Vervormingsstaal is, de naam zegt het al, staalplaat dat goed te vervormen is. Maar welke elementen beïnvloeden nou de vervormbaarheid van plaatmateriaal. En waarom is deze eigenschap zo belangrijk bij de techniek dieptrekken?
Om deze vragen te beantwoorden, vergelijken we eerst twee soorten roestvaststaal. Daarna gaan we kort in op de belangrijkste legeringselementen die van invloed zijn op het omvormproces.
Wat bepaalt de hardheid van vervormingsstaal?
In de regel bestaat roestvaststaal uit een legering van vooral ijzer, chroom, nikkel en koolstof. Legeren is het toevoegen van elementen, waardoor bestaande eigenschappen worden verbeterd of nieuwe eigenschappen worden toegevoegd.
Ter illustratie: ferritisch rvs bevat maximaal 0,1 procent koolstof. Door het lage gehalte aan koolstof is deze staalsoort niet hardbaar en dus goed te vervormen. Martensitisch rvs heeft een hoog koolstofgehalte van maar liefst 0,2 tot 1,1 procent. Daardoor verdient deze soort wel het predicaat “hardheid”, maar op vervormbaarheid levert hij fors in.
Kortom, de hoeveelheid koolstof bepaalt de hardheid van vervormingsstaal. Hoe hoger het koolstofgehalte, hoe lastiger het staal te vervormen is.
Kruipsterkte
Niet alleen koolstof, maar ook nikkel beïnvloedt de vervormbaarheid van staal. Zo verbetert het de kruipsterkte waardoor de staalplaat beter te vervormen is. Daarom wordt nikkel aan tal van staalkwaliteiten toegevoegd.
Kruipsterkte is de spanning die bij een bepaalde temperatuur en na een gegeven tijd tot breuk leidt.
Sterkte-gewichtsverhouding
In veel soorten roestvaststaal zit ook titaan. Deze exoot onder de staalsoorten is makkelijk te vervormen zonder dat het scheurt. Dat komt door de gunstige sterkte-gewichtsverhouding. Daarnaast heeft titaan een uitzonderlijke corrosiebestendige eigenschap.
Warm- of koudgewalst staalplaat
Vervormingsstaal is warm- of koudgewalst. Koudgewalst staalplaat wordt uit warmgewalst staalplaat gemaakt door deze koud na te walsen. Met deze extra stap bereik je een betere kwaliteit en kleinere toleranties.
Koudgewalst staalplaat is dunner dan warmgewalst staalplaat en heeft een gladder oppervlak.
Omvormtechniek
Tot slot: dieptrekken is een omvormtechniek met als belangrijkste kenmerk dat de wanddikte van het product gelijk blijft aan de oorspronkelijke plaatdikte. Om die reden is het cruciaal dat het plaatmateriaal goed te vervormen is binnen de toleranties zonder dat het scheurt. Een zo laag mogelijk koolstofgehalte en toevoegingen als nikkel en titaan dragen hieraan in positieve zin bij.
Wat is roestvast staal
Wat is roestvast staal
Roestvast staal is een mengsel van vooral ijzer, chroom, nikkel en koolstof. Officieel spreekt men van rvs wanneer het minimaal 11 tot 12 procent chroom en maximaal 1,2 procent koolstof bevat. Maar het palet kent meer smaken. Vele soorten bevatten ook andere elementen als molybdeen, titanium, mangaan, stikstof en silicium.
Roestvast of roestvrij
In de volksmond gebruikt men al snel de term roestvrij staal. Maar in de metaalwereld houden ze daar niet zo van. Simpelweg omdat gewoon staal dat nog niet roest, ook “roestvrij” is. Daarom spreken ze in de metaalkunde liever over een roestvaststaal. En hoewel de naam anders doet vermoeden, kan dit staal wel degelijk roesten.
Hoe kan het nou dat roestvast staal toch roest
In principe beschermt het laagje oxide op rvs het onderliggende materiaal tegen corrosie. Deze zogenaamde oxidehuid ontstaat spontaan wanneer het in contact komt met zuurstof uit de lucht. Maar er zijn twee spelbrekers. De eerste is chloride. Deze ongewenste stof trekt waterdamp door de beschermlaag heen waardoor het toch kan roesten.
De tweede spelbederver is verontreiniging van het materiaal door gewoon staal dat wel roest. Kies daarom voor een goed type roestvast staal en de juiste behandeling van het materiaal. Met beitsen bijvoorbeeld bereik je al snel een goed resultaat. Dit chemische proces lost alle verontreinigingen op waardoor het weer resistent wordt tegen roest.
Hoe wordt het gemaakt
Roestvast staal kent vier hoofdgroepen:
• Ferritisch
• Martensitisch
• Austhenisch
• Duplex rvs
Ferritisch roestvast staal
Ferritisch roestvast staal heeft chroom als hoofdbestanddeel en bevat maximaal 0,1 procent koolstof. Door het lage gehalte aan koolstof is het niet hardbaar. Deze staalsoort bevat 11 tot 17 procent chroom zonder nikkel én het is magnetisch. Daarom wordt het omarmd in de wereld van inductiekoken. De meest gebruikte kwaliteitsnorm is ASTM 430.
Martensitisch roestvast staal
Ook martensitisch roestvast staal heeft chroom als hoofdbestanddeel. In tegenstelling tot de ferritische bevat deze staalsoort een hoog koolstofgehalte (0,2 tot 1,1 procent). Daardoor is het de enige groep die het predicaat “hardheid” verdient. Zo wordt het gebruikt voor assen, pompen en messen in rvs die om een hogere hardheid vragen
Austenitisch roestvast staal
Austenitisch roestvast staal bevat naast chroom ook nikkel en soms molybdeen. Het is niet of nauwelijks magnetisch. Nikkel zorgt ervoor dat het beter te vervormen is. Daarom bestaat rvs niet alleen uit chroom, maar ook uit nikkel.
Duplex staal
Duplex is een chroomnikkelstaal. Het chroomgehalte is 24 tot 27 procent, het nikkelgehalte is 4,5 tot 7 procent. Het is sterker dan andere staalsoorten en het heeft een hogere corrosieweerstand. Maar het lage nikkelpercentage maakt duplex wel moeilijker te bewerken. Duplex wordt steeds vaker toegepast bij de constructie van chemische apparaten, het transport van aardgas en in installaties van boorplatforms.