Hogesterktestaal: meer met minder

Het lijkt soms alsof hogesterktestaal typisch een product van de 21e eeuw is. Niets is minder waar. Ben Wats, sales manager bij SSAB Swedish Steel voor de Benelux, werkt al bijna 25 jaar voor de Zweedse staalproducent. En toen hij startte ging hij al met hogesterktestaal de boer op. De brede interesse van de laatste jaren komt vooral doordat de transportsector op zoek is naar gewichtsbesparingen. Hogesterktestaal biedt hier goede mogelijkheden voor. ‘Lager gewicht betekent betere prestaties, meer laad- en hefvermogen’, zo schetst Frank Ruijs, technisch adviseur bij SSAB, één voordeel. Hij merkt daarnaast dat fabrikanten via deze materialen productiekosten willen verminderen. Dat voordeel zit dan in de handling en assemblagekosten, doordat je producten anders kunt ontwerpen.

Ander gedrag

Ruijs werkt in het Knowledge Service Center van de Zweedse staalproducent. De specialisten hier ondersteunen de klanten in het gebruik van de materialen. Om er maximaal profijt uit te halen, moet je namelijk rekening houden met een aantal factoren. ‘Het plooi- en knikgedrag is anders vanwege de gereduceerde dikte van het design met hogesterktestaal. Knikken kun je voorkomen door bijvoorbeeld verstevigingen aan te brengen of een andere geometrie te kiezen’, aldus de technisch adviseur. Anders ligt het bij de vervormbaarheid. Ruijs: ‘Bij hogesterktestaal moet je het traagheidsmoment van het ontwerp verhogen.’ Complexer wordt het als het om vermoeiing gaat. Inherent aan de samenstelling van het staal, neemt de vermoeiingssterkte toe naarmate het staal een hogere vloeigrens kent. Het is daarom essentieel dat je je design aanpast aan het gebruik van hogesterktestaal.

Knippen en lassen

Want hoewel het moderne hogesterktestaal zich goed laten verwerken, verloopt een aantal zaken net anders dan bij lagesterktestalen. Lasersnijden en plasmasnijden zijn heel goed mogelijk. Waterstraalsnijden net zo. Knippen heeft echter zijn beperking. ‘Een Hardox 400 kun je nog knippen; daarboven zal je schaar kapot kunnen gaan of een grotere slijtage ondervinden’, waarschuwt Ruijs. Om bij het knippen een mooi breukvlak te krijgen, moet je de speling variëren. SSAB heeft hiervoor tabellen ontwikkeld.

De staalsoorten geproduceerd door SSAB zijn lasbaar. Maar eigenlijk moet je lasverbindingen zoveel mogelijk vermijden. De invloed van vermoeiing kan namelijk de voordelen van hogesterktestaal teniet doen. Boutverbindingen zijn voor hogesterktestaal een betere oplossing. Daarom past de vrachtwagenindustrie zoveel boutverbindingen toe. Moet je wel lassen, leg de las dan op plaatsen waar geen hoge spanningen ontstaan. Zorg voor een grote overgangsradius in de las. En hou er rekening mee dat het begin- en eindpunt van de las de beginpunten van eventuele vermoeiingsbreuken zijn. Bij een stompe las raadt Ruijs aan om met zuurstof te snijden, omdat tijdens het lassen een nitridelaag kan ontstaan die de las poreus kan maken.

Vormen

Qua toevoegmaterialen kun je soms volstaan met een lagere sterkte toevoegmateriaal dan je uitgangsmateriaal. Bij sommige hogesterktestaal kun je niet anders, omdat de toevoegmaterialen niet verder gaan dan 960 MPa, terwijl de hogesterktestaal veel verder reiken. Bij het vormen, bijvoorbeeld zetten, moet je rekening houden met het feit dat een hogesterktestaal zich anders gedraagt dan bijvoorbeeld een S355.

Vanaf een vloeigrens van 460 MPa wordt de radius van het mes belangrijker; de matrijsbreedte is minder belangrijk. Ruijs: ‘Door de matrijsbreedte groter te maken, daalt de kracht die je nodig hebt om de plaat te buigen, waardoor je dus met bestaande kantbanken ook het hogesterktestaal kunt zetten.’ Hij houdt altijd een 10 procent marge aan: als je 200 ton buigkracht nodig hebt, moet je een kantbank gebruiken met 220 ton. Wel is het terugveereffect groter. Een vuistregel is dat je voor elke 100 MPa hogere sterkte, je 1 graad meer moet buigen om de gewenste zetting te krijgen. Hogesterktestaal laat zich goed zetten, maar ook hier moet je rekening houden met een minimale radius om scheurvorming te vermijden.

Dit artikel is deel van een 4 pagina’s artikelen over hogesterktestaal in de Special Techni-Show/ESEF die op 8 maart is vercshenen bij Vraag en Aanbosd. Naast SSAB en de Vlastuin Groep komen de hoogsterke stalen van ArcelorMittal aan bod. Tijdens de ESEF – 13 maart van 12.30-13.15 uur – organiseert M2i samen met de TU Delft een bijeenkomst over ‘Lichter construeren met hogesterktestaal’. Jan-Pieter den Hollander van M2i vertelt daar over een onderzoek naar de toepassing van hogesterktestaal in de bouw.

SSAB staat op de ESEF in hal 1, stand E046.

Vlastuin Groep

Federatie Metaalplaat