Blog Ko Buijs - Warmtebehandelingen van roestvast staal

Het lassen van roestvast staal geeft normaal gesproken altijd krimpspanningen tijdens het afkoelen. Tevens bestaat de mogelijkheid dat door hoge temperaturen bepaalde intermetallische verbindingen zich in het materiaal uitscheiden. Al deze ongewenste verschijnselen kunnen de belastbaarheid en de levensduur van een gelaste constructie nadelig beïnvloeden. Een remedie om genoemde effecten op te heffen is een warmtebehandeling.

De temperatuur waarbij deze wordt uitgevoerd dient echter binnen nauwe grenzen te gebeuren omdat anders het middel erger kan zijn dan de kwaal. Een onjuiste behandeling kan bijvoorbeeld carbidevorming in de hand werken en het kan ook aanleiding zijn tot het optreden van korrelgroei. Bovendien kan hierdoor de zogenaamde 475°-brosheid ontstaan of de vorming van de gevreesde sigmafase. Er zijn verschillende warmtebehandelingen bekend welke allemaal voor- en nadelen kunnen hebben. Naast de gevolgen door het lassen kunnen bewerkingen zoals koud en warm vervormen een zodanige ongunstige invloed op de materiaaleigenschappen hebben dat ook een warmtebehandeling noodzakelijk is. Een warmtebehandeling van roestvast staal kan de mechanische eigenschappen en de corrosievastheid in de meeste gevallen zodanig verbeteren dat hierdoor weer aan de gestelde eisen wordt voldaan.

Warmtebehandelingen leveren weinig problemen op indien deze behandeling goed ingepast kan worden in de productielijn. Moeilijker of onmogelijk wordt de warmtebehandeling indien constructies bij de gloeitemperatuur schade en/of vervormingen kunnen oplopen. In de praktijk worden dan de warmtebehandelingen veelal achterwege gelaten vanwege de afmetingen of de geometrie van de constructie. Bij toepassing van warmtebehandelingen dient men waakzaam te zijn dat deze volledig volgens de voorschriften worden uitgevoerd omdat er anders ontoelaatbare kwaliteitsvermindering kan optreden.
Als zonder vacuüm of zonder een beschermgas wordt gegloeid, vormen zich oxiden over het gehele oppervlak van het roestvast staal werkstuk.

Deze gevormde oxidehuid bestaat uit meerdere lagen waarbij elke nieuw gevormde laag de onderliggende lagen min of meer afschermt. Zo ontstaat een gelaagde structuur met een oxidatiegraad die van buiten naar binnen afneemt. Het meest geoxideerde materiaal van de buitenste laag is zeer hard en behoorlijk bestand tegen aantasting door diverse zuren. Het verwijderen van deze oxidelagen doet men daarom niet alleen voor het uiterlijk maar feitelijk in de eerste plaats om de corrosievastheid te verbeteren. Het beitsen van deze lagen is een goede mogelijkheid om deze te verwijderen.

Door microscheurvorming kan de beitsvloeistof doordringen in de onderliggende, gemakkelijker oplosbare oxidelagen. Na een beitsbehandeling komen daardoor de buitenste lagen los te liggen. Als de ruwheid van het oppervlakte er niet zo toe doet is het meestal efficiënter om een zo groot mogelijke hoeveelheid van de oxiden eerst door stralen te verwijderen en daarna pas te beitsen. Als alternatief voor het beitsen kan men tegenwoordig ook zeer goede resultaten behalen met het abrasieve natstralen.

Over het algemeen ondergaat austenitisch roestvast staal bij de fabriek een warmtebehandeling voordat het bij de klant terecht komt. Meestal wordt austenitisch roestvast staal in de aanleveringstoestand verwerkt. De aanleveringstoestand is gloeien op 1065°C en afschrikken in water. Hierdoor vriest men de austenitische structuur in die in feite hierdoor metastabiel is. Daarna krijgt het roestvast staal een nabehandeling bijvoorbeeld door het te beitsen of te passiveren.

Het voormateriaal van een gelaste buis is bandmateriaal en dat wordt altijd geleverd in de oplossend gegloeide toestand. Langsnaad gelaste buizen kunnen in twee uitvoeringen voorkomen, namelijk gegloeid en ongegloeid. Deze laatstgenoemde zijn goedkoper maar om te buigen zijn deze buizen doorgaans ongeschikt.

Als een constructie moet worden gegloeid, bijvoorbeeld na warm of koud vervormen of na het lassen, dan kunnen diverse andere warmtebehandelingen in aanmerking komen zoals:

• spanningsarm gloeien;
• homogeen gloeien;
• stabiliserend gloeien;
• zachtgloeien.

De reden van deze warmtebehandelingen kunnen zijn:

• Het verlagen van de spanning in het materiaal;
• Het oplossen van ongewenste uitscheidingen;
• Het ontlaten van martensietvorming die is opgetreden in ferritisch chroomstaal na het lassen;
• Vorming van stabiele carbiden in gestabiliseerde roestvast staalsoorten;
• Vorming van martensiet (harden) in martensitische chroomstaalsoorten.

www.innometconsultancy.nl