Inox, technisch bekeken
Algemeen
Inox, roestvast staal, roestvrij staal of RVS, allemaal synoniemen van elkaar, maar wat is inox precies en door welk proces wordt zijn corrosiebestendigheid verhoogd?
De juiste definitie van roestvast staal is ‘een ijzerlegering waar minimaal 10,5% chroom aan toegevoegd werd en die maximaal 1,2% koolstof bevat. Deze waarden zijn immers het omslagpunt waarop staal een zelfherstellende oxidelaag begint te vormen (ook wel oxidehuid of passivatielaag genoemd), waardoor het onderliggende metaal beschermd wordt en de corrosieweerstand sterk verbeterd. Deze oxidatielaag (en de naam zegt het zelf) wordt spontaan gevormd door contact met de lucht (zuurstof) en resulteert in een laag die passief is en dus corrosiebestendiger is. Roestvast staal is dus technisch het juiste woord, niet roestvrij.
Wordt het staaloppervlakte door omstandigheden beschadigd, komt in eerste instantie de ijzerlegering opnieuw vrij zonder oxidehuid. Op dit moment is het materiaal extra kwetsbaar, maar in de regel herstelt de oxidelaag zichzelf spontaan, opnieuw in contact met de lucht.
Uiteraard bestaan er zeer veel verschillende ijzerlegeringen die aan de definitie van ‘roestvast staal’ voldoen, de ene al meer corrosiebestendig dan de andere. Naast ijzer, chroom en koolstof worden eveneens stoffen als nikkel, molybdeen, titaan e.d. toegevoegd. De meest gebruikte legering, RVS304 bestaat uit 18% chroom en 8% nikkel.
Wat geschiedenis: Roestvrij staal is een legering die pas ‘ontdekt’ werd in het begin van de vorige eeuw en wel uit de wapenindustrie. Een bepaalde legering bleek beter bestand te zijn tegen corrosie en had daarnaast nog voordelen zoals een goede slijtvastheid en hittebestendigheid, ideaal dus voor geweerlopen uit te maken. Maar de doorbraak in het dagelijkse gebruik kwam er pas na de tweede wereldoorlog. Door zijn vele voordelen is het op korte termijn zeer populair geworden.
Vloeigrens en smelttemperatuur van metalen
Hoe hittebestendig metalen zijn, wordt vaak aangeduid door hun vloeigrens en in mindere mate ook door hun smelttemperatuur.
De vloeigrens is een materiaalconstante die het punt in een spanning-rekdiagram beschrijft waarop een ductiel materiaal "begint te vloeien", ofwel het punt waarop er plastische vervorming begint op te treden. De term smelttemperatuur spreekt voor zich.
Uiteraard heeft de smelttemperatuur minder belang; een constructie die gezet wordt en die volledig doorgebogen is, stort in elkaar omdat de vloeigrens is bereikt, niet omdat het metaal is beginnen smelten.
De vloeigrenzen terug te vinden in de literatuur zijn niet allemaal dezelfde; bekijk onderstaand rijtje dan meer als een indicatie van hoe hittebestendig een materiaal is ten opzichte van een andere:
- al 50 Mpa
- rvs 170 Mpa
- staal 235 Mpa
- Cu 258 Mpa
- Ti 500 Mpa
Meteen valt titaan daarbij op met een hoge vloeigrens. De toevoeging van titaan maakt inderdaad materialen plots heel wat meer hittebestendig. Een goed voorbeeld hiervan zijn de kwaliteiten rvs321 en rvs316ti, die nog steeds niet onder de echte hittebestendige kwaliteiten worden gerekend, maar die toch meteen een pak hittebestendiger zijn dan hun broertjes zonder titaan, zijnde rvs304 en rvs316.
Voor de volledigheid nog wat smelttemperaturen:
- Pb 327 °C
- Zn 419°C
- Al 660°C
- Cu 1084°C
- Ni 1455°C
- Ti 1667°C