen ferriet en perliet beïnvloedt vervormbaarheid, rek en hardheid. Lage koolstofconcentratie maakt het staal geschikt voor koud en warm vervormen, lassen en buigen zonder broosheid of scheurvorming. Koude vervorming kan lichte verharding veroorzaken, wat in sommige toepassingen voordelig is.
Warmvervorming en smeden (forging)
S235 kan uitstekend warm worden vervormd. Bij warmbewerking (hot forging) wordt het staal verwarmd boven de recrystallisatie-temperatuur (950–1250°C). Hierdoor wordt het materiaal plastisch vervormbaar, verminderen interne spanningen en wordt de korrelstructuur verfijnd, wat leidt tot verbeterde mechanische eigenschappen.
| Proces | Aanbevolen temperatuur (°C) |
|---|---|
| Hot forging | 950–1250 |
| Rolling | 900–1250 |
| Bending | 900–1150 |
| Normalizing | 880–930 |
Warmtebehandeling
Normaliseren (verwarmen boven kritische temperatuur en luchtkoeling) verfijnt de korrelstructuur, vermindert interne spanningen en verbetert uniformiteit in mechanische eigenschappen. Door de lage koolstofinhoud zijn geharde behandelingen zelden nodig. Warmtebehandeling verbetert vooral structurele uniformiteit bij grotere profielen en platte platen.
Lasbaarheid
De lage koolstofinhoud en gecontroleerde samenstelling maken S235 uitstekend lasbaar met MIG, MAG, TIG en elektrode lassen. Lasnaden zijn ductiel, met minimale kans op scheurvorming. Bij dikke profielen of lage temperaturen zijn pre- en postheating aanbevolen om spanning in de las te minimaliseren.
Corrosiebescherming
S235 is niet corrosiebestendig en moet beschermd worden tegen roest. Toepassingen omvatten galvaniseren, poedercoaten of schilderen. Bij buitengebruik in industriële of maritieme omgevingen zijn periodieke inspecties en onderhoud nodig om corrosie te voorkomen.
Subkwaliteiten van S235
- S235JR – Impacttest ≥27 J bij +20°C
- S235J0 – Impacttest ≥27 J bij 0°C
- S235J2 – Impacttest ≥27 J bij −20°C
Toepassingen
- Bouwconstructies: balken, kolommen, frames en staalstructuren
- Machinebouw: frames, ondersteunende constructies, gereedschappen
- Transportframes, kranen en voertuigen
- Infrastructuur: bruggen, viaducten, ondersteunende structuren
Vergelijking met andere constructiestaalsoorten
| Staalkwaliteit | Minimum vloeigrens (MPa) | Toepassing |
|---|---|---|
| S235 | 235 | Algemene constructies |
| S275 | 275 | Zwaardere structuren, hogere sterkte |
| S355 | 355 | Hogere sterkte toepassingen, bruggen, zware machines |
Samenvatting
S235 staal is een veelzijdige laagkoolstof constructiestaalsoort met een optimale combinatie van sterkte, ductiliteit en lasbaarheid. Het is geschikt voor een breed scala aan structurele toepassingen, kan worden verwerkt via warmbewerking en lassen, en vereist bescherming tegen corrosie. Subkwaliteiten zoals S235JR, J0 en J2 bieden impactbestendigheid bij verschillende temperaturen. De combinatie van fysische en mechanische eigenschappen maakt S235 tot een standaardkeuze voor bouw, industrie en infrastructuur.
Bronnen
- EN 10025‑2: Non-alloy structural steels – Europese norm
- MetalZenith – S235 chemische & mechanische eigenschappen
- TheWorldMaterial – S235 staal datasheet
- Wikipedia – Forging temperature ([en.wikipedia.org](https://en.wikipedia.org/wiki/Forging_temperature?utm_source=chatgpt.com))
- Triton Metal Alloys – Carbon steel forging guide
