Roestvast staal

Van Wikipedia

Roestvast staal (ook inox of RVS genoemd, en in de volksmond beter bekend als roestvrij staal) is een legering van hoofdzakelijk ijzer, chroom en koolstof. Om van roestvast staal te kunnen spreken, is minimaal 10,5% chroom nodig en maximaal 1,2% koolstof.
Verder zijn ook de elementen nikkel, molybdeen, titanium, niobium, zirkonium, mangaan, stikstof, koper, silicium, aluminium en vanadium terug te vinden in vele roestvaste staalsoorten.

Het eerste roestvaste staal werd op 13 augustus 1913 gegoten door Harry Brearley in het laboratorium Brown-Firth, nadat hem in 1912 gevraagd was onderzoek te doen voor de wapenindustrie.

Op gebruiksvoorwerpen uit roestvast staal vindt men dikwijls een vermelding als inox 18/8. Dit geeft aan dat de legering bestaat uit 18% chroom en 8% nikkel. Dit staal staat ook bekend volgens AISI als SST 304. Een iets bestendiger maar duurdere soort is SST 316 met wat minder chroom en iets meer nikkel en molybdeen. SST 316 wordt veel toegepast in de voedingsmiddelenindustrie. Om de eigenschappen te verbeteren, wordt veelal een laag koolstofgehalte toegepast in SST 316L. Daardoor wordt de verspaanbaarheid slechter. Goed verspaanbaar is SST 316Ti met een toeslag van titanium om C te binden, maar dat is minder goed lasbaar.

[bewerk] Eigenschappen

Het chroom vormt een onzichtbaar laagje chroomoxide (Cr₂O₃) wanneer het in aanraking komt met zuurstof, de oxidehuid. Dit laagje beschermt het onderliggende metaal tegen verdere roestvorming (oxidatie). Bovendien herstelt het zichzelf wanneer het beschadigd wordt.
De hoeveelheid koolstof bepaalt de hardheid van het staal.
Roestvaste staalsoorten met Nikkel zijn austenitisch en daarom niet-magnetisch in geleverde toestand.
De overige elementen verhogen de corrosieweerstand en verwerkbaarheid van het staal.

Roestvast staal wordt geklasseerd in families afhankelijk van zijn metallurgische structuur.

Familie	C	Cr	Ni
Martensiet	< 1,2%	10,5 - 17%	< 6,0%
Ferriet	< 1,2%	10,5 - 29%	< 1,5%
Austeniet	< 1,2%	16 - 28%	3,5 - 36%

[bewerk] Roestvrij versus roestvast

De benaming "roestvrij" die in de volksmond voor roestvast staal gebruikt wordt, is onder metallurgen uit den boze. Roest"vrij" staal zal wel degelijk roesten. Deze oxidehuid is echter afsluitend, waardoor geen verdere roestvorming zal plaatsvinden. In omstandigheden die hardnekkig genoeg zijn, of bij beschadiging van de beschermende oxide-huid, kan de roestvorming plaatselijk extra snel plaatsvinden. Dit wordt o.a. veroorzaakt door chloriden of andere metalen die zich nestelen in het oppervlak. Dit is ook de reden, waarom bij het bewerken van RVS bij voorkeur geen stalen gereedschappen gebruikt zouden moeten worden. Praktischer is echter om na het verwerken, het RVS te behandelen waarbij alle mogelijke verontreinigingen worden verwijderd. Dit is het zogenaamde beitsen, waarbij langs chemische weg alle ongerechtigheden worden opgelost en verwijderd.

[bewerk] Normen

AISI (American Iron and Steel Institute)
ASTM A240 (American Society for testing and materials)
Europese norm EN 10088:
EN 10088-1 (samenstelling, fysische eigenschappen)
EN 10088-2 (vlakke producten, mechanische eigenschappen)
EN 10088-3 (lange producten, mechanische eigenschappen)
ISO 3506 standaard voor bevestigingsmiddelen uit roestvast staal

[bewerk] Passiveren van roestvast staal

Door diverse bewerkingen die producten van roestvast staal ondergaan, kunnen aan de buitenzijde van het metaaloppervlak veranderingen ontstaan, waardoor het roestvaste karakter tijdelijk of blijvend wordt aangetast.

Normaal beschermt een passieve laag chroomoxide (Cr₂O₃) het metaal. Deze laag wordt in stand gehouden, door een bijzondere eigenschap van roestvast staal. Als namelijk het metaaloppervlak wordt beschadigd, dan zal als regel de passieve laag vrij snel herstellen als er voldoende zuurstof voorhanden is. Er zijn echter omstandigheden, waarbij dit herstel niet plaatsvindt. Door diverse bewerkingen wordt namelijk het evenwicht dusdanig verstoord , dat de passieve toestand verdwijnt en er een actieve laag ontstaat. Dit kan optreden bij bewerkingen als lassen, buigen of verspanen, waardoor zuurstofarme plaatsen ontstaan en herstel uitblijft. Hierdoor verdwijnen de roestvaste eigenschappen en kan bij blootstelling aan gassen of vloeistoffen corrosie optreden.

Om dit euvel tegen te gaan, is er een methode ontwikkeld, waarbij de ontstane actieve laag weer wordt omgezet naar een passieve laag. Het is hierbij meestal gewenst de bewerkte producten te ontvetten en daarna te beitsen met een mengsel van salpeterzuur (HNO₃) en fluorzuur (HF),om verontreinigingen van het metaaloppervlak te verwijderen. Dit kan nodig zijn bij gelaste oppervlakken en bij gedraaide voorwerpen waarbij een koelvloeistof wordt gebruikt.

Het eigenlijke passiveren geschiedt door een behandeling in een bad met salpeterzuur, waardoor de passieve toestand terugkeert door herstel van het laagje chroomoxide. Door deze behandeling krijgt het onderliggende metaal zijn oorspronkelijke corrosiebescherming terug.

[bewerk] Trivia

De auto De Lorean heeft een roestvast stalen carrosserie.
Het dak van de Chryslerbuilding te New York werd bij de oprichting tijdens de late jaren twintig van roestvast stalen bekleding voorzien. Na bijna 80 jaar ziet het er nagenoeg zonder verdere behandeling nog piekfijn uit.
Veel bestek en ander keukengerei wordt uit roestvast staal vervaardigd.

IJzer en staal

IJzer - Gietijzer - Smeedijzer - Welijzer - Verbindingen van ijzer

Ferriet - Perliet - Austeniet - Martensiet - Cementiet

Staal - Roestvast staal (RVS) - Edelstaal - Snelstaal - Pisbakkenstaal (PBS)