1.4006 / RVS 410 / X12Cr13

RVS 410, 420 of 430F: welke martensitische kwaliteit heeft u nodig?

Kort antwoord: 1.4006 als u hardheid én een beetje corrosieweerstand én lasbaarheid wilt combineren, 1.4021 als de hardheid boven 45 HRC uit moet, en 1.4104 als het onderdeel veel verspaand moet worden. Er zijn maar twee legeringselementen die de keuze bepalen. Koolstof bepaalt hoe hard u komt, zwavel bepaalt hoe goed het verspaant, en beide gaan ten koste van corrosieweerstand en lasbaarheid.

1.4006 zit op alle drie de assen in het midden en dat is precies waarom het de meest gebruikte martensitische soort is. Met 0,08 tot 0,15 procent koolstof komt u na harden en laag temperen op circa 38 tot 45 HRC, ruim genoeg voor een klepzitting, een as of een mesbalk. De rek bij breuk blijft in +QT650 op minimaal 15 procent, dus het onderdeel breekt niet bij de eerste stoot. En met maximaal 0,015 procent zwavel is het, met voorverwarmen en nagloeien, nog te lassen.

1.4021 (RVS 420, X20Cr13) heeft met 0,16 tot 0,25 procent koolstof ruim het dubbele en komt daarmee op circa 48 tot 52 HRC. Dat is het gebied waar een industrieel mes een snijkant houdt. U betaalt daarvoor met taaiheid, met lasbaarheid die in de praktijk op nee uitkomt, en met corrosieweerstand: al die extra koolstof legt chroom vast in carbiden en haalt het dus weg uit de passieve laag. Wie nog hoger moet, komt bij 1.4028 (X30Cr13) en 1.4034 (X46Cr13) terecht, de echte messenstalen.

1.4104 (RVS 430F, X14CrMoS17) is een ander soort keuze. Met 0,15 tot 0,35 procent zwavel is dit roestvast automatenstaal: de mangaansulfide-insluitingen breken de spaan en maken het uitstekend verspaanbaar op de draaibank, waar 1.4006 en 1.4021 juist matig verspanen. Er zit ook meer chroom in, 15,5 tot 17,5 procent, plus 0,20 tot 0,60 procent molybdeen. Op papier levert dat een hogere PREN, maar de zwavelinsluitingen zijn in de praktijk startpunten voor putcorrosie, dus die winst haalt u niet. Lassen kunt u het niet, want zwavel geeft warmscheuren. 1.4104 wordt meestal in +QT650 geleverd rond 25 HRC en zelden gehard.

Vergelijkingstabel martensitisch en austenitisch roestvast staal

De corrosiegrens van 1.4006, en waar u wel naartoe moet

Dit is de belangrijkste beperking en het is beter er te veel dan te weinig over te zeggen. 1.4006 is roestvast in droge tot matig vochtige binnenlucht, in zoet water, in stoom en in veel milde organische media. Het is niet bedoeld voor chloride. Zeewater, brak water, pekel, strooizout, zwembadlucht, chloorhoudende reinigingsmiddelen en zoute levensmiddelen geven putcorrosie, en in de gehárde toestand ook nog een verhoogd risico op spanningscorrosie omdat de restspanningen hoog zijn.

Het gedrag hangt bovendien af van de warmtebehandeling. De corrosieweerstand is het hoogst wanneer het staal is gehard en laag getemperd, want dan zit het chroom in oplossing in de matrix. Temperen in het brosheidsgebied van circa 370 tot 550 graden verlaagt de corrosieweerstand meetbaar, en een ruw of geoxideerd oppervlak verlaagt hem verder. Een gepolijst en gepassiveerd oppervlak presteert daarom aanzienlijk beter dan een gestraald of aangelopen oppervlak.

Moet het onderdeel wél tegen chloride, dan houdt de martensitische familie op. Voor zeewater, pekel en zwembadomgeving gaat u naar 1.4401 (RVS 316) met een PREN rond 24, en bij hoge chloridegehaltes of temperaturen boven zestig graden naar duplex 1.4462 met een PREN rond 35. Die soorten kunt u niet harden, dus als een onderdeel zowel 40 HRC als chloridebestendigheid moet halen, is er geen enkelvoudig materiaal dat dat doet. Dan wordt het een gehard inzetstuk in een austenitische constructie, een oppervlaktebehandeling of een opgelaagde slijtlaag.

1.4006 of Hardox: wanneer kiest u wat?

Beide worden om hun hardheid gekozen en ze concurreren zelden op hetzelfde onderdeel. Hardox 400 komt met circa 370 tot 430 HBW, ruwweg 40 tot 45 HRC, al gehard van de fabriek en is in grote plaatformaten leverbaar; Hardox 500 zit rond 470 tot 540 HBW. Dat is dezelfde of een hogere hardheid dan 1.4006 haalt, voor een fractie van de materiaalprijs, en het is te lassen en te zetten zonder dat er nadien een warmtebehandeling nodig is.

Kies Hardox als het slijtvlak een plaat is en corrosie geen rol speelt: goten, trechters, stortbakken, slijtstroken, bakmessen, zeefplaten, laadvloeren. De hardheid zit door de hele dikte, de plaat komt gehard binnen en u hoeft er niets aan te doen. Kies 1.4006 als het onderdeel eerst verspaand of gepolijst moet worden en daarna hard, als er vocht of een mild chemisch medium in het spel is waar ongelegeerd slijtstaal simpelweg roest, of als het om een klein, roterend of afdichtend onderdeel gaat: een as, een spil, een klepzitting, een messenbalk in een productielijn die dagelijks wordt gereinigd. Hardox is een plaatoplossing, 1.4006 is een onderdeeloplossing.

Nog een praktisch punt over de vorm. 1.4006 wordt overwegend als stafmateriaal volgens EN 10088-3 gemaakt; plaat volgens EN 10088-2 is in deze kwaliteit beperkt leverbaar en de gangbare diktes en formaten zijn kleiner dan bij 304 of 316. Voor een plaatdeel in de dikte die u wilt is het daarom verstandig eerst de leverbaarheid te laten nakijken, en soms is een gehard slijtstaal of een austenitische plaat met een opgelaagde slijtlaag de praktischer route.

RVS 1.4006 bewerken

Lasersnijden

1.4006 laat zich goed lasersnijden op de fiberlaser, met stikstof als snijgas zodat de kant blank blijft. Er is wel één eigenschap die u bij austenitisch RVS niet hebt: de snijkant hardt op. De laser verhit een smalle zone tot boven 950 graden en de omringende plaat schrikt die vervolgens af, dus langs de snede ontstaat een dun laagje martensiet dat 40 HRC of meer kan meten. Dat merkt u pas bij de volgende bewerking, wanneer een boor of een tapeind op die harde rand stuit. Moeten er gaten worden getapt of moet de kant worden nabewerkt, laat de plaat dan na het snijden subkritisch gloeien op 650 tot 760 graden, of houd bij het uitnesten materiaal over zodat u de harde zone wegneemt. Snijwerk gaat bij ons standaard binnen 72 uur de deur uit.

Zetten

Zetten doet u in zacht gegloeide toestand, nooit in geharde toestand. Met een rek bij breuk van minimaal 15 procent in +QT650 en wat meer in +A is 1.4006 vervormbaar, maar het is een derde van wat 304 aankan en dat is bij zetwerk in RVS goed te voelen. Houd een ruimere binnenradius aan dan u gewend bent, in de praktijk circa anderhalf tot twee keer de plaatdikte, en zet waar mogelijk dwars op de walsrichting. De terugvering is beperkter dan bij austenitisch RVS omdat de rekgrens hoger ligt ten opzichte van de treksterkte, maar de kans op scheuren in de buitenvezel is groter. Zit er een lasersnede in de buigzone, dan is de harde snijkant het startpunt van zo’n scheur, dus die kant eerst wegnemen of gloeien. De volgorde is altijd: snijden, zetten, dan harden.

Lassen

Martensitisch RVS lassen vraagt een procedure, want het materiaal hardt zichzelf op in de warmtebeïnvloede zone. Bij afkoeling vormt zich daar martensiet, en die zone is hard, bros en gevoelig voor waterstofscheuren. Drie maatregelen horen erbij.

Voorverwarmen op 200 tot 300 graden en die temperatuur ook als tussenlaagtemperatuur aanhouden. Dat vertraagt de afkoeling, zodat de martensietvorming geleidelijk verloopt in plaats van in één schok. Nagloeien direct na het lassen op 700 tot 750 graden, dus onder de omzettingstemperatuur, en daarna langzaam laten afkoelen. Daarmee tempert u het martensiet in de las en de warmtebeïnvloede zone en haalt u de brosheid en de restspanning eruit. Laat het werkstuk tussen lassen en nagloeien niet volledig afkoelen. En de juiste toevoeging: gelijkwaardig lassen doet u met een 410-type draad of elektrode, wat een las oplevert die net als het basismateriaal hardbaar is maar wel nagegloeid moet worden. Kan er niet worden nagegloeid, dan neemt u een austenitische toevoeging als 309L, die een taaie las geeft die de spanning opneemt, of een nikkelbasistoevoeging van het ERNiCr-3-type. Die las wordt dan niet hard, dus dat is geen keuze voor een slijtvlak.

Twee praktische punten. Het restmagnetisme in de plaat kan blaaswerking van de boog geven; ontmagnetiseer dan voor het lassen. En de warmtegeleiding van 1.4006 is ongeveer het dubbele van die van 304, dus de warmte loopt sneller weg uit de naad en de afkoeling gaat sneller dan u bij RVS gewend bent. Voor constructief werk lassen wij gecertificeerd volgens EN 1090.

Verspanen

Verspaan in zacht gegloeide toestand, bij circa 155 tot 200 HB, en hard daarna. Bij het verspanen gedraagt 1.4006 zich beter dan austenitisch RVS omdat het minder koud uitwerkt en kortere spanen geeft, maar de spaan is abrasief en de standtijd van het gereedschap valt lager uit dan bij constructiestaal. Als richtwaarde voor draaien met gecoat hardmetaal in +A ligt de snijsnelheid grofweg tussen 100 en 180 m/min; in +QT650 gaat daar een derde af. Scherp gereedschap, een ruime spaandikte en royaal koelen. Reken bij het harden op maatverandering: martensiet heeft een groter volume dan austeniet, dus het onderdeel groeit enkele tienden van een procent en kan kromtrekken. Nauwe toleranties zet u daarom na de warmtebehandeling, door slijpen. Moet er veel verspaand worden en is 40 HRC niet nodig, kies dan 1.4104.

Oppervlakteafwerking

1.4006 laat zich met 13 procent chroom en weinig insluitingen goed polijsten, tot hoogglans, en dat is een van de redenen dat het in kleppen, spiegelende afdekkingen en sanitaire delen wordt gebruikt. De afwerking is hier bovendien functioneel en niet cosmetisch: een glad, schoon oppervlak houdt het aanzienlijk langer uit dan een ruw of aangelopen oppervlak. Na harden, slijpen of lassen hoort er dus een reiniging op, en passiveren in salpeterzuur bouwt de chroomoxidelaag weer op. Beitsen kan, maar met een middel dat op martensitisch staal is toegelaten, want de gangbare RVS-beitspasta’s zijn op deze soort agressiever. Wij verzorgen in eigen huis stralen, glasparelen en poedercoaten. Een blank, nog niet gepassiveerd onderdeel moet gebeoliëd of droog worden opgeslagen, want blanke 1.4006 slaat in een vochtige werkplaats sneller aan dan u van RVS verwacht.

Toepassingen van RVS 410

• Messen en snijgereedschap: industriële messen, mesbalken, snijranden en kanters die dagelijks worden gereinigd en dus niet in gewoon gereedschapsstaal kunnen. Voor snijkanten die scherper moeten blijven wordt 1.4021 of 1.4028 gekozen.
• Kleppen en klepzittingen: afsluiterdelen, zittingen, spindels en klephuisdelen waar een hard, glad afdichtvlak nodig is in water, stoom of een mild medium.
• Assen en spillen: assen, tapeinden, bussen en penverbindingen die roterend belast worden en waar een gehard oppervlak de levensduur bepaalt.
• Pompdelen: pomphuisdelen, wielen en asafdichtingsvlakken in de procesindustrie, mits het medium chloridevrij is.
• Slijtdelen en machinedelen: nokken, aanslagen, geleiders, kettingwielen en delen die op slijtage werken in een omgeving die te vochtig is voor ongelegeerd staal maar niet agressief genoeg om 316 te rechtvaardigen.
• Warme, droge omgeving: onderdelen in droge lucht tot circa 400 graden constructief en tot circa 650 graden wat oxidatie betreft, bijvoorbeeld in oven- en droogapparatuur, zolang de hardheid niet leidend is.

RVS 1.4006 op maat laten bewerken

Van Hengstum Metaal bewerkt 1.4006 in eigen huis in Soest. Wij snijden plaat op maat met de fiberlaser, zetten op CNC-kantbanken, lassen gecertificeerd, verspanen, assembleren en verzorgen de eindafwerking. De warmtebehandeling zelf, dus harden en temperen, laten wij bij een gespecialiseerde warmtebehandelaar uitvoeren en nemen wij in de doorlooptijd mee; geef bij de aanvraag door welke hardheid het onderdeel moet halen en in welke toestand u de plaat verwacht, want dat bepaalt de bewerkingsvolgorde. Doordat de rest van de keten onder een dak zit zijn de doorlooptijden kort, met snijwerk binnen 72 uur en 99% leverbetrouwbaarheid.

Wij leveren enkelstuks, prototypes en series. Voordat er iets wordt geproduceerd controleren we uw tekening gratis op maakbaarheid en denken we mee over plaatdikte, zetradius, snijvolgorde en de vraag of 1.4006 hier de juiste soort is of dat een gehard slijtstaal of een austenitische kwaliteit u beter uitkomt. Wij werken op plaat en plaatwerkconstructies; buis, profiel en bevestigingsmateriaal horen bij een handelsvoorraad en leveren wij niet. Hebt u een 3.1-materiaalcertificaat nodig, geef dat meteen door, want het bepaalt de inkoop en bij 1.4006 ook de leverstand. Vraag vrijblijvend een offerte aan en stuur uw tekening of DXF mee.