Blog Ko Buijs - Presteert nieuw roestvast staal minder dan oudere typen?
Soms hoor ik in de praktijk wel eens opmerkingen, dat het roestvast staal van enkele decennia geleden beter presteert qua corrosiebestendigheid, dan de materialen die pas of meer recenter op de markt zijn gekomen. De vraag wordt dan wel eens gesteld, wat de reden hiervan zou kunnen zijn. Hoewel dat op zich niet zo gemakkelijk te verklaren is, ben ik toch maar eens verder op deze vraagstelling ingegaan. De normeringen van nu zijn in grote lijnen dezelfde als tientallen jaren geleden, dus daar kan het niet aan liggen. Ook hoeft het geen betoog dat bedrijven zich uiteraard aan deze normen houden, want de chemische analyses voldoen immers aan de gestelde eisen. Dat wordt netjes bevestigd door het afgeven van een materiaalcertificaat door een onafhankelijke kwaliteitsdienst.
Door Ko Buijs - Innomet Consultancy BV
Om een beter beeld van het ‘probleem’ te krijgen nemen we roestvast staal AISI316L eens onder de loep. De meest kostbare legeringselementen in deze legering zijn nikkel en molybdeen. De percentages van deze elementen moeten volgens de AISI-norm respectievelijk 10-14% en 2-3% zijn. Al snel komt de logica boven drijven dat men geen 14% en 3% nikkel en molybdeen gaat legeren als 10% en 2% ook goed is. Want anders ‘gooit’ men immers onnodig geld weg. Het is dus meer dan logisch dat fabrikanten er alles aan doen om die percentages zo laag mogelijk te houden. Dat kan tegenwoordig prima gerealiseerd worden door de beschikbare moderne smelttechnieken. Het gevolg is dat op materiaalcertificaten 3.1 volgens EN 10204 percentages kunnen staan van 10,03% nikkel en 2,02% molybdeen. Dat zou je ook kunnen noemen ‘met de hakken over de sloot’. Vroeger was dat met analoge smelttechnieken toch wel even iets anders. Men wilde zekerheid dat een smelt qua chemische analyse in orde was en daarom ging men ruimer legeren dan heden ten dage. Daarom was het mogelijk dat het nikkel- en molybdeengehalte uiteindelijk uitkwam op bijvoorbeeld respectievelijk 12,1 en 2,5%. Dus kan je feitelijk stellen dat moderne kwaliteiten een verschraling hebben ondergaan, in vergelijking met legeringen van 30 of 40 jaar terug. Dat neemt niet weg dat deze legeringen wel voldoen aan de norm. Echter heeft deze verschraling wel als resultaat, dat de corrosiebestendigheid er bepaald niet beter op geworden is. Dat merken ook ervaren gebruikers van deze kwaliteiten. Een ander nadeel is dat het relatief lage nikkelgehalte ervoor zorgt dat er meer ferriet ontstaat, als een smelt primair ferritisch stolt.
Dat probleem wordt vrij gemakkelijk opgelost zodra het roestvast staal oplossend wordt gegloeid bij 1065oC en afgeschrikt in water. Op deze wijze verkrijgt men toch een 100% austenitisch materiaal, wat echter wel metastabiel van aard is. Het gevolg hiervan is dat het materiaal meer gevoelig is geworden voor koudversteviging vanwege het uitscheiden van deformatiemartensiet. Deze neiging was in het verleden enigszins lager vanwege het hogere nikkelgehalte. Het metaal nikkel is namelijk een sterke vormer van austeniet. Voor meer informatie wordt verwezen naar het blog: Roestvast Staal en magnetisme. Stel dat fabrikanten besluiten om aan deze kwaliteit roestvast staal 14% nikkel toe te voegen, dan voldoet deze legering ook aan de norm. Het materiaal stolt dan primair austenitisch, waardoor deze structuur stabiel wordt, mits ook het chroom- en molybdeengehalte aan de lage kant van de toegestane bandbreedte blijven. Voor meer informatie zie het blog: Het stollen van austenitisch Roestvast Staal. Dat betekent dat er ook geen koudversteviging meer op kan treden en dat is voor bepaalde verwerkingsmethoden een plezierig voordeel. Ook komt het de magnetische permeabiliteit ten goede. Maar het zal wel duidelijk zijn dat er geen metaalproducenten te vinden zijn die dat uit zichzelf doen zullen, want dan prijzen zij zichzelf immers uit de markt. Wel zijn er producenten die dergelijke legeringen tegen een stevige meerprijs willen samenstellen voor een specifieke klant maar daar is wel een minimum tonnage aan bestelgrootte aan verbonden.
