Hamos boek - Hamos stainless steel fasteners
Hamos boek - Hamos stainless steel fasteners
Hamos boek - Hamos stainless steel fasteners
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:33 Pagina 1<br />
ROESTVASTSTALEN BEVESTIGINGSMATERIALEN<br />
STAINLESS STEEL FASTENERS<br />
<strong>Hamos</strong>- Holland BV<br />
Marisstraat 8<br />
3364 AZ Sliedrecht, Nederland<br />
Postbus 295,<br />
3360 AG Sliedrecht, Nederland<br />
Telefoon 0184 - 496900<br />
Fax 0184 - 412422<br />
E-mail: info@hamos.nl<br />
Internet: www. <strong>Hamos</strong>.nl
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:33 Pagina 003<br />
1. het begrip roestvaststaal<br />
De goede corrosieweerstand van roestvaststaal-de vroegere, maar nog steeds populaire benaming ”roestvrij” is onjuist-<br />
berust op de eigenschap van automatische zelfbescherming, ook wel passivering genoemd. Onder invloed van de zuurstof uit<br />
de lucht of van een oxyderend milieu, bijv. salpeterzuur, wordt een dunne chroomoxidehuid op het oppervlak gevormd, die het<br />
onderliggende staal volkomen afsluit tegen aantasting en het daardoor passief maakt. Wordt deze oxidehuid door mechanische<br />
of chemische behandeling beschadigd, dan zal deze zich onmiddelijk weer herstellen mits voldoende zuurstof beschikbaar is.<br />
Dit zal niet het geval zijn in bijv. een zure, reducerende oplossing, waarbij een natuurlijk herstel meestal niet mogelijk is en lokale<br />
corrosie kan optreden.<br />
Als voorwaarde om een dichte, afgesloten passiveerlaag te verkrijgen moet het staal tenminste met ca. 13% chroom gelegeerd<br />
zijn. In fig. 1 is de invloed van het toenemende chroomgehalte in ongelegeerd koolstofstaal t.o.v. corrosiesnelheid duidelijk te<br />
zien.<br />
In principe kan het begrip roestvaststaal dus gedefinieerd worden als een ijzerlegering met tenminste ca. 13% chroom.<br />
Figuur 1<br />
HAMOS<br />
003
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:33 Pagina 004<br />
HAMOS<br />
Het aantal soorten roestvaststaal is zeer uitgebreid. Momenteel bestaan er meer dan 200 verschillende legeringen en regelmatig<br />
komen er gemodificeerde of nieuwe legeringen bij. Hierbij wordt de chemische samenstelling gewijzigd en/of andere elementen<br />
zoals o.a. nikkel, molybdeen, titaan, niobium, koper, zwavel, selenium, stikstof toegevoegd die ieder hun specifieke eigenschappen<br />
en toepassingsgebieden hebben. Ogenschijnlijk kleine verschillen in de chemische samenstelling kunnen grote gevolgen<br />
veroorzaken, zodat het gebied ”roestvaststaal” op de buitenstaander meestal een gecompliceerde en ondoorzichtige indruk<br />
maakt.<br />
Het is echter mogelijk om de gangbare roestvaststaalsoorten in drie hoofgroepen in te delen, waaraan men de naam gegeven<br />
heeft van de metaalkundige struktuur, waarin zij overwegend voorkomen n.l. ferritisch, martensitisch en austenitisch. (zie fig. 2)<br />
Figuur 2<br />
ferristische struktuur martensitische struktuur austenitische struktuur<br />
Deze hoofdgroepen onderscheiden zich door enkele typerende eigenschappen:<br />
2. soorten roestvaststaal<br />
Ferristisch roestvaststaal vindt weinig toepassing bij handelsgebruikelijke bevestigingsonderdelen vanwege de beperkte<br />
corrosieweerstand en de lage mechanische eigenschappen. Zij worden niet op voorraad gehouden, doch uitsluitend bij grote<br />
aantallen op bestelling geleverd.<br />
Ook het martensitisch roestvaststaal is vrijwel van geen betekenis. Deze staalgroep is vooral bekend als ”messenstaal”.<br />
Austenitisch roestvaststaal is de belangrijkste en overwegend voorkomende hoofdgroep voor de gangbare bevestigingsonderdelen<br />
vanwege de uitstekende corrosiewering en de hoge mechanische eigenschappen die door koudvervorming kunnen worden<br />
verkregen. Deze worden op voorraad gehouden en zijn dus gemakkelijk en snel verkrijgbaar. Daarom zal op deze staalgroep<br />
uitsluitend verder worden ingegaan.<br />
004
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:33 Pagina 005<br />
3. austenitisch roestvaststaal<br />
Voor een goed begrip van de typische eigenschappen van austenitisch roestvaststaal is enig inzicht in het metaalkundig en<br />
technologisch gedrag van deze legeringsgroep vereist. Een essentieel verschil met ongelegeerde en laaggelegeerde staalsoorten<br />
die gebruikt worden bij de stalen bevestigingsonderdelen in de hogere sterkteklassen, is de stabiliteit van de austenietstruktuur.<br />
Deze kan bij de nornale staalsoorten alleen maar voorkomen bij een hoge temperatuur boven ongeveer 900 °C, terwijl<br />
deze bij austenitische roestvaststaal blijft bestaan tot beneden kamertemperatuur. Dit is dan ook de reden waarom austenitisch<br />
roestvaststaal niet thermisch hardbaar is. De austenietstruktuur is evenwel niet altijd volkomen stabiel. Dit wordt op complexe<br />
wijze bepaald door de chemische samenstelling van de legering, waarbij sommige elementen elkaar zelfs tegenstrijdig kunnen<br />
beïnvloeden. Of een legeringssamenstelling austeniet-stabiel is of een mengstruktuur heeft, waarin ook martensiet en/of ferriet<br />
voorkomen, kan uit het Schaeffler-diagram (fig. 3) worden afgeleid. In dit diagram worden de elementen op de horizontale as als<br />
chroomaequivalent en op vertikale as als nikkelaequivalent uitgedrukt. Het nikkelaequivalent is een maat voor de bevordering<br />
van de austenietstabiliteit, terwijl het chroomaequivalent een maat voor de bevordering van een mengstruktuur aangeeft. Deze<br />
aequivalenten kunnen met behulp van de formules in het diagram worden berekend en hiermee kan op eenvoudige wijze vastgesteld<br />
worden of een bepaalde chemische samenstelling van het roestvaststaal een stabiele austenietstruktuur of een instabiele<br />
mengstruktuur zal opleveren. Duidelijk is te zien dat volledige stabiliteit nog juist wordt bereikt bij de combinatie van een<br />
nikkelaequivalent van ca. 12% en een chroomaequivalent van ca. 18%. Hieruit volgt dat de algemeen bekende aanduiding 18/8<br />
voor austenitisch roestvaststaal zeer grof is en dat geringe afwijkingen in de analyse consequenties kunnen hebben t.a.v. de<br />
specifieke eigenschappen van het produkt. Een stabiele austenietstruktuur is voorwaarde voor optimale corrosieweerstand.<br />
Figuur 3 - Schaeffler-diagram<br />
HAMOS<br />
005
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:33 Pagina 006<br />
HAMOS<br />
Een volgend typisch aspect van austentitisch roestvaststaal is dat dit materiaal, hoewel niet thermisch hardbaar, daarentegen in<br />
sterke mate koudverstevigd kan worden door koudvervorming. Hierdoor kunnen mechanische eigenschappen bereikt worden<br />
die beduidend hoger liggen dan die van het uitgangsmateriaal afhankelijk van de mate van kouddeformatie en de chemische<br />
samenstelling. Roestvaststalen bouten, schroeven en moeren worden overwegend koudgestuikt, zie als voorbeeld fig. 4.<br />
Figuur 4 - Bewerkingsstadia bij de koudfabricage van zeskantbouten<br />
Dat betekent echter, dat het uitgangsmateriaal tevens een acceptabele koudvervormbaarheid moet bezitten. Deze twee tegengestelde<br />
eisen van enerzijds koudversteviging t.b.v. de sterkteklasse van het produkt, anderzijds koudvervormbaarheid t.b.v. de<br />
fabricagemogelijkheid zijn hoofdzakelijk afhankelijk van het element koolstof. Als compromis wordt in de praktijk bij voorkeur<br />
een gehalte van ca. 0,05% gekozen.<br />
De keuze van dit percentage hangt tevens samen met de invloed van koolstof op de magnetiseerbaarheid na koudvervorming<br />
en het optreden van interkristallijne corrosie waarop later wordt teruggekomen.<br />
006
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 22-02-2002 09:39 Pagina 006<br />
HAMOS<br />
Een volgend typisch aspect van austentitisch roestvaststaal is dat dit materiaal, hoewel niet thermisch hardbaar, daarentegen in<br />
sterke mate koudverstevigd kan worden door koudvervorming. Hierdoor kunnen mechanische eigenschappen bereikt worden<br />
die beduidend hoger liggen dan die van het uitgangsmateriaal afhankelijk van de mate van kouddeformatie en de chemische<br />
samenstelling. Roestvaststalen bouten, schroeven en moeren worden overwegend koudgestuikt, zie als voorbeeld fig. 4.<br />
Figuur 4 - Bewerkingsstadia bij de koudfabricage van zeskantbouten<br />
Dat betekent echter, dat het uitgangsmateriaal tevens een acceptabele koudvervormbaarheid moet bezitten. Deze twee tegengestelde<br />
eisen van enerzijds koudversteviging t.b.v. de sterkteklasse van het produkt, anderzijds koudvervormbaarheid t.b.v. de<br />
fabricagemogelijkheid zijn hoofdzakelijk afhankelijk van het element koolstof. Als compromis wordt in de praktijk bij voorkeur<br />
een gehalte van ca. 0,05% gekozen.<br />
De keuze van dit percentage hangt tevens samen met de invloed van koolstof op de magnetiseerbaarheid na koudvervorming<br />
en het optreden van interkristallijne corrosie waarop later wordt teruggekomen.<br />
006
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 22-02-2002 09:39 Pagina 007<br />
4. austenitische roestvaststaalgroepen voor bevestigingsonderdelen<br />
4. en chemische samenstellingen<br />
In de internationale ISO-norm 3506 ”Bevestigingsonderdelen uit roestvaststaal” is uit een grote aantal varianten een typebeperkende<br />
keuze gemaakt van de austentitische roestvaststaalsoorten, die geschikt zijn voor bevestigingsonderdelen.<br />
In tabel 1 is deze hoofdgroep onderverdeeld in drie staalgroepen met hun aanduiding, de daarbij behorende chemische samenstelling<br />
en de meest gebruikte staaltypen.<br />
Tabel 1<br />
1) Voorzover niet anders aangegeven, zijn dit maximale waarden<br />
2) Zwavel kan door selenium vervangen worden<br />
3) Kan titanium ≥ 5xC tot maximaal 0,8% bevatten<br />
4) Kan niobium en/of tantalium ≥ 10xC tot maximaal 1% bevatten<br />
5) Kan koper tot maximaal 4% bevatten<br />
6) Bevat titanium ≥ 5xC tot maximaal 0,8%<br />
7) Kan molybdeen bevatten naar keuze van de fabrikant<br />
8) Wanneer voor bepaalde toepassingen een maximaal percentage van molybdeen noodzakelijk is, dan moet dit bij de<br />
opdracht door de besteller voorgeschreven worden.<br />
De fabrikant kan na overleg met de besteller andere staalgroepen toepassen mits voldaan wordt aan alle eigenschappen en<br />
eisen van ISO 3506.<br />
Deze drie staalgroepen hebben de volgende typische kenmerken:<br />
A1<br />
A2<br />
A4<br />
HAMOS<br />
is een draaikwaliteit, die uitsluitend wordt toegepast wanneer bevestigingsonderdelen verspanend worden vervaardigd.<br />
Door het hogere fosfor- en zwavelgehalte wordt een betere verspaanbaarheid verkregen, hoewel daardoor<br />
de corrosieweerstand wordt verminderd en deze kwaliteit ook minder geschikt is voor hoge en lage temperaturen.<br />
is de meest universele en gangbare staalgroep voor koudvervormde bouten, schroeven en moeren met een uitstekende<br />
corrosiewering onder normale atmosferische omstandigheden, in natte omgeving en tegen oxyderende en<br />
organische zuren en vele alkalische- en zoutoplossingen. Deze kwaliteit is ook uitermate geschikt voor toepassing bij<br />
zeer lage en hoge temperaturen.<br />
is door toevoeging van 2-3% molybdeen en verhoging van het nikkelgehalte de meest corrosiebestendige staalgroep,<br />
die in het bijzonder wordt toegepast in agressieve media zoals zeeklimaat, (chloriden), industrieklimaat<br />
(zwaveldioxyde), bij oxyderende zuren en daar waar putvormige corrosie kan optreden.<br />
007
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 22-02-2002 09:39 Pagina 008<br />
HAMOS<br />
In het bijzonder wordt allereerst de aandacht erop gevestigd dat hogere mechanische eigenschappen bij austenitische roestvaststalen<br />
bouten, schroeven en moeren op een principieel andere wijze worden verkregen dan bij produkten uit koolstofstaal en laaggelegeerde<br />
staalsoorten. De sterkteklassen 8.8, 10.9, 12.9 uit deze laatstgenoemde thermisch hardbare staalsoorten worden bereikt<br />
door een warmtebehandeling. Bij austenitisch roestvaststaal, dat thermisch niet hardbaar is, kunnen hogere sterkteklassen alleen<br />
maar verkregen worden door koudvervorming. Dit heeft echter tot gevolg dat er inhomogene spanningstoestanden ontstaan,<br />
waardoor andere aanduidingen van de sterkteklassen en afwijkende beproevingen van de rekgrens en de rek noodzakelijk zijn.<br />
In ISO 3506 zijn de drie austenitische staalgroepen A1, A2, A4 ingedeeld in drie sterkteklassen 50, 70 en 80 met hun mechanische<br />
eigenschappen afhankelijk van de fabricagemethode en de afmetingen van het produkt, zie tabel 2. Het getal van de sterkteklasse<br />
komt overeen met1/10 van de treksterkte in N/mm2, bijv. klasse 80 heeft een minimum terksterkte van 80x10=800 N/mm2.<br />
Deze drie sterkteklassen hebben de volgende typische kenmerken:<br />
50<br />
70<br />
80<br />
is de zachte, niet koudvervormde toestand van gedraaide en warmgeperste produkten. Deze klasse komt bij de<br />
gangbare bevestigingsonderdelen relatief weinig voor.<br />
is de meest voorkomende klasse voor koudgestuikte produkten en wordt als regel geleverd.<br />
is de hoogste sterkteklasse die wordt verkregen door extra sterke koudvervorming. De treksterkte ligt op het niveau<br />
van de 8.8 klasse van de stalen bouten.<br />
Tabel 2 - Mechanische eigenschappen voor bouten, schroeven, tapeinden en stelschroeven boven M5 en moeren van alle afmetingen<br />
1) Alle waarden zijn berekend en hebben betrekking op de spanningsdoorsnede van de schroefdraad.<br />
2) De verlenging na breuk aan deprodukten zelf met een lengte van≥ 3d en niet aan afgedraaide proefstaven met een<br />
meetlengte van 5d.<br />
3) Boven M20 moeten de mechanische eigenschappen overeengekomen worden tussen besteller en leverancier, aangezien<br />
andere waarden mogelijk zijn.<br />
4) De waarden van de mechanische eigenschappen gelden voor lengten van het produkt tot max. 8xd. Bij grotere lengten<br />
moeten de waarden overeengekomen worden tussen besteller en leverancier.<br />
Tabel 3<br />
008<br />
5. mechanische eigenschappen van austenitische roestvaststalen<br />
bevestigingsonderdelen
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 22-02-2002 09:39 Pagina 009<br />
6. het systeem van aanduiding en het merken van austenitische<br />
4. roestvaststalen bevestigingsonderdelen<br />
Het systeem van aanduiding is in ISO 3506 vastgelegd.<br />
Tabel 4<br />
Roestvaststalen bouten, cilinderschroeven met binnenzeskant en moeren (indien voorgeschreven) vanaf M5 alsmede alle verpakkingen<br />
moeten volgens tabel 4 worden gekenmerkt met de staalgroep gevolgd door het getal van de sterkteklasse en met<br />
het merk van herkomst. Bij bouten en schroeven moeten deze bij voorkeur op de kop worden aangebracht. Bij moeren is het<br />
merken op slechts één aanligvlak toegestaan en mag slechts verdiept worden aangebracht. Ook is het merken op de sleutelvlakken<br />
toelaatbaar. De staalgroepen A2 en A4 kunnen ook als alternatief met rillen op de hoeken van de sleutelvlakken<br />
gemerkt worden. Wanneer de moeren bij de beproeving niet de proefspanning van de hoogste sterkteklasse bereiken dan moeten<br />
de moeren gemerkt worden met de lagere sterkteklassen. Zie voorbeeld in figuur 5. Het merken van tapeinden en andere<br />
bevestigingsonderdelen wordt overgelaten aan onderling overleg tussen besteller en leverancier.<br />
Figuur 5<br />
HAMOS<br />
009
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 22-02-2002 09:39 Pagina 0010<br />
HAMOS<br />
Er zijn verschillende vormen van corrosie, ieder met een specifiek gedrag, zodat duidelijk onderscheid gemaakt dient te worden.<br />
7.1 Algemene atmosferische corrosie<br />
Hieronder wordt verstaan een chemische aantasting van het materiaal door het omgevende milieu, welke gekenmerkt wordt<br />
door een gelijkmatige en geleidelijke aantasting van het gehele oppervlak en uitgedrukt wordt als materiaalverlies in mm per<br />
jaar. Bij deze meestvoorkomende vorm van corrosie treedt geen onverwachts bezwijken op en is deze vorm uit oogpunt van<br />
veiligheid controleerbaar en niet gevaarlijk. Voor normale atmosferische omstandigheden is A2 de meest geschikte en meest<br />
toegepaste kwaliteit onder de algemene voorwaarde dat er voldoende zuurstof aanwezig is om de beschermende chroomoxidelaag<br />
in stand te houden. In meer agressieve omgevingen zoals bepaalde zuren, industriëel klimaat en in het bijzonder zeeklimaat<br />
(chloriden) wordt de kwaliteit A4 aangeraden. Tabel 5 geeft als richtlijn nadere informatie hierover in vergelijking met andere<br />
materiaalsoorten.<br />
Tabel 5 - chemische corrosietabel<br />
0010<br />
7. corrosieweerstand van austenitisch roestvaststaal
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 22-02-2002 09:39 Pagina 0011<br />
1. het begrip roestvaststaal<br />
7.2 Kontaktcorrosie<br />
Deze geheel andere vorm van corrosie treedt op wanneer twee verschillende metalen in aanwezigheid van een<br />
elektrolytische vloeistof een elektrisch spanningsverschil kunnen opwekken. Dan ontstaat er een galvanische<br />
celwerking, waarbij het onedelere metaal (anode) in oplossing gaat en zich opoffert ten gunste van het edelere<br />
metaal (kathode), fig. 6. Dit elektro-chemische proces verloopt sneller<br />
Figuur 6<br />
naarmate het potentiaalverschil groter is en het oppervlak van het edelere<br />
voorbeeld galvanische celverwerking<br />
metaal groter is dan van het onedelere. Bevestigingsartikelen, die meestal een<br />
kritische verbindingsfunctie vervullen en het laatst dienen te bezwijken, moeten dus altijd kathodisch reageren.<br />
Omdat bevestigingsartikelen in de regel een klein oppervlak hebben t.o.v. de constructie treedt tegen de verwachting<br />
in niet altijd corrosie op. Een voorbeeld hiervan zijn roestvaststalen schroeven in aluminium constructies.<br />
Combinatie met koper, messing, brons wordt afgeraden, tenzij een geschikte isolatie wordt toegepast bijv.<br />
kunststof ringen en busjes, isolatieband of- verf, zie fig. 7. Tabel 6 geeft als richtlijn<br />
nadere informatie over de combinatiemogelijkheden van verschillende materialen.<br />
Tabel 6<br />
Figuur 7<br />
voorbeeld van isolatie<br />
HAMOS<br />
0011
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:17 Pagina 0012<br />
HAMOS<br />
7.3 Interkristallijne corrosie (fig. 8)<br />
Dit is één van de gevaarlijkste vormen van corrosie, omdat deze onverwacht kan optreden en tot spontane<br />
breuk kan leiden bij belastingen die veel lager zijn dan de normaal toelaatbare. Interkristallijne corrosie<br />
is een inwendig verval van de metaalstruktuur door chroomcarbiden-vorming. In het temperatuurgebied<br />
tussen 4000 °C en 9000 °C verbindt koolstof zich gemakkelijk met chroom, waarbij 94% chroom<br />
onttrokken wordt langs de korrelgrenzen en er plaatsen ontstaan met een chroomgehalte lager dan<br />
12% en dus beneden de drempel van roestvastheid komen. Op deze onbeschermde plaatsen treedt<br />
met verhoogde snelheid selectieve corrosie op en worden korrels uit het struktuurverband opgelost.<br />
(Deze vorm van corrosie staat ook bekend onder de naam ”lasbederf”). Interkristallijne corrosie kan bij<br />
bevestigingsonderdelen op twee manieren worden voorkomen:<br />
- door toevoeging van stabiliserende elementen (bijv. titanium, ≥ 5xC tot max. 0,8% zoals in<br />
Werkstoffnummer 1.4511 en 1.4571) die zich sneller met koolstof verbinden als chroom en dus voorkomen dat chroomcarbiden<br />
gevormd kunnen worden.<br />
- door een extra laag koolstofgehalte van max. 0,03% waardoor er bijna geen koolstof aanwezig is om omgezet te kunnen<br />
worden tot chroomcarbiden. Deze laatste methode heeft tevens het voordeel dat dit materiaal zich uitstekend laat koudvervormen<br />
en praktisch niet magnetiseerbaar is.<br />
De bevestigingsonderdelen in de kwaliteiten A2 en A4 mogen geen chroomcarbiden bevatten en moeten voldoen aan de<br />
beproeving op interkristallijne corrosie volgens ISO 3651. De kwaliteit A1 is niet bestendig tegen interkristallijne corrosie. Alleen<br />
in overleg met de leverancier mag een speciale bestendige uitvoering geleverd worden.<br />
7.4 Spannings (interkristallijne) corrosie (fig. 9)<br />
Bij deze eveneens gevaarlijke vorm van corrosie kan scheurvorming dwars door de kristallen<br />
optreden, wanneer trekspanning, verhoogde temperatuur en een corroderende atmosfeer<br />
bijv. chloride-milieu tesamen voorkomen. De gevoeligheid voor deze corrosie kan<br />
vastgesteld worden door het produkt onder trekspanning te behandelen in een kokende<br />
oplossing van 42% magnesiumchloride. Deze corrosie komt bij de gebruikelijke, koudgeperste<br />
bevestigingsonderdelen zelden voor. Als verklaring hiervoor wordt gesteld, dat de<br />
drukspanningen door de koudfabricage de trekspanningen na montage dermate compenseren<br />
dat de kritische spanningstoestand voor het optreden van spanningscorrosie praktisch<br />
nooit bereikt wordt.<br />
7.5 Putvormige corrosie (pitting) (fig. 10)<br />
Een lokale beschadiging van de chromoxidelaag kan de oorzaak zijn van een sterke<br />
plaatselijke, porie-achtige aantasting, die snel en diep het materiaal ingroeit. Deze corrosie<br />
wordt sterk bevorderd in chloorhoudende media zoals zeeklimaat en brakwater. De<br />
kwaliteit A4 biedt vanwege de toevoeging van molybdeen de hoogstmogelijke weerstand.<br />
De gevoeligheid kan bepaald worden door een polarisatiemeting, waarbij de pittingpotentiaal<br />
in een bepaald milieu wordt vastgesteld. Hoe hoger de potentiaal, hoe bestendiger.<br />
7.6 Spleetcorrosie (fig. 11)<br />
In aanwezigheid van een waterig milieu (vooral chloride-ionen) treedt deze corrosie op bij<br />
niet aanliggende vlakken in spleten bijv. sluitringen, veerringen of ondre neerslagen,<br />
aangroeisels en deklagen, waarbij onvoldoende lucht (zuurstof) kan circuleren om de passiviteit<br />
te herstellen. De toepassing van roestvaststalen bevestigingselementen, die onvoldoende<br />
luchtcirculatie kunnen veroorzaken, moeten worden ontraden.<br />
0012<br />
leveringsvoorwaarden<br />
Figuur 8<br />
interkristallijne corrosie<br />
Figuur 9<br />
spanningscorrosie<br />
Figuur 10<br />
putvormige corrosie<br />
Figuur 11<br />
spleetcorrosie bij gebrek aan luchtcirculatie
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:18 Pagina 0013<br />
1. het begrip roestvaststaal<br />
8. Oppervlaktebehandeling<br />
De oppervlakte van austenitische roestvaststalen bevestigingsonderdelen meot schoon en metallisch blank zijn voor zover niet<br />
anders is overeengekomen. De produkten moeten vrij zijn van vuil, zand etc. en vooral van vreemde staaldeeltjes zoals spaantjes<br />
die ”vliegroest” kunnen veroorzaken. Hoe schoner en gladder het oppervlak is, des te groter is de passiveersnelheid.<br />
Om een maximale corrosieweerstand te bereiken wordt aanbevolen om de produkten te passiveren (nabehandeling in een<br />
oplossing van salpeterzuur).<br />
9. Magnetiseerbaarheid<br />
Austenitische roestvaststalen bevestigingsonderdelen. zijn in het algemeen niet magnetiseerbaar. Afhankelijk van de mate van<br />
koudvervorming en het staaltype kan een geringe magnetiseerbaarheid ontstaan. Enige indicatie kan gegeven worden met de<br />
permeabiliteitswaarde Km van het materiaal ten opzichte van vacuum (Km=1). Bijv. A2: Km=1,8, A4: Km=1,015, A4 L(C max.<br />
0,03%)=1,005. Duidelijk is te zien dat A4 zich in dit opzicht gunstiger gedraagt dan A2. Voor speciale toepassingen zoals<br />
elektronische apparatuur, marine en nucleaire industrie zijn de gebruikelijke produkten uit voorraad meestal niet geschikt en<br />
moeten speciale staaltypen in onderling overleg tussen besteller en leverancier overeengekomen worden.<br />
10. Temperatuurbestendigheid en -invloed<br />
Sommige staaltypen kunnen in lucht tot -200 °C worden toegepast, andere zijn geschikt tot +800 °C. Tabel 5 geeft een<br />
indicatie van de invlioed van een hogere temperatuur tot +400 °C op de rekgrens in % van de rekgrens bij kamertemperatuur.<br />
Tabel 5<br />
Tabel 6 laat zien tot welke lage temperatuur de kwaliteit A2 en A4 toegepast kunnen worden.<br />
Tabel 6<br />
HAMOS<br />
Deze waarden zijn slechts van informatieve en algemene aard. Voor speciale toepassingen en eisen moeten de betreffende<br />
voorschriften worden geraadpleegd of overleg worden gepleegd tussen de besteller en de leverancier.<br />
0013
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:18 Pagina 0014<br />
HAMOS<br />
11.1 Algemeen<br />
Corrosiebestendigheid geldt in vele gevallen nog steeds als enig criterium voor de toepassing van roestvaststalen bevestigingsartikelen.<br />
Toch worden deze artikelen hoe langer hoe meer ook gebruikt als mechanische verbindingselementen, waarbij eisen<br />
worden gesteld aan de sterkte en betrouwbaarheid van de constructie. Hierbij is het noodzakelijk enig inzicht te verkrijgen over<br />
het typische gedrag van roestvaststaal bij montage m.n. over de samenhangende factoren tussen vorrspankracht en aandraaimoment.<br />
11.1.1 De maximale toelaatbare vlaktedruk<br />
Van primaire betekenis voor een goede verbinding is de toelaatbare vlaktedruk, die na het voorspannen en onder de uitwendige<br />
bedrijfsbelasting tussen de aanligvlakken van boutkop en moer en het ingeklemde materiaal van de constructie niet overschreden<br />
mag worden, omdat anders ten gevolge van plastische vervorming de voorspankracht terugvalt en de verbinding los kan<br />
lopen.<br />
Tabel 7<br />
Tabel 8<br />
0014<br />
11. montagerichtlijnen
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:18 Pagina 0015<br />
1. het begrip roestvaststaal<br />
11.1.2 Wrijvingscoëfficiënten roestvaststaal<br />
De grotere taaihied van austenitisch roestvaststaal brengt met zich mee dat de wrijvingscoëfficiënt en µG op de schroefdraad en<br />
µK onder de kop niet alleen hoger zijn, maar ook een grotere spreiding vertonen dan bij de normale staalsoorten. Dit betekent<br />
dat bij eenzelfde aandraaimoment een geringere voorspankracht in de bout wordt opgewekt. Een geschikt smeermiddel kan de<br />
wrijving wel verminderen, maar de spreiding blijft groter. Vanwege het groot aantal variabele factoren wordt aangeraden de wrijvingscoëfficiënten<br />
per toepassing proefondervindelijk vast te stellen met bijv. een moment/krachtmeter.<br />
Tabel 9<br />
HAMOS<br />
11.1.3 Bepaling boutafmeting<br />
Voor de dimensionering van de boutafmeting kan op basis van de rekgrens de volgende globale vergelijking gemaakt worden<br />
met de gebruikelijke sterkteklassen van de normale staalsoorten.<br />
- klasse 50 ligt ruim 10% lager dan klasse 4.6, waardoor vervanging zonder meer niet in alle gevallen mogelijk zal zijn.<br />
- klasse 70 in de afmetingen tot en met M20 kan klasse 8.8 zonder meer vervangen, wanneer bij roestvaststaal één genormaliseerde<br />
afmeting groter wordt genomen, bijv. M10 A2-70 i.p.v. M8-klasse 8.8. Hierbij kunnen dan tot 30% hogere belastingen worden<br />
genomen. Boven M20 t/m M30 is klasse 70 praktisch slecht gelijk aan klasse 4.6 en is vervanging zonder meer mogelijk.<br />
- klasse 80 ligt 7% lager dan klasse 8.8 in het algemeen zal vervangen zonder meer mogelijk zijn. In kritische gevallen dient met<br />
dit verschil rekening gehouden te worden en zal in het bijzonder bij deze klasse op vlaktedruk gecontroleerd moeten worden.<br />
Voor een nauwkeurigere berekeningsmethodiek wordt verwezen naar de VDI Richtlinien 2230 ”Systematische Berechnung<br />
hochbeanspruchter Schraubenverbindungen”.<br />
11.1.4 Het vreten van roestvaststaal<br />
De grote taaiheid brengt eveneens met zich mee, dat austenitisch roestvaststaal in het algemeen een grotere neiging tot vreten vertoont<br />
dan de normale staalsoorten. Uit jarenlange praktijkervaring blijkt echter dat dit gevaar bij bouten, die tegenwoordig overwegend<br />
koud vervormd worden en dus een hardere koudverstevigde oppervlakte en een gladde, gerolde schroefdraad hebben, zelden<br />
optreedt. Ook heeft de voorgeschreven speling van de isometrische schroefdraad een gunstig effect tegen vreten. Voorwaarde is<br />
echter wel, dat de produkten schoon zijn, vrij van bramen, vreemde metaaldeeltjes, spanen, zand e.d. en dat eenzijdig klemmen<br />
door beschadiging van de schroefdraad of scheef opdraaien vermeden wordt. Starre verbindingen gedragen zich beter dan elastische.<br />
Aanbevolen wordt om zo gelijkmatig mogelijk en met een laag toerental aan te draaien en geen slaggereedschap te gebruiken.<br />
In dit verband wordt nog opgemerkt dat voor het opwekken van een bepaalde voorspankracht niet alleen de wrijvingscoëfficiënten,<br />
maar ook de nauwkeurigheid van de methode van aandraaien (aandraaifactor) van essentiële invloed is. De combinatie van 2 verschillende<br />
roestvaststaaltypen bijv. A2 en A4 levert t.o.v. vreten geen voordeel op. Bij bijzondere omstandigheden en eisen dient een<br />
speciaal aangepast smeermiddel gebruikt te worden bijv. chloorparaffine, molykoteglijlak, hogedrukolie, corrosiewerend vet e.d.<br />
0015
<strong>Hamos</strong> <strong>boek</strong> 18-01-2002 11:18 Pagina 0016<br />
HAMOS<br />
leveringsvoorwaarden<br />
11.2 Voorspankrachten en aandraaimomenten van austenitische roestvaststalen bevestigingsonderdelen<br />
Deze waarden gelden voor austenitisch roestvaststalen zeskantbouten DIN 931/933 en zeskantmoeren DIN 934. De aandraaimomenten<br />
zijn theoretisch berekende waarden afhankelijk van de gekozen wrijvingscoëfficiënt en gebaseerd op een voorspankracht,<br />
waarbij tijdens montage 90% van de minimum rekgrens van de boutklasse wordt uitgenut. Deze tabel geldt uitsluitend<br />
als richtlijn, waaraan geen aansprakelijkheid kan worden ontleend.<br />
016