Warmgewalste constructiestalen

De warmgewalste constructie staalsoorten zijn genormaliseerd in NEN-EN 10 025 waarbij de norm bestaat uit zes delen:

NEN-EN 10025 -1: Algemene technische levervoorwaarden.

NEN-EN 10025- 2: Technische leveringsvoorwaarden voor ongelegeerd constructiestaal

NEN-EN 10025- 3: Technische leveringsvoorwaarden voor normaalgegloeid/normaliserend gewalst lasbaar fijnkorrelig constructiestaal.

NEN-EN 10025- 4: Technische leveringsvoorwaarden voor lasbaar fijnkorrelig constructiestaal verkregen door thermomechanisch walsen.

NEN-EN 10025- 5: Technische leveringsvoorwaarden voor weerbestendig constructiestaal.

NEN-EN 10025- 6: Technische leveringsvoorwaarden voor platte producten met hoge vloeigrens in veredelde toestaan.

De aanduiding van deze staalsoorten begint met een hoofdletter “S” gevolgd door een cijferaanduiding die betrekking heeft op het niveau van de rekgrens.

Voor de ongelegeerde staalsoorten (NEN-EN 10025-2) wordt hieraan een aanduiding voor kerfslagwaarde aan toegevoegd (JR,J0,J2 of K2). Indien het ongelegeerde constructiestaal in normaalgeloeide toestand geleverd moet worden die expliciet de aanduiding “+N” toegevoed te worden.

Indien de leveringstoestand van het staal niet van belang is en het staal geen speciale warmtebehandeling na of tijdens het walsen moet ondergaan, dient de aanduiding “+AR” (as rolled) te zijn toegevoegd.

Staal geschikt voor koudvervorming krijgt de toevoegletter “C”. Een voorbeeld van een correcte aanduiding is :

Staal EN-10025-2 – S355J0C+N.

De specifiek fijnkorrelige constructiestaalsoorten worden behandeld in de normen NEN-EN 10025-3 voor normaalgeloeide soorten (aanduiding “N”) en in NEN-EN 10025-4 voor de thermomechanisch gewalste soorten (aanduiding “M”).

De weervaste constructiestaalsoorten worden behnadeld in NEN-EN 10025-5. Deze staalsoorten (S235 en S355) vertonen een verbeterde atmosferische corrosieweerstand.Ze worden aangeduid met de letter “W” (voor staal met een laag fosforgehalte) en “WP” (voor staal met een hoog fosfor gehalte). Ze zijn alleen beschikbaar in de leveringstoestanden “AR”en “N”.

De norm NEN-EN 10025-6 behandeld de veredelde constructiestaalsoorten S460, S500,S550, S620, S690, S890 en S960 (aanduiding “Q”) De staalsoorten zijn alleen beschikbaar als platte producten. Dergelijke hoge sterktes worden verkregen door het plots afschrikken van het staal na walsen (zie kader).

Kromme A stelt het klassieke warmwalsen in het austenietisch gebied voor (γ-staal: T > 900°C), waarna een normale koeling plaatsvindt. Het resultaat is een constructiestaal in de leveringstoestand “AR” (as rolled), waarbij de korrelstructuur geen wijziging heeft ondergaan door middel van een warmtebehandeling.

Indien na het klassieke walsen en afkoelen tot in het ferritisch gebied (α-staal), het constructiestaal opnieuw wordt opgewarmd tot in het austenitisch gebied (T = 900°C) om dan opnieuw af te koelen (kromme B) dan levert dit constructiestaal op in de leveringstoestand “N” (normaal gegloeid = een warmtebehandeling bestaande uit het afkoelen in rustige lucht vanuit het austenitisch gebied). De korrelstructuur is fijner wat hogere kerfslagwaarden en sterktes oplevert.Een soortgelijke toestand kan verkregen worden door normaliserend walsen, waarbij de laatste vervorming wordt uitgevoerd in een specifiek temperatuursgebied.

Na het walsen kan het constructiestaal ook afgeschrikt worden (versnelde afkoeling, bijvoorbeeld door water), waarbij de temperatuur dus zeer scherp daalt. Er ontstaat daardoor een harde structuur met (zeer) hoge sterkte, maar met onvoldoende taaiheid. De taaiheid wordt verbeterd door het staal, na de plotse afkoeling, te ontlaten, dit wil zeggen door het opnieuw op te warmen (T = 600°C) en dan zachtjes te laten afkoelen. Deze behandeling levert veredeld constructiestaal in leveringstoestand “Q” (kromme C).

Tenslotte kan men het constructiestaal thermomechanisch walsen (kromme D t/m G). Dit betekent dat het walsen plaatsvindtop welbepaalde tijdstippen yijdens het afkoelingsproces (TM-procede), zodat een fijnere korrel ontstaat Afhankelijk van de dikte en de vorm van het product kan dit eventueel nog gepaard gaan met afschrikken, al dan niet gevolgd door ontlaten (QST-procede). Het resultaat is een leveringstoestand “M”. Dit staal heeft soortgelijke eigenschappen als normaalgegloeid staal, maar met een lager koolstofgehalte, wat leidt tot een betere lasbaarheid.

Microstructuur van normaalgegeloeid staal type S460	Microstructuur van een thermomechanisch gewalst staal	Microstructuur van QT-staal type S1100

Warmgewalste omvormstalen

Warmgewalst omvormstaal wordt geleverd in dikten vanaf 1,5 mm, volgens NEN‑EN 10 111. Door verbeterde walstechnieken en thermomechanische procesvoering is een aantal omvormstaalsoorten ontwikkeld. Hierdoor worden deze materialen interessant als goedkopere alternatieven voor koudgewalste staalplaat. De belangrijkste eigenschappen staan vermeld in tabel1. Tegenwoordig zijn ook hoge sterktestalen (NEN EN 10338) als warmgewalst en als warmgewalst en verzinkt te koop.

Warmgewalst strip en plaat kunnen worden geleverd met en zonder walshuid. Omdat deze walshuid bij omvormen en stampen tot aanzienlijke abrasieve slijtage kan leiden, geniet zonder walshuid de voorkeur.Het verwijderen van de walshuid gebeurd door beitsen (chemisch proces) of stralen (mechanisch proces). Door stralen kunnen de mechanische eigenschappen (vervormbaarheid) van het materiaal(oppervlak) worden beïnvloed. Warmgewalst staal heeft in het algemeen ruimere maattoleranties en een grotere oppervlakteruwheid dan koudgewalst staal.

Tabel 1 Eigenschappen van warmgewalst vervormingsstaal (NEN‑EN 10 111) ⁽¹⁾

^{Inhoudsopgave van warmgewalst vervormingstaal NEN EN 10111}

Warmgewalst sterktestaal

Warmgewalst sterktestaal wordt zowel in thermomechanisch behandelde toestand als in normaalgegloeide toestand geleverd (zie onder andere NEN‑EN 10 149 1,2 en 3). Het toepassingsgebied van deze materialen betreft vooral speciale constructies. In tabel2 is een aantal van deze staalsoorten opgenomen die bestemd zijn voor koudvervorming.

Tabel2 Warmgewalst sterktestaal volgens NEN-EN 10149.

Cortenstaal

Cortenstaal, eigenlijk Cor-Ten staal en ook wel bekend als weervast staal, is een metaallegering bestaande uit ijzer waaraan koper, fosfor, silicium, nikkel en chroom zijn toegevoegd. De sterkte is vergelijkbaar met die van andere gelegeerde staalsoorten zoals roestvrij staal. de rekenwaarde is circa 355 N/mm². Kenmerkend voor Cortenstaal is enerzijds de bruinoranje roestkleur en anderzijds de lange levensduur. De levensduur is zo lang omdat de eerste corrosielaag verder aantasting door roest tegenhoudt, waardoor schilderen overbodig is geworden en onderhoud dus zeer gering.

Toepassingen van Cortenstaal

De mogelijkheden om Cortenstaal toe te passen zijn vrijwel onbeperkt. Cortenstaal heeft een veel langere levensduur dan gewoon staal. Cortenstaal kent vele toepassingen in de architectuur, constructies, scheepscontainers en scheepsbouw, kunst en ontwerpen voor tuin en landschap.