Gietijzer en staal zijn legeringsvormen met ijzer en koolstof. Een legering is een zuiver mengsel van metalen of een mengsel van metalen en andere elementen. Gietijzer en staal hebben een bewezen industriële waarde en worden daarom gebruikt als gangbare bouwmaterialen. Ze verschillen echter in hun samenstelling. Het belangrijkste verschil tussen Gietijzer en Staal is dat de hoeveelheid koolstof aanwezig in gietijzer is zeer hoog, terwijl de hoeveelheid koolstof aanwezig in de samenstelling van staal wordt geregeld. Vanwege dit verschil in samenstelling hebben ze zeer verschillende eigenschappen ten opzichte van elkaar.
Gietijzer is een legering van ijzer; het bevat ijzer als hoofdmetaal samen met een koolstofpercentage dat groter is dan 2%. Over het algemeen varieert de hoeveelheid aanwezige koolstof van 2-4%. Silicium is ook een ander legeringselement in gietijzer met een ruw percentage van ongeveer 1-3% per gewicht. De aanwezigheid van deze verschillende elementen beïnvloedt de kleur en de kwaliteit van het geproduceerde gietijzer. Bepaalde andere onzuiverheden zoals carbide en grafiet kunnen ook de initiatie van scheuren in het metaal beïnvloeden.
Gietijzer heeft een lager smeltpunt dan het element IJzer. Dit komt omdat ijzer ander materiaal als onzuiverheden bevat. Daarom is het gemakkelijk om in mallen te worden gegoten. Gieten is een productietechniek waarbij het vloeibare materiaal in vormen wordt gegoten en wordt gestold. Het gestolde materiaal wordt het 'gieten' genoemd en wanneer het stollen voltooid is, kan het materiaal uit de vorm worden verwijderd. Gietijzer is een bros materiaal dat vaak goedkoop is. Het heeft ook een hoger warmtetolerantieniveau met een hoog thermisch vermogen. De elektrische en thermische geleidbaarheid is echter relatief laag.
Staal is samengesteld uit ijzer als het belangrijkste legeringsmetaal met koolstof als de belangrijkste tweede component met een gewichtspercentage van ongeveer 2,1%. De opname van elementen zoals chroom maakt het mogelijk staal van betere kwaliteit te produceren, zoals roestvrij staal. Zoals de naam al aangeeft, is roestvrij staal bestand tegen corrosie. Dit komt omdat chroom een hoger oxidatiepotentieel heeft dat op zijn beurt het ijzer beschermt tegen oxidatie bij blootstelling aan lucht en vocht.
Staal heeft verschillende wenselijke eigenschappen waardoor het een geschikt constructiemateriaal is. Staal heeft een relatief hoge viscositeit en is moeilijk te gieten omdat het smeltpunt hoger is dan gietijzer. Het is ook milder dan gietijzer. In tegenstelling tot gietijzer breekt staal niet gemakkelijk. In plaats daarvan vormt het chips wanneer het wordt gemalen en is het kneedbaar. Staal heeft meer treksterkte dan gietijzer. De sterkte van elk materiaal verschilt echter per gebruikscontext. Staal wordt voornamelijk gebruikt voor de bouw, voor balken en ook voor de productie van gebruiksvoorwerpen.
Gietijzer is een legering gemaakt van ijzer en koolstof met een gewichtspercentage rond 2-4%, samen met silicium en carbide onzuiverheden.
Staal is voornamelijk gemaakt van ijzerlegering met een gecontroleerde hoeveelheid koolstof ongeveer rond de 2%.
Gietijzer is eenvoudig te gieten omdat het een lager smeltpunt heeft.
Staal is moeilijker te casten.
Gietijzer is goedkoper.
Staal is duurder en komt vaak in verschillende graden.
Gietijzer breekt gemakkelijk, en het barst op het punt van onzuiverheden.
Staal breek niet zo gemakkelijk en is kneedbaar.
Gietijzer heeft een hogere druksterkte.
Staal heeft een hogere treksterkte.
Afbeelding met dank aan:
"Steel_wire_rope.png" door Johannes Hemmerlein afgeleide werk: Materialscientist - Steel_wire_rope.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
"Centrale hal van het Natural History Museum, London" door Minn Pongpaibul - Eigen werk, (GFDL) via Commons Wikimedia