Begrippenlijst

Aanloopkleuren

Bij het verwarmen in lucht van (gehard) staal ontstaan bij temperaturen boven 200 ºC op een blank oppervlak door oxidatie zogenaamde aanloopkleuren. Bij ongelegeerde staalkwaliteiten zijn deze als volgt:

 

 

200 °C

Witgeel

220 °C

Strogeel

230 °C

Goudgeel

240 °C

Geelbruin

250 °C

Bruinrood

 

 

 

 

260 °C

Rood

270 °C

Purperrood

280 °C

Violet

280 °C

Donkerblauw

300 °C

Korenbloemblauw

 

 

 

 

320 °C

Lichtblauw

340 °C

Blauwgrijs

360 °C

Grijs

 

 

 

 

 

 

Deze aanloopkleuren gelden slechts voor een bepaalde ontlaatduur. Bij gelegeerde staalsoorten, zoals staalsoorten met een hoog chroomgehalte, treden deze kleuren op bij een hogere temperatuur.

 

Abrasieve slijtage

Een vorm van Slijtage waarbij materiaalverwijdering plaats vindt door de schurende of stotende werking van harde deeltjes, die ofwel uitsteeksels zijn van één van beide deelnemende oppervlakken of opgesloten zitten tussen beide oppervlakken (“microverspanen”).

 

Adhesieve slijtage

Bij deze vorm van Slijtage vindt materiaaloverdracht plaats van het ene naar het andere oppervlak. Het aan deze overdracht ten grondslag liggende mechanisme is het ontstaan van microlasverbindingen tussen de ruwheidstoppen van de deelnemende oppervlakken.

 

Afschrikken

Bij het harden van metalen wordt hiermee bedoeld het snel afkoelen vanaf hoge temperatuur.
De afkoelsnelheid dient zodanig te zijn dat de gewenste structuur ontstaat. Bij harden van staal is dit martensiet, bij precipitatieharden de oplosgegloeide toestand. Het te gebruiken afschrikmedium is afhankelijk van de te behandelen legering en kan bestaan uit water, olie, lucht of een vergelijkbaar medium.

 

Anisotropie coëfficiënt of r-waarde

Hieronder wordt verstaan de verhouding tussen de werkelijke verandering van de breedte en van de dikte van een proefstaaf, die aan een éénassige trekproef is onderworpen.

De anisotropiecoëfficiënt wordt vaak gezien als maat voor de dieptrekbaarheid van met name ongelegeerd staal. Hoe hoger de waarde, des te beter de dieptrekbaarheid.

 

 

 

Anodiseren

Anodiseren is een samentrekking van de woorden “anodisch” en “oxideren”. Bedoeld wordt een galvanisch proces waarmee op met name aluminium en aluminiumlegeringen kunstmatig een oxidelaag wordt aangebracht. De belangrijkste redenen voor het anodiseren van aluminium- producten zijn de verhoging van de weerstand tegen Corrosie (technisch anodiseren), het verbeteren van de slijtvastheid (hardanodiseren) en het verbeteren van het uiterlijk door bijvoorbeeld inkleuren (decoratief anodiseren).

 

Austeniteren

Veel staalkwaliteiten hebben bij kamertemperatuur een ferritische structuur. Door het staal te verhitten kan deze structuur bij een bepaalde temperatuur overgaan in austeniet, het verwarmen tot deze temperatuur en het gedurende zekere tijd daarop houden, wordt austeniteren genoemd.
De hoogte van de austeniteringstemperatuur wordt bepaald door de chemische samenstelling van de te behandelen kwaliteit. Door vanaf deze temperatuur het materiaal af te schrikken, kan martensiet gevormd worden (harden); door normaal af te koelen ontstaat een normaalgegloeide structuur.

 

Autogeen draadspuiten 

Materiaal in draadvorm wordt door middel van een elektromotor of een persluchtturbine door een spuitpistool getransporteerd en centraal in een brandend gas/zuurstofmengsel tot smelten gebracht. Het gesmolten draadmateriaal wordt vervolgens door geconditioneerde perslucht naar het substraat verstoven om daarop een deklaag te vormen. Er ontstaat zo een microporeuze laag met oxide-insluitingen. Wordt het te verspuiten materiaal in poedervorm aan het spuitpistool toegevoerd, dan spreekt men van autogeen poederspuiten.

 

Autogeensnijden

Het autogeen snijproces behoort, evenals bijvoorbeeld het plasmasnijden, tot de thermische snijprocessen.

Bij het autogeensnijden wordt het te snijden materiaal door een zuurstof/acethyleen vlam
(de voorwarmvlam) tot ontbranden gebracht. Bij de verbranding van het te snijden materiaal moet warmte vrij komen. De warmte van de voorwarmvlam samen met de vrijkomende verbrandingswarmte maken een voortlopende verbranding in zowel de dikte- als de snijrichting mogelijk. De bij de verbranding ontstane oxiden (slak) worden door de gasstroom uit de gevormde snede geblazen.

Het autogeensnijden kan alleen succesvol verlopen als de verbrandingstemperatuur van het te snijden materiaal lager is dan de smelttemperatuur. Bovendien moet de ontstane slak bij de procestemperatuur voldoende dun vloeibaar zijn. Om deze redenen kunnen alleen ongelegeerd en laaggelegeerd staal autogeen gesneden worden.

 

Beitsen

Beitsen is een chemische reinigingsmethode voor metalen oppervlakken, waarmee bijvoorbeeld een roestlaag, de walshuid of een oxidehuid verwijderd wordt. Voor staal vindt het beitsen plaats in zure oplossingen, bijvoorbeeld van zwavelzuur of zoutzuur. Voor aluminium en aluminiumlegeringen wordt vaak een basische oplossing op basis van natronloog toegepast.

 

 

 

Brinellhardheid (Hardheid)

Bij deze hardheidsmeting wordt een gehard stalen of hardmetalen kogel (diameter D) met een zekere belasting (F) gedurende een bepaalde tijd op het oppervlak van het te onderzoeken materiaal gedrukt. Nadat de belasting is weggenomen wordt, door de diameter d van de gevormde bolkap te meten, het oppervlak van de bolkap bepaald. Samen met de diameter van de gebruikte kogel (D) en de toegepaste belasting (F) bepaalt dit oppervlak.

 

H14_brinell.png 

 

Brosse breuk

Dit type breuk wordt gekenmerkt door het ontbreken van plastische deformatie (bijvoorbeeld insnoering), voorafgaande aan de breuk. Brosse breuken kunnen door diverse oorzaken ontstaan, zoals ongunstige spanningstoestand en spanningscorrosie. Met name ongelegeerd en laaggelegeerd staal zijn gevoelig voor brosse breuk bij lagere temperaturen.

 

Carboneren

Carboneren, soms ook wel inzetten of cemeteren genoemd, is een diffusiebehandeling met het doel het oppervlak van laagkoolstofstaal te verrijken met koolstof. De behandeling vindt plaats in een koolstof afgevend medium (tegenwoordig een gas of een gesmolten zout) op 900 °C tot
950 °C. In het algemeen wordt het carboneren gevolgd door Harden en Ontlaten, waardoor een product of onderdeel ontstaat met een hard en slijtvast oppervlak en een taaie kern.
De carboneerdiepte wordt bepaald door de carboneertijd, de carboneertemperatuur en in zekere mate ook door de samenstelling van de te behandelen staalkwaliteit. De diepte kan variëren tussen enkele 10den van een millimeter tot enkele millimeters.

 

Carboneerstaal

Hieronder wordt verstaan een staalkwaliteit met een in verhouding laag percentage koolstof dat gebruikt wordt voor onderdelen waarvan het oppervlak voor het harden geheel of gedeeltelijk wordt gecarboneerd (Carboneren) of gecarbonitreerd (Carbonitreren).

Onderscheid kan gemaakt worden tussen ongelegeerd (bijvoorbeeld C 15) en gelegeerd (bijvoorbeeld 16 MnCr 5) carboneerstaal.

 

Carbonitreren

Een variant op het carboneren is het carbonitreren, dus eveneens een diffusiebehandeling. Bij het carbonitreren wordt naast koolstof tevens, zij het een geringe hoeveelheid, stikstof in het oppervlak gebracht. Het voordeel is dat de opgenomen stikstof enerzijds de hardbaarheid van de laag verbetert, waardoor ongelegeerd staal op deze wijze, behandeld in olie in plaats van in water, afgeschrikt kan worden. Anderzijds wordt de behandelingstemperatuur ten opzichte van carboneren verlaagd tot ca. 860 °C.

Een mogelijk nadeel is dat de hardingsdiepte bij dit proces beperkt blijft tot ca. 0,8 à 1,0 mm.

 

Chromateren (zie Conversielaag)

 

 

Conversielaag

Conversielagen zijn anorganische deklagen, die op een metalen oppervlak gevormd worden door een chemische reactie tussen het metalen oppervlak en een chemisch actieve stof in een waterige oplossing.

Bekende conversielagen zijn de fosfaatlagen op staal en chromaatlagen op onder andere aluminium. Conversielagen worden met name toegepast als ondergrond voor organische deklagen (lak, verf). Ze kunnen ook toegepast worden als corrosiewering, het verbeteren van de glij-eigenschappen van metalen voorwerpen en als elektrisch isolerende laag.

 

Corrosie

Corrosie wordt in het algemeen gedefinieerd als: “een van het oppervlak uitgaande, ongewenste aantasting van een materiaal door chemische of elektrochemische reacties met (een component uit) het omringende milieu. Hoewel het begrip corrosie in het algemeen in verband wordt gebracht met metalen, kunnen ook bijvoorbeeld kunststoffen door corrosie worden aangetast.

Van de mileus waarin corrosie kan optreden zijn met name de waterige milieus (ook wel elektrolyt genoemd) van groot belang, omdat daarin de meeste corrosieprocessen ontstaan.
De optredende processen zijn hierin elektrochemisch van aard.

 

Desoxidatie

Na de Raffinage van staal bevat het nog vloeibare materiaal onder andere een zekere hoeveelheid zuurstof. Desoxidatie bestaat uit het binden van de zuurstof met bijvoorbeeld aluminium en/of silicium. Het zo verkregen staal is een gedesoxideerd staal.

 

Dieptrekken

Dit is een plaatomvormproces, waarbij met behulp van een stempel en een matrijs een vorm met een wand en een bodem uit een plaat wordt geperst. De wand ontstaat doordat materiaal van buiten de omtrek van de wand naar een gat in een matrijs wordt getrokken en over de rand van dat gat wordt gebogen.

 

Diffusie

Het onder invloed van een concentratieverschil verplaatsen van atomen of moleculen in een vaste stof, een vloeistof of een gas.

 

Doorharden

Wordt een product gehard (Harden), dan zal de afkoelsnelheid aan het oppervlak groter zijn dan onder het oppervlak. De afstand tussen het oppervlak en het punt waar nog juist de Kritische afkoelsnelheid wordt gehaald, wordt hardingsdiepte genoemd. Bij volledige doorharding is de hardingsdiepte gelijk aan of groter dan de afstand tussen oppervlak en kern.

 

Duktiliteit

Hieronder wordt verstaan de mate waarin een metaal weerstand kan bieden tegen plastische deformatie zonder te scheuren. Als maat voor de duktiliteit worden onder andere de Rek en de Insnoering uit de trekproef gezien.

 

 

Elasticiteit

Het vermogen van een vaste stof om recht evenredig met een toenemende of afnemende belasting te deformeren.

 

Elasticiteitsgrens

Deze wordt meestal bepaald met een trekproef en is de hoogste belasting in N/mm ², waarbij de proefstaaf na het wegnemen van de belasting weer zijn oorspronkelijke vorm aanneemt. Tot deze belasting gedraagt het staal zich ongeveer als elastiek en is het verband tussen belasting en verlenging rechtevenredig.

 

Elektrolytisch verzinken (zie Galvaniseren)

 

Emailleren

Een door smelten of fritten (gedeeltelijk smelten) verkregen silicaat houdende glasachtige stof (het zogenaamde email of email-slib) wordt, bijvoorbeeld door spuiten of dompelen, op het te emailleren product gebracht. Na drogen van de sliblaag wordt het product verhit, waardoor een laag met een glasachtige structuur ontstaat.

 

Etsen

In de metallografie wordt onder etsen verstaan het chemisch of elektrochemisch selectief aantasten (oplossen) van structuurbestanddelen van een vooraf geprepareerd metalen oppervlak ten einde de structuur van dat metaal toegankelijk te maken voor metallografisch (microscopisch) onderzoek.

 

Fosfateren (zie Conversielaag)

 

Galvannealed

Door de Sendzimir verzinkte band (Sendzimir verzinken) aansluitend aan het verzinken door een oven te leiden, wordt de zinklaag omgezet in een zink/ijzer legeringslaag, het zogenaamde galvannealed. De voordelen van een dergelijke laag zijn onder andere de betere lakhechting en de betere puntlasbaarheid ten opzichte van de overeenkomstige Sendzimir verzinkte kwaliteiten.

 

Galvaniseren

Het galvaniseren omvat diverse groepen van processen. In de eerste plaats de elektrolytische processen, uitgevoerd in een elektrolyt en gebruikmakend van een uitwendige stroombron, met het doel een hechtende metaallaag op een ondergrond te verkrijgen. Bekende elektrolytische bewerkingen zijn onder andere verchromen, vernikkelen, vertinnen, verzinken, verzilveren en vergulden. Ook de elektrochemische processen zoals het anodiseren van aluminium rekent men tot het terrein van de galvanotechniek.

In de praktijk wordt thermisch verzinken ook wel eens aangeduid met galvaniseren. Dit is echter niet juist, immers thermisch verzinken is een dompelproces, waarbij de objecten gedurende korte tijd worden gedompeld in vloeibare zink bij een temperatuur van 445-465º C (zie Thermisch verzinken).

 

 

Gekalmeerd staal (zie ook Desoxidatie)

De na de raffinage in het vloeibare staal aanwezige zuurstof en koolstof reageren met elkaar tot koolmonoxide of kooldioxide. Deze reacties verlopen heftig, men spreekt dan ook over de kookreactie. Staal dat op deze wijze stolt wordt onrustig staal genoemd. Door aan de smelt silicium en/of aluminium toe te voegen, wordt de aanwezige zuurstof gebonden (het desoxideren) en stopt de kookreactie: gekalmeerd staal, ook wel rustig staal genoemd.

Ten opzichte van ongekalmeerd staal wordt gekalmeerd staal onder andere gekenmerkt door minder segregatie en daardoor over de dikte een gelijkmatigere samenstelling en daarmee ook gelijkmatigere mechanische eigenschappen. In moderne staalfabrieken wordt uitsluitend nog gekalmeerd staal geproduceerd.

 

Gloeien

Onder gloeien wordt verstaan het onderwerpen van metalen producten of halffabrikaten aan een tijd-temperatuur cyclus, met het doel de eigenschappen van het product of halffabrikaat voor de toepassing of verwerking te optimaliseren.

Bekende gloeibehandelingen zijn het zachtgloeien, spanningsarmgloeien en normaalgloeien.

 

Harden

Verhogen van de hardheid van staal door een warmtebehandeling. De warmtebehandeling bestaat uit het verhitten van het staal tot een van de staalkwaliteit afhankelijke temperatuur (zie Austeniteren), gevolgd door Afschrikken in een geschikt medium (water, olie, lucht). Ook de keuze van het afschrikmiddel is afhankelijk van de staalkwaliteit.

 

Hardheid

Het begrip hardheid geeft een indicatie omtrent de weerstand die een materiaal biedt tegen blijvende vervorming door indrukking. Een kleine blijvende indruk wijst op een grote hardheid.

Bij een hardheidsmeting volgens deze definitie moeten het indruklichaam, de grootte van de belasting en de belastingstijd gekozen worden.

 

Inductieharden

Een veel gebruikt proces voor het oppervlakteharden van hardbaar staal. Het Austeniteren vindt plaats door de producten in een wisselend magneetveld te brengen, waardoor met name in het oppervlak warmte ontwikkeld wordt. Direct aansluitend vindt afschrikken plaats. Het eindproduct wordt gekenmerkt door een hoge hardheid van het oppervlak. Het kernmateriaal is onveranderd.

 

Insnoering

Is tijdens een trekproef de belasting hoger dan de Rekgrens, dan zal de proefstaaf plastisch vervormen. Aanvankelijk zal de plastische vervorming gelijkmatig verdeeld zijn over de lengte van de proefstaaf, de zogenaamde gelijkmatige rek. Bij verder stijgende belasting zal op zeker moment de plastische vervorming op één plaats geconcentreerd worden, waardoor op die plaats de doorsnede van de proefstaaf sterk verminderd, uiteindelijk gevolgd door breuk. Het plaatselijk verminderen van de doorsnede van de proefstaaf staat bekend als insnoeren. De grootte van de insnoering wordt opgegeven in procenten van de oorspronkelijke doorsnede. Insnoering wordt, samen met de rek, wel als een maat voor de Duktiliteit van met name metalen gezien.

 

 

Interkristallijne corrosie (zie ook Corrosie)

Hieronder wordt een corrosievorm verstaan, waarbij korrelgrenzen of zones net naast korrelgrenzen worden aangetast. Voorwaarde voor het ontstaan van deze aantasting is een voldoende hoog potentiaalverschil tussen de korrel en de korrelgrens. Het potentiaalverschil wordt in het algemeen veroorzaakt door een verschil in samenstelling tussen de korrelgrens en de korrel. Een bekend voorbeeld van interkristallijne corrosie betreft roestvast staal waarin, als de omstandigheden gunstig zijn, op de korrelgrenzen chroomcarbiden uitgescheiden kunnen worden. Het daarvoor verbruikte chroom is onttrokken aan een zone net naast de korrelgrens. Deze zone kan dan selectief aangetast worden.

 

Kerfslagproef

De kerfslagproef dient om inzicht te krijgen in de neiging van een staalkwaliteit om bros te breken. Bij deze beproeving wordt gebruik gemaakt van een gekerfd proefstuk dat bij een vastgestelde temperatuur met één slag gebroken wordt. Voor het breken van de proefstaaf wordt meestal de slingerhamer van Charpy gebruikt, waarbij een om een horizontale as slingerende hamer een proefstaaf die tegen twee aanslagen rust, in het midden raakt. De energie die nodig is om de proefstaaf te breken is een maat voor de brosheid. Door proeven te doen bij diverse temperaturen kan een idee verkregen worden omtrent de weerstand tegen brosse breuk van een bepaalde staalkwaliteit bij afnemende temperatuur.

 

Kerfslagwaarde

De kerfslagwaarde wordt bepaald met de Kerfslagproef en is de slagarbeid die nodig is om de proefstaaf te breken. Bij de bepaling van de kerfslagwaarde spelen onder andere de vorm van de proefstaaf en de temperatuur een belangrijke rol, reden waarom deze invloedsfactoren in normen zijn vastgelegd.

 

Koolstofequivalent

Het koolstofequivalent is een veel toegepaste maat om de bijdrage van verschillende legeringselementen op de hardbaarheid in uit te drukken.
Voor de berekening van het koolstofequivalent wordt vaak de volgende formule gehanteerd:

CE = %C +

%Mn

+

%Cr + %Mo + %V

+

%Cu + %Ni

6

5

15

Koudscheuren

Koudscheuren of waterstofscheuren kunnen ontstaan in de Warmtebeïnvloede zone van staalkwaliteiten met een relatief hoog Koolstofequivalent. Scheuren ontstaan beneden een temperatuur van ca. 150 °C.
De gevoeligheid voor koudscheuren wordt onder andere bepaald door de chemische samenstelling en de structuur van het staal, de inwendige spanningen en het waterstofgehalte.

 

Kritische afkoelsnelheid

Kritische afkoelsnelheid is een grootheid die met name bij het Harden van staal wordt gebruikt. Onder de kritische afkoelsnelheid wordt die afkoelsnelheid verstaan waarbij nog juist martensiet ontstaat. De hoogte van de kritische afkoelsnelheid wordt bepaald door de chemische samenstelling van het staal. Met name de legeringselementen spelen hierin een belangrijke rol.

 

 

Kruip

Worden onderdelen of constructies langere tijd mechanisch belast boven een bepaalde temperatuur (voor ongelegeerd en laaggelegeerd staal ca. 350 °C), dan kan een zodanige vervorming optreden dat blijvende schade ontstaat. Een vervorming in de tijd bij een constante, de rekgrens niet overschrijdende, belasting, wordt kruip genoemd. De belastbaarheid wordt niet langer bepaald door de sterkte-eigenschappen zoals treksterkte en vloeigrens, maar door kruipeigenschappen zoals Kruipsterkte en Kruipgrens.

 

Kruipgrens

Onder kruipgrens wordt die spanning verstaan die bij een bepaalde temperatuur en een gegeven tijd een opgegeven deformatie tot gevolg heeft. Als deformatie wordt vaak 1% verlenging als criterium genomen. Als tijd vaak 10.000 uur of 100.000 uur.

 

Kruipsterkte

De spanning die bij een bepaalde temperatuur en na een gegeven tijd tot breuk leidt wordt de kruipsterkte genoemd. Evenals bij de kruipgrens wordt als tijd in het algemeen of 10.000 uur of 100.000 uur genomen.

 

Legering of alliage

Aan zuivere metalen kunnen andere elementen (zowel metalen als niet-metalen) bewust worden toegevoegd. Het doel hiervan is het verbeteren van eigenschappen, bijvoorbeeld verhogen van de sterkte (koolstof toevoegen aan ijzer), verbeteren van de corrosieweerstand (bijvoorbeeld door chroom toe te voegen aan staal). Meestal vindt het legeren plaats in de vloeibare toestand.

 

Martensiet (zie Harden)

Bij het harden wordt staal met een voldoende hoog percentage koolstof verhit tot in het austeniet gebied (zogenaamd Austeniteren). Vervolgens wordt sneller afgekoeld dan de Kritische afkoelsnelheid. Het gevolg hiervan is dat er een harde en brosse structuur ontstaat, die martensiet wordt genoemd. Deze structuur is voor veel toepassingen te bros. Door een aansluitende warmtebehandeling (zie Ontlaten) wordt de taaiheid weer in meer of mindere mate hersteld, hetgeen gepaard gaat met een zekere daling van de hardheid.

 

Nitreren

Nitreren is één van de methoden om een daartoe geschikt staal te voorzien van een hard en slijtvast oppervlak. Bij het nitreren worden de te behandelen onderdelen op ca. 550 °C in een stikstof afgevend milieu gebracht. Dit milieu kan bijvoorbeeld bestaan uit een gas (ammoniak) of een zout. De in het staal opgenomen stikstof zorgt voor een verhoging van de hardheid. De te bereiken hardheid is daarbij afhankelijk van de chemische samenstelling van het te behandelen staal. Met name legeringselementen zoals aluminium en chroom geven een grote bijdrage aan de hardheid. In tegenstelling tot bijvoorbeeld Harden en Carboneren wordt bij nitreren de hardheid niet door afschrikken verkregen.

 

 

Nitrocarboneren

Nitrocarboneren is een variant op nitreren. Bij deze behandeling wordt naast stikstof ook enig koolstof in het oppervlak gebracht. Nitrocarboneren wordt meestal toegepast op staalkwaliteiten die niet specifiek voor nitreren bestemd zijn. De verkregen oppervlaktelaag heeft goede loopeigenschappen en vertoont weinig neiging tot vreten.

 

Non-Ferro metalen

Onder non-ferro metalen verstaat men metalen of legeringen, waarin minder dan 50% ijzer voorkomt. Non-ferro metalen zijn onder andere aluminium, koper, nikkel, lood, tin, beryllium, maar ook legeringen zoals brons, messing, soldeertin.

 

Normaal gloeien

Normaal gloeien is een warmtebehandeling voor staal, waarmee beoogd wordt te komen tot een fijnkorrelige structuur bestaande uit ferriet en perliet. De behandeling bestaat uit verhitten op de daartoe geschikte temperatuur (in het algemeen > 900 °C), gevolgd door rustig afkoelen.

 

Normaliserend walsen

Door in de laatste fase van het warmwalsen een juiste afwalstemperatuur te kiezen en het materiaal voldoende te deformeren kan na afkoelen een structuur verkregen worden die in zijn eigenschappen nagenoeg gelijkwaardig is aan een normaal gegloeide structuur. Bij het normaliserend walsen is het normaal gloeien als het ware in het warmwalsproces geïntegreerd.

 

Ontlaatbestendig

Wordt gehard en ontlaten staal op verhoogde temperatuur, maar onder de ontlaattemperatuur, gebruikt, dan zal in de loop der tijd toch een daling van de sterkte optreden. In welke mate dit gebeurt is afhankelijk van de staalkwaliteit. Staalkwaliteiten die nauwelijks of geen daling te zien geven, noemt men ontlaatbestendig.

 

Ontlaten

Voor veel toepassingen is een gehard (zie Harden) en niet ontlaten staal te bros. Om deze reden worden onderdelen en producten na het afschrikken in het algemeen opnieuw verhit, ontlaten, op een veel lagere temperatuur dan de hardings- of austeniteertemperatuur. Door deze behandeling neemt de taaiheid toe. Dit gaat gepaard met een daling van de hardheid en de sterkte.
Welke combinatie van sterkte en taaiheid uiteindelijk bereikt wordt, hangt af van de staalkwaliteit en de hoogte van de ontlaattemperatuur. Is de ontlaattemperatuur hoog (> 500 °C), dan spreekt men van veredelen; bij een lage ontlaattemperatuur (< 300 °C) over harden en ontlaten.

 

Oppervlakteharden

Oppervlakteharden is een verzamelnaam voor processen waarmee een metalen voorwerp van een hard en slijtvast oppervlak voorzien kan worden. Hieronder vallen dus onder andere Carboneren, Nitreren en Vlamharden.

 

 

Plasmasnijden

Plasmasnijden behoort, evenals autogeensnijden en lasersnijden, tot de groep thermische snijprocessen. Bij het plasmasnijden wordt tussen een elektrode en het te snijden werkstuk een elektrische boog in stand gehouden. Aan deze boog wordt een gas of gasmengsel toegevoerd. Onder invloed van de boog zal dit gas geïoniseerd worden en in geval van een meer-atomig gas gedissocieerd. Het zo ontstane mengsel van elektronen en ionen wordt een plasma genoemd. Door de keuze van het juiste mondstuk wordt het uitstromende plasma op een kleine plaats geconcentreerd waardoor het te snijden materiaal tot smelten wordt gebracht. Door de hoge snelheid van het uitstromende plasma wordt tevens het gesmolten materiaal uit de snede verwijderd.

Het plasmasnijden is ontwikkeld voor die materialen die met autogeensnijden niet te bewerken zijn. Tegenwoordig wordt het plasmasnijden ook toegepast voor het snijden van (dunne) staalplaat.

 

Precipitatie harden

Precipitatie harden is een warmtebehandeling die met name wordt toegepast op een aantal non-ferro legeringen. De behandeling van een daartoe geschikte legering bestaat uit het zogenaamde oplosgloeien, gevolgd door afschrikken. In tegenstelling tot het harden van staal, levert het afschrikken geen noemenswaardige verhoging van de hardheid op. Na het oplosgloeien en afschrikken vindt het zogenaamde verouderen of uitharden plaats. Deze behandeling vindt plaats op een temperatuur beduidend lager dan de oplosgloeitemperatuur. Door het uitharden neemt de sterkte aanzienlijk toe. De sterkteverhoging wordt verkregen door het ontstaan van uitscheidingen of precipitaten.

 

Putcorrosie of pitting (zie Corrosie)

Putcorrosie is een lokale corrosievorm, die met name optreedt bij zogenaamde passiveerbare materialen zoals roestvast staal en aluminium. Putcorrosie kan optreden als door één of andere oorzaak de passieve laag plaatselijk doorbroken wordt, waardoor een klein actief (onedel) gebied ontstaat. Bij aanwezigheid van een elektrolyt kan de actieve plaats aangetast worden, terwijl het verdere oppervlak niet aangetast wordt. Door het met name in de diepte groeien van de put kunnen constructiedelen geperforeerd worden. In de chemische industrie is 80% tot 90% van de corrosiegevallen het gevolg van putcorrosie.

 

Raffinage van staal

Ruwijzer afkomstig uit een hoogoven bevat een aanzienlijke hoeveelheid verontreinigingen zoals koolstof, mangaan, fosfor, zwavel, etcetera. Dit maakt dat het ruwijzer ongeschikt is als constructiemateriaal. Het zuiveren of raffineren van het ruwijzer vindt tegenwoordig bijna uitsluitend plaats met het zogenaamde oxistaalproces. Bij deze methode van raffineren wordt in een grote pan, de convertor genoemd, op of door het vloeibare ruwijzer zuivere zuurstof geblazen. Alle elementen die een grotere affiniteit hebben tot zuurstof dan ijzer, zullen geoxideerd worden en als slak op het bad gaan drijven. Na deze raffinage worden tegenwoordig vaak nog andere raffinagetechnieken toegepast, zoals vacuümbehandelingen, spoelen met argon en dergelijke.

 

 

Rek

Tijdens een trekproef zal de trekstaaf langer worden, het zogenaamde rekken. De rek kan onderverdeeld worden in een elastische rek, deze verdwijnt als de belasting wordt weggenomen, en de plastische of blijvende rek. De plastische rek kan weer onderverdeeld worden in de gelijkmatige rek (gelijkmatig verdeeld over de hele lengte van de proefstaaf) en de niet-gelijkmatige of insnoeringsrek. Deze laatste is op een relatief kleine plaats geconcentreerd.

De totale plastische rek wordt opgegeven in procenten van de oorspronkelijke lengte.
Als oorspronkelijke lengte wordt zelden of nooit de lengte van de proefstaaf genomen, maar een van te voren afgesproken meetlengte. Voor dunne staalplaat bedraagt deze lengte bijvoorbeeld 80 mm, bij aluminium 50 mm. Omdat per afspraak de insnoering binnen de meetlengte moet vallen, heeft de keuze van de meetlengte een grote invloed op de rek uitgedrukt in procenten van die meetlengte.

 

Rekgrens

De rekgrens is voor metalen die een vloeiverschijnsel vertonen, zonder verdere aanduiding de vloeigrens, voor andere metalen de 0,2% rekgrens. De naam rekgrens wordt gebruikt, als er behoefte bestaat beide begrippen in één woord samen te vatten.

 

Rockwellhardheid (zie Hardheid)

Bij het meten van de hardheid volgens de methode van Rockwell worden als indruklichamen in de meeste gevallen ofwel een kegelvormige diamant met een tophoek van 120 ° gebruikt (hardheid HRc), ofwel een gehard stalen kogel met een diameter van 1/16" (hardheid HRb). Het diamanten indruklichaam wordt met name voor gehard stalen onderdelen toegepast, de kogel voor zachtere materialen. De belasting bestaat uit een voorlast, bedoeld om eventuele oneffenheden weg te drukken en een hoofdlast. Bij de hardheidsmeting volgens Rockwell wordt de indringdiepte h van het indruklichaam gemeten, na wegnemen van de hoofdlast. De hardheid gemeten met de diamant wordt verkregen uit 100-h. De hardheid gemeten met de kogel wordt verkregen uit 130-h.

 

Schooperen

Schooperen, genoemd naar de uitvinder Schoop, is een autogeen draadspuit proces (zie Autogeen draadspuiten) voor het verspuiten van draden voor corrosiebestrijding. In aanmerking komen materialen die aan een stalen constructie een kathodische bescherming geven, dus materialen die onedeler zijn dan ijzer. In de praktijk vinden speciaal zink, aluminium en zink-aluminiumlegeringen toepassing.

 

Sendzimir verzinken

Bij het Sendzimir verzinken wordt bandstaal met hoge snelheid door een bad van gesmolten zink geleid. Na het verlaten van het zinkbad wordt de gewenste laagdikte gerealiseerd door overtollig zink met gasmessen af te blazen, waardoor de zinklaagdikte bij het Sendzimir verzinken binnen vrij ruime grenzen gevarieerd kan worden. In het algemeen wordt de laagdikte opgegeven in
g/m² tweezijdig oppervlak. De minimale laagdikte is ca. 100 g/m², de maximale 600 g/m².
De standaard laagdikte bedraagt 275 g/m², hetgeen overeenkomt met ca. 20 µm.

Zonder bijzondere maatregelen vertoont Sendzimir verzinkt staal het karakteristieke glanzende en soms gebloemde oppervlak. In een aantal gevallen, met name als nog een lakbehandeling volgt, is het gebloemde oppervlak echter ongewenst. Om de bloemvorming te onderdrukken en daarmee de oppervlaktegesteldheid te verbeteren, staan een aantal maatregelen ter beschikking.

 

 

Sherardiseren

Het sherardiseren is een diffusieproces waarbij op stalen of gietijzeren voorwerpen een zink/ijzerlegeringslaag wordt aangebracht. Het proces maakt gebruik van zinkpoeder en vindt plaats in roterende trommels op 380 tot 410 °C. Tijdens het proces vormt zich een relatief dunne legeringslaag. De totale laagdikte bedraagt maximaal 25 µm. Gesherardiseerde producten hebben een egaal grijze kleur en kunnen zonder voorbehandeling van een organische deklaag worden voorzien.

 

Skin pass

Koudgewalst staal wordt vervaardigd door warmgewalst staal bij lage temperatuur tot eindmaat te walsen. Hierdoor treedt een aanzienlijke versteviging op (conditie “full hard”), waardoor het materiaal voor veel toepassingen onbruikbaar is. Om deze reden wordt het koudgewalste en verstevigde staal rekristalliserend gegloeid, om de vervormingseigenschappen te herstellen.

Na het gloeien vertoont het materiaal een aanzienlijk vloeigedrag. In het algemeen is dit ongewenst, onder andere omdat het materiaal hierdoor knikgevoelig is. Tevens bestaat het risico dat bij vervormingen bij de eindverbruiker vloeilijnen op het productoppervlak ontstaan, hetgeen om esthetische redenen meestal ongewenst is. Ook werkt het vloeiverschijnsel negatief op de vervormbaarheid. Onder andere om het vloeiverschijnsel te onderdrukken ondergaat het gegloeide materiaal nog een nawalsbehandeling (diktereductie in de ordegrootte van 0,5%),
de zogenaamde “skin pass”. Hiermee wordt tevens bereikt dat:

   De vlakheid van het bandmateriaal verbeterd wordt;

   De door de klant gewenste oppervlaktegesteldheid bereikt wordt.

 

Slijtage

Volgens de meest gebruikte definitie is slijtage een oppervlakteproces, waarbij ten gevolge van een relatieve beweging van twee met elkaar in contact zijnde lichamen door wrijving een voortdurende en ongewenste verwijdering van materiaal plaats vindt.

 

Spanningsarmgloeien

Door spanningsarmgloeien is het mogelijk het inwendig spanningsniveau te verlagen. Inwendige spanningen kunnen bijvoorbeeld het gevolg zijn van lassen (krimpspanningen) of bewerkingen zoals buigen, dieptrekken en verspanen. Door het spanningsarmgloeien wordt een onderdeel of constructie verkregen met lage, homogeen verdeelde spanningen, hetgeen onder andere een positief effect heeft op de kerfslagwaarde. Bij deze warmtebehandeling vinden geen structuurveranderingen plaats, zodat de mechanische eigenschappen niet veranderen.
Voor ongelegeerd en laaggelegeerd staal vindt de behandeling plaats op ca. 600 °C.

 

Spanningscorrosie (zie Corrosie)

Onder spanningscorrosie in metalen wordt de scheurvorming verstaan tengevolge van de gelijktijdige inwerking van een in- of uitwendige trekspanning en een corrosief milieu. Bij een bepaald materiaal treedt spanningscorrosie slechts in bepaalde corrosieve milieus op. Zo is bijvoorbeeld messing gevoelig voor spanningscorrosie in ammoniak-houdende milieus, roestvast staal in chloridebevattende milieus.

 

 

Staalstralen

Eén van de methoden om walshuid en roest van stalen oppervlakken te verwijderen is het stralen. Bij het stralen botst een straalmiddel, dat in het algemeen bestaat uit ronde staalkorrels (shot genoemd), met hoge snelheid op het te reinigen oppervlak. Hierdoor worden walshuid en roest verpulverd en verwijderd.

In het algemeen wordt het oppervlak daarna direct van een conservering voorzien, omdat het gestaalstraalde oppervlak snel roest (zogenaamde vliegroest).

 

Strekken

Dit is een plaatomvormproces, waarbij met behulp van een stempel en een matrijs een vorm met een wand en een bodem uit een plaat wordt geperst. Het materiaal wordt om een stempel of in een vorm gedrukt zonder toestromen van materiaal. Het toestromen van materiaal wordt voorkomen door het materiaal rondom de stempel vast te klemmen.

 

Thermisch verzinken

Het thermisch verzinken is in tegenstelling tot het Sendzimir verzinken een discontinu proces.
Na een geschikte voorbehandeling, die kan bestaan uit ontvetten, beitsen en fluxen, worden de te verzinken onderdelen ondergedompeld in een bad van gesmolten zink. De procestemperatuur bedraagt in het algemeen 400 °C tot 460 °C. De te bedekken producten blijven zolang in het zinkbad, tot ze dezelfde temperatuur hebben aangenomen als het vloeibare zink.

Tijdens het onderdompelen vinden er reacties plaats tussen het vloeibare zink en het staal, waardoor ijzer/zinklegeringslagen ontstaan. Na het uitnemen uit het zinkbad blijft, uitzonderingen daargelaten, op het oppervlak een zuivere zinklaag achter.

 

Thermomechanisch walsen

Thermomechanisch walsen is een variant van het warmwalsen, maar dan onder zodanige condities dat tijdens het walsen geen rekristallisatie van de austeniet optreedt. De rekristallisatie wordt onder andere onderdrukt door een ten opzichte van het conventioneel warmwalsen, lagere walstemperatuur te gebruiken en door het staal te legeren met bijvoorbeeld niobium. Tijdens het afkoelen zal de gedeformeerde austeniet omzetten naar ferriet of een daarop lijkende structuur. Tengevolge van de grote deformatie, zal de omzetting leiden tot een uitzonderlijk fijnkorrelig materiaal, hetgeen een groot positief effect heeft op de sterkte. De sterkte kan verder nog verhoogd worden door het legeren met geringe hoeveelheden elementen zoals titaan en vanadium. Deze elementen vormen tijdens het afkoelen precipitaten.

Thermomechanisch gewalste staalkwaliteiten worden ten opzichte van andere kwaliteiten met gelijke sterkte gekenmerkt door een betere vervormbaarheid en lasbaarheid.

 

Traagheidsmoment (lineair)

Het lineair traagheidsmoment is een wiskundige grootheid, die ontstaat uit de som van de oppervlakken van de doorsnede van een lichaam, vermenigvuldigd met het kwadraat van de afstand van het zwaartepunt van dat oppervlak tot de neutrale lijn. Het traagheidsmoment speelt onder andere een rol bij de berekening van de doorbuiging.

 

 

Treksterkte

De treksterkte van een materiaal wordt bepaald met de trekproef. De treksterkte wordt verkregen door de maximale kracht in newtons (N) te delen door het oppervlak van de oorspronkelijke doorsnede.

 

Veredelen (zie Ontlaten)

 

Vermoeiingssterkte

Onder vermoeiingssterkte wordt de maximale spanning verstaan, waar beneden een materiaal in principe een oneindig aantal spanningswisselingen kan doorstaan, zonder te breken.

 

Verstevigingsexponent

Tijdens een trekproef zal de spanning in de proefstaaf berekend uit het quotiënt van de optredende kracht en het momentane oppervlak van de doorsnede, voortdurend toenemen, totdat breuk optreedt. Deze spanning noemt men de ware spanning. De relatie tussen de ware spanning s en de absolute rek e kan geschreven worden als: s = ken, waarin k een constante is en n de verstevigingsexponent. Hoe groter n (ligt tussen 0 en 1), des te stijler verloopt de ware trekkromme en des te meer verstevigd het materiaal. Het verstevigingsgedrag is met name van belang bij processen als strekken en buigen.

 

Vickershardheid

Bij deze methode om de hardheid van metalen te meten, wordt een diamant als indruklichaam gebruikt. De diamant heeft de vorm van een piramide met een tophoek van 136 °. De belasting is tussen ruime grenzen te kiezen, waardoor deze methode geschikt is voor het meten van de hardheid van zowel harde als zachte materialen, maar ook van dunne lagen.

De indruk die achterblijft is van bovenaf gezien een vierkant. Omdat de diagonaal d van dit vierkant een maat is voor het oppervlak van de piramidale indruk, wordt de Vickershardheid verkregen uit de verhouding van belasting P en de diagonaal d:

HV =

2·P·sin136/2

=

1,85

P

d2

d2

Vlamharden

Vlamharden is een methode van oppervlakteharden. Bij deze methode wordt het oppervlak van voor vlamharden geschikte staalkwaliteiten door middel van een vlam op hardingstemperatuur gebracht. Direct aansluitend wordt het oppervlak afgeschrikt met een voor de staalkwaliteit geschikt afschrikmiddel. Er ontstaat zo een product met een hard en slijtvast oppervlak.
Het kernmateriaal blijft onveranderd.

 

Vlamspuiten (zie Autogeen draadspuiten)

 

 

Vloeigrens

Onder bijzondere omstandigheden verloopt tijdens de trekproef van staal de overgang tussen het elastisch en plastisch gebied niet gelijkmatig. Bij het bereiken van deze overgang, daalt de spanning enigszins, om vervolgens weer iets te stijgen en dan enige tijd min of meer constant te blijven. Tijdens dit proces neemt de rek wel toe. Dit schommelende verloop van de spanning noemt men het “vloeien” van het staal.
De hoogste spanning tijdens het vloeien wordt de bovenste vloeigrens genoemd, de laagste spanning de onderste vloeigrens.

 

Walshuid

Tijdens het warmwalsen zal een stalen oppervlak oxideren. Hierdoor zal er een laag oxiden op het staal ontstaan met een blauwe tot zwarte kleur. Deze laag wordt walshuid genoemd.

 

Warmtebeïnvloede zone

Warmtebeïnvloede zone is een begrip dat veelvuldig in verband met lassen wordt gebruikt. Bedoeld wordt dan de zone direct grenzend aan een las, waarvan de eigenschappen ten gevolge van de ingebrachte laswarmte veranderd zijn ten opzichte van het uitgangsmateriaal.

 

Weerstandsmoment

Het weerstandsmoment is een wiskundige grootheid, die afhangt van de vorm van de doorsnede van een lichaam. Het verband tussen weerstandsmoment (W) en traagheidsmoment (I) is:

W =

I

grootste vezelafstand

Het weerstandsmoment speelt onder andere een rol bij de berekening van het draagvermogen.

 

Zachtgloeien

Zachtgloeien heeft tot doel een structuur te krijgen die voor een bepaalde samenstelling leidt tot de laagst mogelijke hardheid. Deze toestand geeft de beste vervormingsmogelijkheden voor niet-verspanende bewerkingen zoals buigen en dieptrekken. Voor ongelegeerd en laaggelegeerd staal vindt het gloeien plaats op ca. 700 °C. De verkregen structuur bestaat voor staal uit globulaire cementiet in een matrix van ferriet.

Het MCB boek, een uitgave van MCB Nederland. Tel 040 - 2088333 Alle rechten voorbehouden. Disclaimer.