RVS soorten

download RVS soorten

of 3

  • date post

    08-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    386
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of RVS soorten

Afstudeeronderzoek

Voorbeelden van het constructief gebruik van

Roestvast staal in kaart gebracht

roestvast staal: (links) gevelconstructie van de Banque Parisbas in London en (onder) knoop voor het bevestigen van glazen panelen.20

Classificatie van de soorten roestvast staal op basis van hun gehalte aan chroom en nikkel.

austenitisch15

Roestvast staal is een materiaal dat vanwege een aantal goede eigenschappen wordt toegepast, zoals(foto: D. Gilbert, London)

gehalte nikkel (%)

10

een hoogwaardige uitstraling en een goede bestendigheid tegen corrosie. Vanwege toenemende onderhoudskosten van sluisdeuren in koolstofstaal, heeft met name de Bouwdienst van Rijkswaterstaat belangstelling voor alternatieve materialen. Naar aanleiding hiervan is in het kader van het afstuderen aan de TU Delft onderzoek gedaan naar de constructieve toepassing en eigenschappen van roestvast staal. Dit artikel geeft hiervan een overzicht. Een volgend artikel beschrijft de specifieke eisen van een sluisdeur in roestvast staal.Koolstofstaal voor constructieve toepassingen bestaat voornamelijk uit ijzer (Fe) en koolstof (C). Roestvast staal daarentegen bevat naast maximaal 85% en minimaal 48% ijzer ook minimaal 11% chroom (Cr). Het toevoegen van chroom verbetert de corrosieweerstand. De productie van roestvast staal omvat twee procent van de totale wereldstaalproductie. De austenitische soorten 304/304L en 316/316L vormen ongeveer 80% van de totale productie. Het gebruik van roestvast staal beperkt zich in hoofdzaak tot drie toepassingsgebieden, namelijk: huishoudelijke applicaties, constructiemateriaal voor de olie-, gas- en chemische industrie en voor de voedselindustrie. Constructieve toepassingen in de civiele techniek zijn tot op heden schaars. Er bestaat een groot aantal verschillende typen roestvast staal (tabel 1), die alle een andere samenstelling hebben. En juist die samenstelling bepaalt de eigenschappen van het materiaal. cifieke eisen voldoen. In tabel 2 staat de samenstelling van de verschillende soorten. Ferritisch Ferritisch roestvast staal heeft een maximum koolstofgehalte van 0,08%. De microstructuur bestaat uit -ijzer. Naast chroom (Cr) worden andere elementen zoals molybdeen (Mo), titanium (Ti) of niobium (Nb) toegevoegd. Sulfiden verbeteren het bewerken van roestvast staal. Door het toevoegen van kleine hoeveelheden stikstof (N) nemen de sterkte en de corrosieweerstand toe; de taaiheid neemt echter af. Lassen van ferritisch roestvast staal kan problemen als korrelgroei opleveren. Door de goede corrosie-eigenschappen en de weerstand tegen spanningcorrosie zijn typische toepassingen van ferritisch roestvast staal: containers, heetwatertanks, bekleding van stalen tanks, afwasmachines en keukengerei. Austenitisch Austenitisch roestvast staal ontstaat door het toevoegen van nikkel aan de ijzerchroomlegering en heeft de structuur van -ijzer met een dichtere atoomstapeling dan ferriet. De basissamenstelling van austenitisch roestvast staal bestaat uit gemiddeld 18% chroom en 8% nikkel. Deze hoeveelheid nikkel is nodig om bij kamertemperatuur de austenitische structuur te behouden. Molybdeen wordt toegevoegd om de weerstand tegen put- en spleetcorrosie (zie verderop) te vergroten. Titanium stabiliseert het materiaal doordat het koolstof beterBOUWEN MET STAAL 150, september/oktober 1999

5

precipitatiehardend

austenitischferritisch

martensitisch ferritisch0 10 15 20 gehalte chroom (%) 25 30

bindt dan chroom. Hierdoor kan er tijdens bewerkingen bij temperaturen tussen de 450 en 800 C, bijvoorbeeld tijdens het lassen, geen vorming van chroomcarbiden optreden. Het koolstofgehalte in austenitisch roestvast staal bedraagt minder dan 0,08% en voor L grades zelfs minder dan 0,03%. L grades worden aanbevolen om lasbederf te voorkomen. Bij lasbederf treedt vorming van chroomcarbiden op. Door stabilisatie met titanium is dit ook te voorkomen. De corrosieresistentie van koudvervormd austenitisch roestvast staal is minder dan voor oplossend gegloeid austenitisch roestvast staal. Austenitisch roestvast staal wordt vanwege de goede corrosieresistentie en door het harde en gladde oppervlak gebruikt in de chemische en farmaceutische industrie, in ziekenhuizen en voor nucleaire installaties. Duplex (austenitisch-ferritisch) Duplex roestvast staal heeft een gemengde austeniet-ferriet structuur. De goede eigenschappen van austenitisch en ferritisch roestvast staal zijn in deze soort gecombineerd, dus een zeer hoge corrosieresistentie in combinatie met een hoge sterkte. De spanning waarbij een blijvende rek van 0,2% ontstaat, is tweemaal zo hoog als van austenitisch roestvast staal. Duplex roestvast staal is minder gemakkelijk te fabriceren dan austenitisch roestvast staal en daardoor duurder. Duplex roestvast-staalsoorten bevatten lage percentages koolstof (minder dan 0,03%) en hebben een uitBOUWEN MET STAAL 150, september/oktober 1999

Tabel 1. Soorten roestvast staal en hun benaming. microstructuur ferriet NEN-EN 10088-1 soort aanduiding X7CrAl13 X6Cr17 X10Cr22 X10Cr25 X5CrNi18-10 X2CrNi19-11 X2CrNi18-9 X6CrNiTi18-10 X5CrNiMo17-12-2 X2CrNiMo17-12-2 X2CrNiMo17-12-3 X2CrNiMo18-14-3 X1NiNCrMoCu25-20-5 X6CrNiMoTi17-12-2 X2CrNiN18-10 X2CrNiMoN17-11-2 X2CrNiMoN17-13-5 X1NiCrMoCuN25-20-7 X2CrNiN18-7 X12Cr13 X20Cr13 X30Cr13 X40Cr13 X90Cr17 X15CrNi17-2 X35CrMo17 X2CrNiMoN22-5-3 X4CrNiMoN27-5-2 X2CrNiMoCuWN25-7-4 materiaalnr. 1.4016 1.4301 1.4306 1.4307 1.4541 1.4401 1.4404 1.4432 1.4435 1.4539 1.4571 1.4311 1.4406 1.4439 1.4529 1.4318 1.4021 1.4122 1.4462 1.4460 1.4410 AISI 405 430 442 446 304 304L 304L 321 316 316L 316L 316L 317LMN/904L 316Ti 304LN 316LN S31726 301LN/(302LN) 410/416 420 420 420 440B 431 S31803 329 S32750 UNS 430S17 304S31 304S11 304S11 321S31 316S31 316S11 316S13 316S13 904S13 320S31 304S61 316S61 420S29 2205 2507

austeniet

martensiet

Soorten roestvast staalRoestvast staal wordt op basis van chroom- en nikkelpercentages gegroepeerd (zie afbeelding). Er bestaan metallurgisch en chemisch gezien vijf verschillende hoofdsoorten, namelijk: ferritisch; austenitisch; austenitisch-ferritisch (duplex); precipitatiehardend; martensitisch. Elke hoofdsoort bestaat weer uit een aantal typen, die aan verschillende spe-

austeniet-ferriet (duplex)

Tabel 2. Percentage legeringselementen per soort roestvast staal. soort ferritisch austenitisch duplex martensitisch legeringselementen (%) Cr 12-18 17-20 20-25 12-18 Ni 8-17 5-7