Wat is hoogsterkte staal?
Hoogsterkte staal is een zeer sterk en taai staalsoort die – als een van de weinigen staalsoorten – een rekgrens hoger dan 355 MPa heeft. Naast deze hoge rekgrens heeft hoogsterkte staal een hoge belastbaarheid.
Deze combinatie van eigenschappen maakt hoogsterkte staal dan ook uniek in zijn soort.
Het materiaal wordt veel gebruikt in bruggen, kraan- en graafmachines, toepassingen in de offshore-industrie en automobielindustrie en in zwaardere grondvoertuigen.
Er zijn globaal twee hoofdgroepen hoogsterkte staal, de conventionele en de geavanceerde hoogsterkte stalen. Die laatste
wordt aangeduid met AHSS (Advanced High Strengt Steels).
Deze stalen hebben vaak een hard en een zacht element, waardoor het sterk blijft wanneer het vervormd wordt. AHSS stalen zijn dankzij deze eigenschappen sterk in opkomst.
Voordelen van hoogsterkte staal
Complexere, lichtere, slankere constructies mogelijk
Het belastbare vermogen per m2 is bij hoogsterkte staal hoger dan bij bijvoorbeeld constructiestaal. Ook de vloeigrens ligt hoger. Daardoor kun je met dunner materiaal werken.
Met dunnere plaatdiktes kun je constructies maken die lichter zijn in totaal gewicht óf slanker zijn. Vaak is daarvoor in totaliteit minder staal nodig voor de constructie dan wanneer je gewoon constructiestaal gebruikt. En dat scheelt natuurlijk weer in de prijs, ondanks dat de kiloprijs van hoogsterkte staal hoger ligt!
Een bijkomend voordeel van dunner plaatmateriaal is dat je met het snijden ervan weer meer mogelijkheden hebt.
Homogeen materiaal
Het productieproces van hoogsterkte staal is constanter dan die van andere soorten. Dat wil zeggen dat kwaliteit van het materiaal nagenoeg altijd even groot is. Dat geldt niet altijd voor andere staalsoorten; soms hebben die bijvoorbeeld een grotere spreiding in de rekgrens. Bij hoogsterkste staal liggen die rekgrenzen per plaat veel dichter bij elkaar. Deze eigenschap noemen we homogeniteit.
6 uitdagingen bij bewerken van hoogsterkte staal
Het zetten van hoogsterkte staal wijkt af van het bewerken van veel andere staalsoorten. We noemen hier zes uitdagingen:
1. Rekening houden met andere minimale buigradius
Bij het buigen van metaalplaat wordt de buitenzijde van het materiaal opgerekt. Wordt het materiaal te scherp gebogen dan kan de plaat scheuren of breken. De minimale buigradius is de kleinst mogelijke buigradius van het materiaal zonder dat er breuk- of scheurvorming optreedt.
Ieder type heeft zijn eigen grenzen wat betreft zetten, ook hoogsterkte staal. Materialen met een hoge treksterkte hebben meestal ook een hogere hardheid. Naarmate de hardheid toeneemt, neemt ook de brosheid toe, waardoor hoogsterkte staal sneller kan scheuren of breken. De minimale buigradius voor hoogsterkte staal is groter dan bij zachtere varianten.
2. Rekening houden met meer terugvering
Staal veert na het zetten altijd een stukje terug. Hoogsterkte staal veert na het zetten meer terug dan andere soorten. Daardoor zijn er wat beperkingen bij bepaalde vormen. WBM beschikt wel over bepaalde gereedschappen die meer mogelijkheden bieden bij het zetten van complexere vormen.
3. Extra aandacht zetnauwkeurigheid
Bij sommige staalsoorten is er nog de mogelijkheid om iets na te richten of terug te drukken. Bij hoogsterkte staal kan dat minder goed, het risico op scheurvorming is groot. Bij het narichten of terugdrukken veranderen onmiddellijk de eigenschappen van het materiaal.
4. Standtijd van het gereedschap
Voor het zetten van staal worden diverse gereedschappen gebruikt. Deze hebben een bepaalde levensduur. De slijtage van gereedschappen die gebruikt worden om hoogsterkte staal zetten, is groter dan bij gewone staalsoorten. Om optimale kwaliteit te kunnen blijven bieden, houden wij bij WBM de conditie van onze gereedschappen dus altijd nauwlettend in de gaten.
5. Rekening houden met de walsrichting
Iedere staalplaat is in een bepaalde richting gewalst. Het materiaal kan loodrecht op de walsrichting óf in de walsrichting bewerkt worden. Toch zijn de eigenschappen voor die richtingen wel verschillend. Sterker nog; bij hoogsterkte staal zijn die verschillen groter dan bij andere soorten staal.
Bij het zetten van hoogsterkte staal moet je dus altijd rekening houden met hoe je de plaat indeelt; zet je het recht op walsrichting of in de walsrichting? Enkele voorbeelden:
- De terugvering na het zetten kan licht verschillen afhankelijk van de richting, wat invloed heeft op maatnauwkeurigheid;
- Als je parallel aan de walsrichting buigt, moet je vaak een grotere binnenradius aanhouden om scheuren te voorkomen;
- De walsrichting kan ook van invloed zijn op de sterkte van bijvoorbeeld dragende delen.
6. Gaten en contouren dichtbij de zetlijn
Bij het zetten van hoogsterkte staal moet er bijna altijd rekening gehouden worden met grotere radius. Dat kan ook van invloed zijn op gaten en contouren dichtbij de zetlijn, deze kunnen namelijk vervormen.
De grotere radius kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat de gaten iets verder van de zetrand af moeten om vervorming te voorkomen. Nasnijden met de 3d-laser is ook een mogelijkheid.
