Soorten, kwaliteiten, eigenschappen

Bij roestvast staal is het oppervlak van groot belang zowel voor het uiterlijk, als voor de weerstand tegen corrosie.
De verkrijgbare afmetingen zijn afhankelijk van de productiefaciliteiten en kwaliteit. Plaat wordt in koud nagewalste toestand met verschillende oppervlaktebewerkingen aangeboden. Het oppervlak van halffabricaten kan door de leverancier worden nabewerkt (slijpen, borstelen, walsen met gepolijste rollen of een patroon). De verschillende oppervlaktecondities zijn beschreven in NEN-EN 10088-2.
Gelet op corrosie verdient het aanbeveling een zo glad mogelijk oppervlak te kiezen. Op gladde oppervlakken zal vuil minder goed hechten, terwijl het reinigen makkelijker gaat. Sommige leveranciers leveren speciale matte of zijdeglans uitvoeringen, met als kenmerk dat de oppervlakken minder vervuilen of gemakkelijker te reinigen zijn (bijvoorbeeld HyClean Superbrush ®).
In plaatvorm wordt roestvast staal met een speciale oppervlaktebehandeling meestal voorzien van een beschermende folie. Er worden verschillende folies gebruikt.

Corrosie

Roestvast staal wordt vanwege de weerstand tegen corrosie op grote schaal toegepast in de (petro)chemische industrie, de farmacie, de voeding- en genotmiddelen industrie, in huishoudelijke apparaten, in de automobielindustrie en in de bouw.

De gangbare roestvaste staalkwaliteiten voldoen goed in tal van waterige milieus en onder natte condities. Zijn de condities extremer, bijvoorbeeld door hogere temperaturen of door een hoge concentratie van bijvoorbeeld chloorionen, dan kan roestvast staal lokaal actief worden (corroderen). Gelijkmatige corrosie komt vrijwel niet voor.

Er kunnen de volgende vormen van lokale corrosie ontstaan (zie figuur):

RVS Corrosie

  • Putcorrosie treedt vooral op in een omgeving waarin chloriden aanwezig zijn. Materiaal met een hogere PRE waarde heeft meer weerstand tegen putcorrosie.
  • Spleetcorrosie ontstaat in spleten bij een tekort aan zuurstof. Chloriden versterken de aantasting.
  • Galvanische corrosie (contact corrosie) ontstaat bij contact tussen verschillende metaalsoorten in aanwezigheid van een elektrolyt. Het minst edele metaal lost versneld op.
  • Interkristallijne corrosie (evt. met scheuren) kan optreden nabij lassen in roestvast staal met relatief hoog koolstofgehalte (bijvoorbeeld 1.4301 en 1.4401), doordat op de korrelgrenzen chroomcarbiden ontstaan. Kwaliteiten met lage koolstofgehalten (zoals 1.4306 en 1.4404), of gestabiliseerd met toevoegingen van titaan en/of niobium (bijvoorbeeld 1.4541 en 1.4571) zijn in gelaste vorm beter bestand tegen interkristallijne corrosie.
  • Spanningscorrosie (met scheurvorming) kan ontstaan door een combinatie van: een hiervoor gevoelig roestvast staal, trekspanning (evt. ook restspanning door bijvoorbeeld lassen), en een corrosief milieu, waarin voornamelijk chloriden. Spanningscorrosie treedt onder "normale" omstandigheden alleen op bij temperaturen boven ca. 50 °C, echter in zwembadmilieus is ca. 30 °C al voldoende. Roestvaste staalsoorten met een hogere PRE waarde, zijn ook beter bestand tegen spanningscorrosie.

Kwaliteiten

Enkele kenmerken van nieuwe(re) ferritische en martensitische roesvaste staalkwaliteiten

(in principe zijn minimale sterktewaarden opgenomen, 1 N/mm²=1 Mpa)

NEN-EN 10088
0,2% rekgrens (N/mm²)
Treksterkte (N/mm²)
Product
Toepassingen
[1,4016]
[260 *]
[450]
dunne plaat strip
Huishoudelijke apparaten, decoratie, automobielen, branders
1,4512
220 *
380
dunne plaat strip
Huishoudelijke apparaten, warmtewisselaars, automobielen (uitlaat), landbouw
1,451
240*
420
dunne plaat strip
1,4521
300*
400
dunne plaat strip
Warmtewisselaars, boilers, automobiel (uitlaat), branders
1,4313
600
820
Dik
Olie- en gasindustrie
*Minimum waarden voor warmgewalst materiaal; in de koudgewalste conditie zijn de rekgrenzen ca. 10 tot 40% hoger

Enkele kenmerken van nieuwere soorten warmgewalst austenitisch roestvast staal

NEN-10088
0,2% rekgrens N/mm²
Treksterkte N/mm²
Toepassingen
[1,4301]
[210]
[520]
Huishoudelijke apparaten, voeding, transport, enz.
1,431
250
600
Huishoudelijke apparaten, voeding, transport, enz.
1,4318
350
650
Voertuigen, constructies
1,4372
350
750
Voertuigen, constructies
1,4307
200
500
Voeding, chemie, tankers
1,4311
270
550
Voeding, chemie, cryogene techniek
1,4303
220
500
Dieptrekken, apparaten, automobiel
1,4406
280
580
Chemie, offshore, voeding, enz.
1,4432
220
520
Chemie, offshore, voeding, farmacie
1,4436
220
530
Chemie, offshore, voeding, farmacie
1,4435
220
520
Chemie, offshore, voeding, farmacie
1,4439
270
580
Chemie, offshore, voeding, farmacie
1,4439
220
520
Chemie, afgassen, zwavelzuur
1,4565
420
650
Chemie, gassen, zeewater, zwembad
1,4547
300
650
Chemie, gassen, zeewater, zwembad
1,4529
320
650
Chemie, gassen, zeewater, zwembad
1,4652
430
750
Chemie, rookkanalen, zeewater
Naast het standaard type 1.4462 zijn er de laatste jaren nieuwe kwaliteiten duplex roestvast staal op de markt gekomen, die zich uitstekend lenen voor toepassingen, waarbij de sterkte benut kan worden om dunner te construeren. Uit het oogpunt van gewicht en prijs kan dit erg aantrekkelijk zijn.

Enkele kenmerken van nieuwere duplex roestvaste staalkwaliteiten

NEN-10088
0,2% rekgrens N/mm²
Treksterkte N/mm²
Toepassingen
1,4362
400*
600
Apparaten, warmtewisselaars
1,4462
460*
660
Warmtewisselaars, tanks, rotoren
1,4410
530*
750
Apparaten, zeewater, rookgassen
* Het betreft warmgewalst materiaal, in de koudgewalste conditie zijn de rekgrenzen minimaal 20N/mm² hoger. Voor warmgewalst materiaal zijn de minimaal te bereiken rekpercentage ca. 35% of hoger
  • De verkrijgbaarheid (materiaaltype, productvorm, oppervlaktekwaliteit) en prijs.
  • Is er ervaring met vergelijkbare producten onder vergelijkbare omstandigheden?
  • Moet er aan het materiaal gelast worden?
  • Moet het materiaal vervormd kunnen worden?
  • Moet het materiaal verspaand kunnen worden?

Overzicht van gangbare kwaliteiten roestvast staal


gemiddelde samenstelling op ijzerbasis in gew.-%, zie norm voor exacte samenstellingsgrenzen

NEN-EN 10088
USA
C
Cr
Ni
Mo
N
Overig
PRE *
Ferritisch
1,4003
--
<=30,0
11,5
0,6
> 11,5
1,4016
AISI 430
<= 80,0
17,5
-
-
-
-
>17
Martensitisch
1,4006
AISI 410
<= 51,0
12,5
-
-
-
-
> 12,5
Austenitisch
1,4301
AISI 304
<= 80,0
19,0
9,2
-
-
-
> 19
1,4306
AISI 304L
<= 30,0
19,0
10,0
-
-
-
> 19
1,4550
AISI 347
<=80,0
17,5
9,5
-
-
Nb
> 17,5
1,4541
AISI 321
<=80,0
18,0
10,5
-
-
Ti
> 18
1,4401
AISI 316
<=80,0
17,0
12,0
2,5
-
-
> 25
1,4404
AISI 316L
<=30,0
17,0
12,0
2,5
-
-
> 23
1,4571
AISI 316Ti
<=80,0
17,0
12,0
2,5
-
Ti
> 23
Duplex
1,4462
UNS S31803
<=30,0
22,0
5,5
3
0,16
-
> 34
*PRE(Pitting Resistance Equivalent) is een maat voor de corrosieweerstand. De getoonde waarden zijn op basis van de ondergrenzen in de samenstelling. Naarmate het staal meer chroom, molybdeen en stikstof bevat, wordt de weerstand tegen corrosie, met name putvormige corrosie, hoger.
Naarmate het staal meer stikstof bevat, wordt in het algemeen ook de sterkte, in het bijzonder de rekgrens, hoger. Molybdeen bevordert de sterkte ook, zij het in mindere mate.

Overzicht van nieuwe roestvaste staalkwaliteiten


(gemiddelde samenstelling op ijzerbasis in gew. %, zie norm voor exacte samenstellingsgrenzen)

NEN-EN 10088
USA
C
Cr
Ni
Mo
N
Overig
PRE*
Ferritisch
1,4512
AISI 409
0,03
11,5
-
-
-
Ti
11,5
1,451
AISI 430Ti
0,04
18
-
-
-
Ti
18
1,4521
AISI 444
0,02
17,8
-
2,1
0,02
Ti
20,2
Martensitisch
1,4021
AISI 420
0,2
13,0
-
-
0,02
-
13,3
1,4028
AISI 420
0,3
12,5
-
-
0,02
-
12,8
1,4313
UNS S41500
0,04
13,0
4,0
0,5
-
14,7
1,4568
AISI 631
0,09
17,0
7,0
-
-
Al 1,0
17,0
Austenitisch
1,431
AISI 301
0,1
17,0
7,0
-
0,03
-
17,5
1,4318
AISI 301LN
0,02
17,0
7,0
-
0,15
-
19,4
1,4373
AISI 201
0,05
17,0
5,0
-
0,15
Mn 6,5
19,4
1,4307
AISI 304L
0,02
18,0
8,5
-
0,06
-
19,0
1,4311
AISI 304 NL
0,02
18,0
9,0
-
0,14
-
20,2
1,4303
AISI 305
0,02
18,0
11,0
-
0,02
-
18,3
1,4432
AISI 316L
<=0,02
17,0
11,0
3,0
0,05
-
27,7
1,4436
AISI 316L
<=0,02
17,0
11,0
3,0
0,05
-
27,7
1,4435
AISI 316L
<=0,02
17,0
12,6
3,0
0,06
-
27,9
1,4406
AISI 316LN
<=0,03
17,0
12,0
2,2
0,13
-
26,4
1,4439
AISI 317LMN
<=0,03
17,5
13,5
4,5
0,17
-
35,1
1,4539
AISI 904L
<=0,02
20,0
25,0
4,5
0,07
Cu
36,0
1,4565
UNS S34565
<=0,03
24,0
17,0
4,3
0,05
-
46,2
1,4547
UNS S32154
<=0,02
20,0
18,0
6,6,5
0,21
Cu
44,8
1,4529
UNS N08926
<=0,02
20,0
25,0
6,5
0,20
Cu
44,7
1,4652
UNS S32654
<=0,02
24,0
22,0
7,3
0,50
Mn, Cu
56,1
1,4948
AISI 304H
0,05
18,1
8,3
-
0,06
-
[19,1]
1,4818
UNS S30815
0,05
18,5
9,5
-
0,02
Si, Ce
[20,9]
1,4833
AISI 309S
0,06
22,3
12,6
-
0,08
-
[23,9}
1,4835
UNS S30815
0,09
21,0
11,0
-
0,17
Si, Ce
[23,7]
1,4841
AISI 314/310
0,2
25,0
20,5
-
Si, 2,0
[25,0]
1,4845
AiSi 310S
0,05
25,0
20,0
-
0,04
-
[25,6]
1,4854
UNS S35315
0,05
25,0
35,0
-
0,17
Si, Ce
[27,7]
Duplex
1,4362
UNS S32304
<=0,02
23,0
4,0
-
0,10
-
24,6
1,441
UNS S32750
0,02
25,0
7,0
4,0
0,27
-
42,6
* PRE tussen haakjes minder relevant, staal is primair voor hoge temperaturen
De vernieuwingen op het gebied van roestvast staal betreffen:
  • Leverbare kwaliteiten en meer op de toepassing gerichte samenstellingen.
  • Plaatmaterialen met specifieke oppervlakte eigenschappen (decoratie, reinigend vermogen).
  • Producten die via de productieroute uitstekende mechanische eigenschappen hebben.
  • Ontwerpgerichte leverbaarheid van speciale halfproducten, waarmee verregaande integratie van staalkwaliteit, halfproduct (vorm en eigenschappen), en ontwerp mogelijk wordt.