Blog Ko Buijs: Roestvast staal 304L in vergelijking met materiaalnummers EN1.4306 en EN1.4307

Er wordt mij nog wel eens gevraagd, hoe het toch komt dat de typen roestvast staal, met materiaalnummers 1.4306 en 1.4307, beiden overeenkomen met AISI304L. Deze laatgenoemde aanduiding is afkomstig uit de norm ‘American Iron and Steel Institute’, kortweg AISI genoemd. Het type AISI304L is tevens een equivalent van UNS S30403. De term UNS staat voor ‘Unified Numbering System’.


Door Ko Buijs - Innomet Consultancy BV

Inderdaad voldoen beide genoemde materiaalnummers aan AISI304L. De oorzaak hiervan is dat de normen volgens AISI, vaak ruimere tolerantievelden hebben dan de Europese normen. Dit is goed te zien in tabel 1. Het nikkelgehalte van AISI304L mag variëren van 8 tot 12%. Het verschil van 4% is ondenkbaar in de Europese norm, die meestal met zo’n 2% omhoog gaat. Dat is goed te zien aan het nikkelgehalte van 1.4306 en 1.4307 dat respectievelijk loopt van 10-12% en 8-10%. M.a.w. indien een klant AISI304L besteld en hij accepteert ook een Europees equivalent, dan mag de leverancier zowel 1.4306 als 1.4307 leveren. De logica leert ons dan dat de klant bij voorkeur 1.4307 bestelt, want dat is nu eenmaal goedkoper vanwege het lagere nikkelgehalte.

Tabel 1: vergelijk van de chemische analyse van AISI304L versus 1.4306 en 1.4307.

Mag er dan gesteld worden dat bovengenoemde typen qua corrosiebestendigheid ook equivalenten van elkaar zijn? Een bevestigend antwoord zou te lichtzinnig zijn, want op de keper beschouwd is er wel enig verschil maar niet groot. Het element nikkel in roestvast staal bevordert de vorming van austeniet en het verbetert de corrosiebestendigheid alsmede de verwerkbaarheid. Wordt het nikkelgehalte lager dan verschraalt de legering en zal de algemene corrosiebestendigheid enigszins lager worden. De weerstand tegen putcorrosie wordt berekend met de formule PREn= %Cr + 3,3%Mo +16%N. PREn staat voor ‘Pitting Resistance Equivalent number’. Hieruit blijkt dat nikkel geen plek heeft gekregen in de formule. Dat betekent dat de weerstand tegen putcorrosie van beide legeringen vrijwel identiek is. Wel kan men deze weerstand van AISI304L enigszins verhogen door aan de legering 0,10-0,16% stikstof (N) toe te voegen. Dit percentage mag in de formule zestien keer meegenomen worden. Hoe hoger de PREn-waarde, hoe hoger de weerstand tegen putcorrosie is. Deze legering wordt AISI304LN genoemd en dat is een equivalent voor materiaalnummer 1.4311. De stikstof zorgt er tevens voor dat de mechanische waarden enigszins beter zijn.

Voor bepaalde toepassingen is het ook te overwegen om het ferritische chroomstaal AISI444 te overwegen. Dit is een roestvast staaltype zonder nikkel maar wel met 17,5-18,5% chroom (Cr) en 1,8 – 2,0% molybdeen (Mo). Daarnaast zijn er nog kleine hoeveelheden titaan en niobium aanwezig voor de stabilisatie. Hiermee bestrijdt men dat er chroomcarbiden ontstaan tijdens het lassen. Deze legering biedt dankzij het aanwezige molybdeen een betere weerstand tegen putcorrosie want dit percentage mag 3,3 keer meegenomen worden in de PREn-formule. Bovendien zijn de mechanische waarden substantieel beter dan die van AISI304L. De rekgrens ligt op 320 N/mm2 terwijl die van AISI304L slechts 180 N/mm2 is. Hierdoor kan er ook lichter geconstrueerd worden. De rek van AISI444 is 28% en dat is behoorlijk lager dan die van AISI304 want die is maar liefst 45%.

Met het roestvast staaltype AISI316L (UNS 31603) is diezelfde spreiding ook te zien. Volgens de ANSI norm mag het nikkel- en molybdeengehalte variëren van respectievelijk 10-15% en 2-3%. Geen enkele roestvast staalfabrikant zal het in zijn hoofd halen om deze percentages uit te laten komen tot de maximaal toelaatbare waarden. Dat maakt immers de legering onnodig duur. Naast nikkel is molybdeen ook een kostbaar metaal qua aanschaf.  Soms is een hoger molybdeengehalte gewenst en dan biedt de Europese normering uitkomst want dan is 1.4435 een prima oplossing. Op tabel 2 zijn deze chemische analyses te zien. Zowel 1.4404 als 1.4435 worden dus in de ANSI-norm 316L genoemd.

Tabel 2: Ta2: vergelijk van de chemische analyse van AISI316L versus 1.4404 en 1.4435.

Indien je als klant een verhoogd molybdeengehalte wenst, dan is het dus raadzaam om 1.4435 te specificeren i.p.v. AISI316L. Ook hier geldt dat geen enkele producent van roestvast staal het in overweging zal nemen om meer molybdeen in roestvast staal te legeren dan strikt noodzakelijk is.