Voor- en nadelen

Het voordeel van keuzevrijheid

Er zijn drie belangrijke drijfveren voor toepassing van hoge sterkte staal:

• Sterkte omhoog - De meest voor de hand liggende reden om een hoge sterkte staal toe te passen is dat conventioneel staal onvoldoende sterkte heeft om de gewenste productprestaties te verkrijgen. In veel complexe constructies zoals kranen, bruggen of zwaar materieel is het hoge sterkteniveau simpelweg noodzakelijk om een product te maken dat de gevraagde belastingen kan weerstaan.
• Gewicht omlaag - Een tweede reden voor het gebruik van hoge sterkte staal, die met name binnen de automotive industrie een belangrijke drijvende factor is geweest, is de gewichtsreductie. Zo hebben de autofabrikanten binnen Europa afgesproken dat de CO²-emissie met 25% teruggebracht moet worden. De doelstelling op CO²-emissies betekent aanzienlijk lager brandstofverbruik, terwijl tegelijkertijd de vraag naar meer veiligheid en luxe leidt tot steeds zwaardere auto’s. Toepassing van hoge sterkte staal is noodzakelijk om tot een oplossing te komen. In de transport sector betekent een lichtere truck of trailer een directe verhoging van het nuttig gewicht, waardoor een vrachtwagen meer lading mag meenemen. Een ander voorbeeld is steigermateriaal uit hoge sterkte staal, waardoor het gewicht omlaag gaat en er direct aanwijsbare voordelen zijn tijdens opbouw en transport.Tot slot maakt toepassing van hoge sterkte stalen het mogelijk om de concurrentie met lichtgewicht materialen zoals bijvoorbeeld aluminium effectiever aan te gaan.
• Kosten omlaag - Een andere goede reden om duurdere staalsoorten met hogere sterktes toe te passen is kostenbesparing, al klinkt dit in eerste instantie tegenstrijdig. Door de hogere sterkte kan een dunner materiaal bij dezelfde belastingen worden toegepast. De extra toeslagen voor de lagere dikte en hogere sterkte worden ruimschoots gecompenseerd door het lagere inkoopgewicht. Kostenreducties van 25% op de directe inkoopkosten zijn mogelijk door inzet van hoge sterkte stalen.
• Ook op indirecte kosten kan worden bespaard. Door globalisering en wereldwijde handel wordt er steeds meer producten over lange afstanden getransporteerd. Een reductie van het te transporteren gewicht kan leiden tot een significante kostenbesparing in de distributie. Dit geldt wanneer de transportkosten afhankelijk zijn van het getransporteerde gewicht. Het scheelt bijvoorbeeld aanzienlijk wanneer een vrachtwagen meer producten mag vervoeren omdat het stuksgewicht lager ligt. Een lager gewicht van een product kan dus ook voordelen opleveren tijdens de productie en verdere levenscyclus van het product.

Deze keuzemogelijkheden stellen de moderne ontwerper in staat om, afhankelijk van de drijfveren die tijdens het ontwerp belangrijk zijn, voor iedere toepassing een zeer geschikt materiaal in te zetten.

Keuze voor sterkte of verwerkbaarheid

Eén van de natuurwetten bij de productie van staal is dat een hogere sterkte meestal gecombineerd wordt met een lagere vervormbaarheid. Een goede materiaalkeuze combineert de benodigde vervormbaarheid met de maximale sterkte, dit leidt tot een zo laag mogelijk materiaalgebruik. Aan de andere kant leidt een combinatie van minimale sterkte met maximale vervormbaarheid tot grote vormvrijheid tijdens het ontwerpen. De juiste balans tussen vervormbaarheid en sterkte wordt dus zeer sterk bepaald door de toepassing, maar kan een grote impact hebben op de kosten van het eindproduct.

Grofweg worden binnen de hoge sterkte stalen twee hoofdgroepen onderscheiden: de conventionele en de geavanceerde hoge sterkte stalen (AHSS). Voor de geavanceerde hoge sterkte stalen worden de unieke eigenschappen (zoals een hoge versteviging voor DP en TRIP) veroorzaakt door een bijzondere microstructuur. De AHSS staalsoorten zijn een soort composietmaterialen met vaak een harde en een zachtere component, waardoor vervormbaarheid en sterkte hand in hand gaan

Nadelen van Hoge Sterkte Staal:

• De constructies in de transportsector moeten aangepast worden omde teruglopende stijfheid te compenseren. Want Hoge Sterkte Staal is wel sterker maar niet stijver.
• De verwerkbaarheid vergt extra zorg. Daar het materiaal sterker is, is er meer kracht nodig bij het omvormen en snijden. Tevens moet het gereedschap robuuster uitgevoerd worden.