Messenstaal
Zoveel messen, zoveel staalsoorten. Voorheen werden messen gemaakt van vuursteen, later van brons en ijzer. IJzer is een scheikundig element en heeft de aanduiding Fe. Vaak wordt ijzer in de volksmond staal genoemd. Staal is echter een legering van ijzer en koolstof.
Gewoon ijzer is niet sterk genoeg om een fatsoenlijk mes van te maken. Dit komt omdat het niet hard genoeg is. Door elementen toe te voegen ontstaat er een legering. Iedere legering heeft zijn eigenschappen en voor- en nadelen. Grofweg is te zeggen dat er twee hoofdcategoriën zijn:
Koolstofstaal en roestvast staal.
Koolstofstaal (Carbonstaal)
Door koolstof (scheikundig element C) toe te voegen wordt er een staal-legering gemaakt. Deze is harder dan gewoon ijzer en wordt koolstofstaal of carbonstaal genoemd. Er zijn 3 verschillende categoriën carbonstaal: laag carbon (0,05%-0,3%), midden carbon (0,3%-0,5%), hoog carbon (0,5%-0,95%) en heel hoog carbon (0,96%-2,1%). De categoriën slaan op het koolstofgehalte in het staal.
Hoog koolstofstaal wordt van oudsher veel gebruikt voor messen. Dit is ook niet gek, de elementen zijn ruim voorhanden en als het mes eenmaal geproduceerd is, behoudt het zijn scherpte prima. Over het algemeen behoudt koolstofstaal zijn scherpte beter dan roestvast staal. De reden waarom roestvast staal tegenwoordiger vaker gebruikt wordt is omdat koolstofstaal gevoelig is voor oxidatie oftewel roest. Een mes van koolstofstaal heeft speciaal onderhoud nodig. Het mes moet na gebruik goed afgedroogd worden bijvoorbeeld. Een bekend voorbeeld van een koolstofstaal mes is het molenmes van Robert Herder. Dit mesje staat er bekend om altijd scherp te blijven. Dit komt doordat het lemmet zich zelf scherp "roest".
Roestvast staal (RVS)
Roestvast staal of in de volksmond roestvrij staal is een legering van ijzer en verschillende elementen. Officeel mag RVS pas RVS genoemd worden als er maximaal 1,2% koolstof en minimaal 13% chroom in zit. Door toevoeging van andere elementen kunnen bepaalde eigenschappen behaald worden. Roestvast staal kan wel degelijk roesten. Door oxidatie van het chroom in het staal ontstaat er een afsluitende laag, die voorkomt dat het staal verder roest.
Toevoegingen aan de legering
De legeringen van messenstaal is als een receptenboek. Voeg bij het bakken van een appeltaart een extra eitje in het deeg en je deeg wordt elastischer en zal bij het bakken mooier goudbruin worden. Meer bloem zorgt voor een brosser resultaat en de toevoeging van boter zorgt ervoor dat je taart los laat van de bodem, maar maakt de taart wel vet. Zo is het ook bij staalsoorten. Het ene element werkt positief voor de hardheid van het staal, maar negatief op de bewerkbaarheid. Er zijn verschillende eigenschappen in staal te onderscheiden:
- Scherptebehoud: in hoeverre het mes zijn scherpte behoudt.
- Corrosie bestendigheid: in hoeverre het mes bestand is tegen oxidatie.
- Hardbaarheid: in hoeverre het mes gehard kan worden in het hardingsproces.
- Sterkte: in hoeverre het mes krachten kan in de trekrichting zonder te breken.
- Taaiheid: in hoeverre het mes klappen kan opvangen zonder te breken.
- Vervormbaarheid: in hoeverre het mes kan buigen zonder te buigen of te barsten.
- Slijtvastheid: in hoeverre het mes slijtagebestendig is.
- Bewerkbaarheid: in hoeverre het mes bewerkbaar is, bijvoorbeeld slijpen.
Ieder element heeft zo zijn eigen invloed op deze eigenschappen. Daarom wordt er vaak een mix van verschillende elementen gebruikt. Hieronder staat op gesomd wat verschillende element toevoegen aan de legering. Tussen de haakjes staat telkens het scheikundig symbool.
Koolstof (C):
Koolstof is het belangrijkste element voor de hardheid van het staal. De meeste messen hebben ongeveer 0,5% koolstof in de legering. Naast de hardheid verhoogt koolstof ook de sterkte van het staal.
Chroom (Cr):
Chroom verhoogt de corrosiebestendigheid, slijtvastheid en de hardbaarheid. Om van roestvast staal te spreken moet er minimaal 13% chroom in de legering zitten. De taaiheid verlaagt bij te veel chroom.
Kobalt (Co):
De sterkte en hardheid wordt hoger door de toevoeging van kobalt. Daarnaast versterkt kobalt de invloeden van andere elementen in complexe legeringen.
Koper (Cu):
Koper wordt gebruikt om de corrosiebestendigheid te verhogen.
Mangaan (Mn):
Mangaan verhoogt de hardbaarheid, sterkte en slijtvastheid van het staal.
Molybdeen (Mo):
Molybdeen maakt staal corrosiebestendiger, sterker en beter bestand tegen temperatuursverschillen.
Nikkel (Ni):
Door de toevoeging van nikkel wordt staal taaier, harder en beter bestand tegen corrosie.
Silicium (Si):
Silicim heeft dezelfde werking als mangaan en verhoogt dus de hardbaarheid, sterkte en slijtvastheid.
Vanadium (V):
Verhoogt de slijtvastheid en hardbaarheid. Daarnaast zorgt het voor een kleinere korrelstructuur, waardoor een mes taaier wordt en beter zijn scherpte behoudt.
Veel gebruikte staalsoort
In de messenwereld is de staalsoort X50CrMoV15 veel gebruikt. Dit is een roestvaste legering. Een dergelijke "staalcode" is deels uit te pluizen. Zo verteld de code dat er 0,5% koolstof in zet en 15% chroom. Als een DIN-code bekend is, kan de volledige legering achterhaald worden. Deze legering (DIN 1.4116) bestaat uit de volgende elementen:
- 0,45% tot 0,55% koolstof
- 14% tot 15% chroom
- 0,5% tot 0,8% molybdeen
- 0,1% tot 0,2% vanadium