Metalen
>> Roestvaststaal: austenitisch, ferritisch en duplex

Algemeen


Wat is roestvaststaal?

 

Roestvast staal is een ijzerlegering die minstens 11-12% chroom bevat. In contact met zuurstof uit de lucht vormt zich spontaan een chroomoxidehuid aan het oppervlak die het materiaal beschermt tegen corrosie.

Door het toevoegen van andere legeringelementen (vooral nikkel en molybdeen) neemt de sterkte en de weerstand tegen corrosie verder toe. Hierdoor ontstaan meer toepassingsmogelijkheden, maar wordt het materiaal ook duurder.

Roestvast staal wordt ook wel afgekort tot rvs.

 

 

Hoe wordt roestvaststaal gemaakt?

 

Bij roestvast staal worden 4 hoofdgroepen onderscheiden:

 

 

Ferritisch roestvast staal

Martensitisch roestvast staal

Austhenisch roestvast staal

Duplex staal

 

Ferritisch roestvast staal


Dit zijn roestvast staalsoorten die chroom als enige hoofdlegeringselement bevatten. Het zijn chroomstalen met een maximum koolstofgehalte van 0,1%. Door dat lage gehalte aan koolstof zijn die chroomstalen niet hardbaar. De ferritische roestvast staalsoorten bevatten 11% tot 17% chroom zonder nikkel en zijn magnetisch. De 17% chroomstalen weerstaan niet aan interkristallijne corrosie bij het lassen. De meest gekende kwaliteit van de ferritische roestvast staalsoorten is de ASTM 430. Die bevat ongeveer 17% chroom. Deze kwaliteit wordt vooral gebruikt voor goedkopere huishoudelijke toepassingen en bekledingen.

 

Martensitisch roestvast staal

 

RVS Deurbeslag
 

Dat zijn roestvast staalsoorten die net als de ferritische, chroom als hoofdbestanddeel bevatten. In tegenstelling tot de ferritische bevatten die chroomstalen een koolstofgehalte tussen de 0,2% en 1,1%. Door zijn hoog gehalte aan koolstof is dat de enige groep roestvast staal waarvan verschillende kwaliteiten kunnen gehard worden.

Deze martensitische soorten met 13% tot 17% chroom worden gebruikt voor assen, pompen en messen in roestvast staal die een hogere hardheid vereisen. De martensitische roestvaste stalen worden veel toegepast als veredeld staal en zelfs als gereedschapstaal (bijv. X40Cr13).

Door het relatief hoge koolstofgehalte (0,2% - 1,1%) kunnen gemakkelijk CRC's (Chroomcarbiden) gevormd worden, waardoor het percentage vrije chroom tot onder de 10,5% kan zinken, hetgeen tot corrosie kan leiden.

Deze CrC’s zijn meestal omgeven door zones met een sterk verlaagd chroomgehalte, waardoor deze zones wat betreft corrosiebestendigheid vergelijkbaar worden aan gewoon staal en reeds corrosie vertonen in een vochtig milieu.

De soort X89CrMoV18 1, die door het hoge chroomgehalte als zeer roestvast wordt aangemerkt, vertoont frequent aaneengesloten CrC-banen, waarbij de eveneens aaneengesloten ontchroomde zones tot preferent doorroesten kunnen leiden.  

 

Austhenisch roestvast staal

 

Austenitisch roestvast staal bevat naast chroom ook nikkel en soms molybdeen en is niet of nauwelijks magnetisch. Nikkel zorgt dat austenitisch rvs beter te vervormen is. Bij een nikkelgehalte (>7%) heeft gegloeid rvs een stabiele austenitische struktuur. Door deformatie kan er echter martensiet gevormd worden in deze austenitische struktuur.   

Bij deformatie van nikkelgehaltes boven 20% blijft rvs stabiel austenitisch, maar bij gehaltes boven 10,5% is bij deformatie een minimale omzetting tot martensiet (ca. 1%) mogelijk. Echter bij nikkelgehaltes van ca. 7% kan deformatie tot aanzienlijke hoeveelheden martensiet (ca. 20%) leiden. De omzetting naar martensiet gaat gepaard met extra versteviging van het rvs. Een rvs kwaliteit met ca. 7% nikkel zal na hetzelfde percentage  koudwalsen een significant hogere sterkte vertonen dan een rvs met 10% nikkel. Dit is de reden dat voor een verenkwaliteit rvs overwegend voor soorten met een laag nikkelgehalte gekozen is.  

RVS Kast

 

Duplex staal


Duplex is een chroomnikkelstaal dat de laatste jaren aan belang heeft gewonnen. Vanwege zijn ferritische- austenitische structuur wordt het ook wel duplex-staal genoemd. Het gehalte aan chroom ligt tussen de 24% en 27%, het nikkelgehalte tussen 4,5% en 7% en het molybdeengehalte tussen 2% en 6%.

Duplex heeft twee hele goede eigenschappen; het heeft een grotere sterkte en het heeft een hogere corrosieweerstand. Maar door het lage nikkelpercentage is duplex wel moeilijker te bewerken.

Duplex wordt steeds meer toegepast bij de constructie van chemische apparaten, bij het transport van aardgas en in boorplatforminstallaties.

In elk land hebben de Normalisatie Instituten hun indeling van rvs soorten. De meest gebruikte normen zijn ASTM (in de VS) en DIN. In de EU-lidstaten zal de EN-norm DIN gaan vervangen. Men streeft naar universele normering, zodat in Amerika en Europa dezelfde normering geldt, namelijk de ISO-norm.