Eigenschappen van staal

• Ijzer met minder dan 1.9% koolstof wordt STAAL genoemd, boven deze grens spreken we over gietijzer of ruwijzer 
• Het smeltpunt van ijzer wordt lager naarmate er meer koolstof in voorkomt 
• Bij een hoger koolstofgehalte wordt het temperatuurgebied voor warmvervormenkleiner, staalsoorten met minder dan 1.5 % koolstof zijn nog praktisch warm te smeden. 
• Beproevingsmethoden
• Treksterkte– dmveen trekproef in een trekbank 
• Hardheid– doorhardheidsproeven kan worden bepaald of een materiaal hard of zacht is dit houdt verband met de treksterkte. Brinellen Vicker
• Kruipsterkte 
• Meten we door in een proefopstelling het materiaal gedurende langere tijd en bij een hoge temperatuur te belasten 
• De kruipgrens is de grootste belasting waaraan een materiaal bij een bepaalde temperatuur kan worden blootgesteld, zonder dat er zodanige vervorming ondergaat, da de bruikbaarheid bij normale levensduur daardoor nadelig wordt beïnvloed. In het algemeen treedt bij staal pas een afwijking op bij temperaturen van 350gr C en hoger

Soorten roestvast staal

Austenitisch roestvast staal  (zogenaamde 200- en 300-serie)

De 200-serie bevat mangaan als austenietvormer, terwijl hiervoor bij de 300-serie nikkel wordt gebruikt

De meest gebruikte en ook bekendste roestvaste staalsoorten behoren tot de groep van de austenitische roestvaste stalen, die in de AISI-indeling de 300 serie wordt genoemd met als bekende voorbeelden AISI 304 en 316. De austenitische structuur is de metaalstructuur van gamma ijzer, die in gewone staalsoorten alleen kan bestaan bij roodgloeihitte. Door het toevoegen van legeringselementen, dat zijn meestal andere metalen, kan de austenitische structuur ook bij omgevingstemperatuur blijven bestaan. Austenitisch roestvast staal bevat 16 – 26 % chroom, 4 – 22 % nikkel.

Voorbeelden van gangbare austenitische staaltypen zijn 304 en 316.

Ferritisch roestvast staal (400 serie)

De ferritische en martensitische typen worden door de 400-serie aangegeven.
Ferritische roestvaste staalsoorten zijn in feite met chroom (13 – 18 %) gelegeerde staalsoorten, die soms kleine hoeveelheden andere legeringsbestanddelen bevatten. Ze hebben een alfa structuur, die ook gewoon ongelegeerd staal heeft. Daardoor zijn ze ferromagnetisch.
Het koolstofgehalte is zo laag, dat ze door een warmtebehandeling niet gehard kunnen worden. De ferritische roestvaste staalsoorten hebben op veel punten eigenschappen, die overeenkomen met ongelegeerd staal. Ferritisch roestvast staal is redelijk corrosievast.

Voorbeelden van ferritische zijn de typen 430 en 446.

Kubisch Ruimtelijk Gecentreerd  (Alpha)

– bezit 9 atomen

– minder dichte structuur

– minder glijdingsmogelijkheden
– minder plastisch vervormbaar

Martensitisch roestvast staal (400 serie)

De ferritische en martensitische typen worden door de 400-serie aangegeven.
Martensiet is het karakteristieke bestanddeel in gehard staal. Het ontstaat als koolstofhoudend staal vanuit
hoge temperatuur snel wordt afgekoeld (afschrikken).
De martensitische roestvast staalsoorten kenmerken zich door een hoger koolstofgehalte (0,20 – 1,10 %)
dan de austenitische en ferritische typen (< 0,1 %). Martensitische roestvast staalsoorten zijn eveneens
ferromagnetisch.
Het zijn ook chroomstalen (12 – 18 %) met soms enige andere bestanddelen in kleine hoeveelheden. Martensitisch roestvast staal is in geharde toestand goed corrosievast.

 Voorbeelden van martensitische, de typen 410 en 420.

Duplex roestvast staal

Duplex roestvast staal wordt gekenmerkt door meer dan één structuur, bijvoorbeeld ferriet naast austeniet.
Van de bijzondere eigenschappen noemen we een grotere weerstand tegen spanningscorrosie. Enige namen zijn: type 326, Uranus 50, 44 LN, Alloy 2205 en Ferralium 255.

Precipitatiehardend roestvast staal  (600 serie)

Superlegeringen  

• Samenstelling van de naam
  

  
  Het nummer van de Europese norm (EN 10025) 
  Het basissymbool, gevolgd door een getal, dat de gespecificeerde minimumwaarde van de vloeigrens, uitgedrukt in MPa of N/mm² voor dikten gelijk aan of kleiner dan 16mm, aangeeft. 
  
  Het basissymbool kan zijn; 
  S -> Constructiestaal 
  P -> Staal voor drukvaten 
  L-> Staal voor transportleidingen 
  E-> constructiestaal, zonder specifieke eisen aan de rek- en lasbaarheid. 
  G-> Gietstaal 
  B-> Betonstaal 
  D-> Platte producten voor koudvervorming(gevolgd door C, D of X) 
  H-> Koudgewalste platte producten met een hoge rekgrens bestemd voor kouddieptrekken. 
  De kwaliteitsaanduiding, die bestaat uit twee letters of een combinatie van letter en cijfer (JR, J0, J2, K2) en duidt op een eis betreffende de lasbaarheid (de lasbaarheid neemt toe van kwaliteit JR naar K2) en de minimale kerfs
  X staat voor legering
  

Chroom 

Chroom komt veel voor in veredelstalen omdat het de kritische afkoelsnelheid en doorharding verbetert. Het is een sterke carbidevormer en wordt daarom vaak in gereedschapsstalen gebruikt om de slijtvastheid te bevorderen. Hoe meer chroom aan staal wordt toegevoegd hoe groter de weerstand tegen oxidatie (minimaal 10,5% voor corrosievastheid). Het verhogen van het percentage chroom heeft als groot nadeel dat de lasbaarheid afneemt en dient nabehandeld te worden om inwendige spanningen kwijt te raken ten gevolge van krimp RVS is staal met meer dan 13% Cr.

Nikkel 

Nikkel wordt vaak aan ongelegeerd en laaggelegeerd staal toegevoegd omdat de weerstand tegen brosse breuk toeneemt. In roestvast staal ontstaat een austenitische structuur wanneer meer dan 7% nikkel wordt toegevoegd. Hierdoor verbetert bovendien de weerstand tegen corrosie. 

Geschikt voor gebruik lage temperatuur constructiestalen (9%Ni)

Ni geeft een hoge taaiheid en treksterkte, staal met meer dan 38% Ni zet niet meer uit

Molybdeen 

Molybdeen wordt veel gebruikt in combinatie met andere elementen. Molybdeen is – net als vanadium en wolfraam – een sterke carbidevormer. De gevoeligheid voor ontlaatbrosheid in veredelstalen wordt verminderd door molybdeen. Fijnkorreligheid en lasbaarheid worden positief beïnvloedt door dit element toe te voegen. Het verhoogt de vermoeiingsterkte, dus bestand tegen wisselende belastingen. Door bijvoorbeeld molybdeen aan staal toe te voegen is een hogere slijtvastheid te bereiken

Staal met Cr, Ni en Mo is bestand tegen diverse zuren.

Staal valt in drie groepen in te delen aan de hand van de hoeveelheid toegevoegde elementen (legeringselementen): 

Ongelegeerd staal (maximaal 1,5% aan legeringselementen) 

Laaggelegeerd staal (van 1,5% tot 5% aan legeringselementen) 

Hooggelegeerd staal (meer dan 5% aan legeringselementen) 

Koolstof is bij staal geen legeringselement. Als er meer dan 1.9% koolstof in ijzer zit spreken we over gietijzer. 

Bron: https://www.tosec.nl/wiki/invloed-legeringselementen-staal/

Bron: http://www.corrosiehelpdesk.nl/inlrvs/cursus.html

Samenvatting  
Roestvaste staalsoorten zijn ijzerlegeringen, die altijd veel chroom bevatten. Daarnaast worden vaak ook nikkel en molybdeen gebruikt.  
Bij normaal gebruik in de atmosfeer vertoont roestvast staal geen corrosieverschijnselen. Onder bijzondere omstandigheden kan dit wel het geval zijn. Naast corrosievast is roestvast staal ook hittevast.  
Het toepassingsgebied van roestvast staal is de laatste tientallen jaren explosief gestegen. De voornaamste roestvaste staalsoorten zijn: ferritisch, martensitisch en austenitisch. Daarnaast zijn voor speciale doeleinden ontwikkeld precipitatiehardend en duplex roestvast staal.  
Ferritisch, 400-serie, magnetisch, niet hardbaar, bevat chroom.  
Martensitisch, 400-serie, magnetisch, hardbaar, bevat chroom.  
Austenitisch, 300-serie, niet magnetisch, niet hardbaar, taai, slechte geleider voor warmte en elektriciteit, bevat nikkel en chroom.  
Duplex roestvast staal bevat meer dan één structuur.  
Precipitatiehardend roestvast staal is voor een deel ondergebracht in de 600-serie; het kan door precipitatieharding sterker gemaakt worden.  
Superlegeringen bevatten zeer veel legeringselement, soms meer dan 50 %. Ze zijn er op ijzerbasis, nikkelbasis en kobaltbasis.

Samenvatting  

Roestvaste staalsoorten zijn ijzerlegeringen, die altijd veel chroom bevatten.

Daarnaast worden vaak ook nikkel en molybdeen gebruikt.  
Bij normaal gebruik in de atmosfeer vertoont roestvast staal geen corrosieverschijnselen.

Onder bijzondere omstandigheden kan dit wel het geval zijn. Naast corrosievast is roestvast staal ook hittevast.  

De voornaamste roestvaste staalsoorten zijn: ferritisch, martensitisch en austenitisch.

Ferritisch, 400-serie, magnetisch, niet hardbaar, bevat chroom.  
Martensitisch, 400-serie, magnetisch, hardbaar, bevat chroom.  
Austenitisch, 300-serie, niet magnetisch, niet hardbaar, taai, slechte geleider voor warmte en elektriciteit, bevat nikkel en chroom.  

Voor speciale doeleinden ontwikkeld precipitatiehardend en duplex roestvast staal.  

Duplex roestvast staal bevat meer dan één structuur.  
Precipitatiehardend roestvast staal is voor een deel ondergebracht in de 600-serie; het kan door precipitatieharding sterker gemaakt worden.  
Superlegeringen bevatten zeer veel legeringselement, soms meer dan 50 %. Ze zijn er op ijzerbasis, nikkelbasis en kobaltbasis.

Bron: http://www.corrosiehelpdesk.nl/inlrvs/cursus.html