Iedereen kent de term RVS. In de volksmond ook wel ‘roestvrij staal’, maar de juiste term is ‘roestvast staal.
Wat is Roestvast staal?
RVS is ‘roestvaster’ dan staal. Afhankelijk van het gebruiksdoel of omgeving zal het corroderen, zij het merkbaar of niet merkbaar. Om dit duidelijk temaken, moeten we meer uitleg geven over corrosie. Corrosie is een verzamelnaam voor een bepaalde soort aantasting van metaal. Er zijn vele vormen van corrosie, maar de vorm die de meeste mensen kennen is zuurstofcorrosie of putcorrosie met chlorides (zout of chloor). Door inwerking van zuurstof in combinatie met geleider (bijvoorbeeld water), wordt het materiaal aangetast. Meer gedetailleerde informatie hierover is te vinden op http://nl.wikipedia.org/wiki/Corrosie
Zoals gezegd kan roestvast staal beter tegen corrosie dan ‘gewoon’ staal. Maar wanneer mag een materiaal RVS heten? Als het staal niet meer dan 1,2% koolstof (C) bevat en minimaal ca 11% chroom (Cr) mag het al RVS genoemd worden. Er zijn echter veel meer legeringselementen zoals molybdeen (Mo), titanium (Ti), nikkel (Ni) en mangaan (Mn), die mogelijkheden bieden tot een nog corrosievaster metaal. De benodigde kwaliteit RVS wordt bepaald door de wensen en eisen aan het uiteindelijke product.
Door deze toegevoegde elementen vormt RVS een mooie doorzichtige en goed hechtende huid die het materiaal afsluit en beschermt voor de buitenwereld. Doordat deze huid tot stand komt door een reactie met zuurstof (O), wordt dit de oxidehuid genoemd. Mocht de oxidehuid beschadigd raken, dan ‘groeit’ deze weer dicht. Dit komt door de reactie met de zuurstof, in onze ademlucht, opnieuw plaatsvindt.
Soorten RVS
Er zijn bij RVS, net als bij staal, meerdere soorten. Om een goede onderverdeling te maken kennen we de austenitische RVS, ferritische RVS en martensitische RVS. Het voert voor deze blog te ver om in te gaan op de exacte verschillen tussen deze soort, maar hoé ze verschillen leggen we uit met een voorbeeld. In Nederland wonen Nederlanders: mannen en vrouwen. De titel “Nederlander” kun je vergelijken met de RVS soort (overkoepelende ‘kwaliteit’). Vervolgens zijn er verschillende soorten RVS: mannen en vrouwen. In algemene zin hebben we allemaal dezelfde basiseigenschappen: armen, benen en een hoofd. Er zijn verschillen in soort (man, vrouw, blank, getint) en iedereen zit net iets anders in elkaar. De één is wat impulsiever of kan beter stress en de ander is een zonaanbidder of avondmens. In de basis lijken we erg op elkaar en toch verschillen we op detailniveau; zo ook bij RVS.
Austenitisch RVS
De bekendste kwaliteiten RVS zijn 304 en 316. Deze vallen binnen de categorie austenitisch RVS. In een austeniet (verkorte term voor een austenitisch RVS) moeten tenminste 4 belangrijke legeringselementen aanwezig zijn, te weten ijzer, chroom, koolstof en nikkel. 304 en 316 worden door sommige mensen ook wel binnen- en buitenkwaliteit RVS genoemd, maar dit is onterecht. Een paaltje van RVS 316 met een ruw oppervlak (bijvoorbeeld beschadigd of geschuurd) zal in de buurt van de zee gewoon corroderen. Naast de omstandigheden door het zeewater, tasten andere invloeden de oxidehuid aan, bijvoorbeeld ammoniak van urine. Binnen de kortste keren zal het paaltje gaan ‘roesten’. Gebruiken we 304 in een gepolijste versie in een tuinmeubel waar nooit echt iets mee gebeurt? Dan kan het wel een levenlang of zelfs langer meegaan.
Wist je dat?: de buitenpanelen van de auto uit de film ‘Back to the Future’ (de DeLorean DMC-12) zijn gemaakt van RVS304. Deze auto kan gewoon op de openbare weg rijden, maar ook hier geldt weer: alles staat of valt met de toepassing en nabewerking van het materiaal.
Ferritisch RVS
Naast austenieten kennen we ook ferritische RVS-soorten. De naam zegt het al, de opbouw van de atomen zijn op een bepaalde manier opgebouwd, waardoor de atoomopbouw als een ferritisch kristalrooster is. Wat daarmee wordt bedoeld? Zoals we bij de mens een DNA kennen, heeft een metaal een ‘metaal-DNA’, het zogenaamde kristalrooster. In dit kristalrooster – het ferritisch kristalrooster – zitten in verhouding minder andere elementen, en meer ferro (ijzer). Deze kwaliteit is nog steeds corrosiebestendiger dan gewoon staal, maar kan niet echt zonder een extra bescherming. Als je het bijvoorbeeld lakt, kan het heel goed gebruikt worden als koelkastdeur of buitenlamp. Dit materiaal is magnetisch, wat zowel voor- als nadelen kan hebben. Het kan door magneten opgetild worden of bij een koelkast kan er een notitie op gehangen worden. Wat ook niet onbelangrijk is gewoon goedkoper dan austenitisch RVS.
Martensitisch RVS
Martensitische RVS-soorten zijn dusdanig te bewerken dat ze erg hard kunnen worden. De elementen chroom, molybdeen en vanadium zorgen dan voor carbides. Dit in combinatie met koolstof (wat ook weer een martensietstructuur vormt) zorgt voor een extreem harde materiaalsoort. Er is echter een verschil tussen hardheid en taaiheid. Dat zorgt ervoor dat het materiaal zonder verdere toevoeging weliswaar extreem hard, maar ook erg bros zal zijn. Het kan dus wel goed tegen slijtage (goede weerstand tegen een indrukking), maar als we er behoorlijk aan gaan trekken of buigen zal het desondanks snel kapot knappen. Om het wat taaier te maken, wordt bijvoorbeeld nikkel toegevoegd.De getallen
Terminologie in RVS
Vroeger werden de termen 18/8 of 18/10 staal nog gebruikt. De getallen hadden betrekking op het percentage chroom en nikkel: 18/10 = 18% chroom en 10% nikkel. Zonder verdere informatie kan een 18/10 dus zowel een 304 als een 316 kwaliteit zijn. Om het nog iets lastiger te maken, worden er tegenwoordig ook nog werkstofnummers gebruikt, bijvoorbeeld 1.4301. Dit heeft als doel om materialen makkelijker uit elkaar te houden. Voorbeeld bij 304: het kan dus 18/8 of 304 heten, maar een meer uniformer schrijfwijze is 1.4301. De werkstofnummers worden namelijk voor staal, RVS, maar ook voor aluminium vastgelegd. Voor werkstofnummers heeft Corus Nederland een erg makkelijke conversielijst gemaakt.
Deze is te vinden via http://www.werktuigbouw.nl/calculators/Conversielijst10-2005.pdf
Bij vragen over bovenstaande uitleg of wellicht andere materialen, neem gerust contact met ons op! Bij Minerva denken we graag mee en adviseren waar nodig.
Bronnen:
Materialen voor Technici van Ken & Michael Budinski
Wikipedia: http://nl.wikipedia.org/wiki/Roestvast_staal, http://nl.wikipedia.org/wiki/Corrosie
Conversielijst van Corus
Jean-Paul Hijl