Vraag:
Heeft de oppervlakteconditie van roestvast staal invloed op een mogelijke microbiŽle aantasting?

Antwoord:
Uit schadegevallen komt naar voren dat gelast roestvast staal door bacteriŽn aangetast kan worden en dat hierbij de oppervlakteconditie niet bepalend is voor het al dan niet optreden van aantasting. Zowel sterk, licht als niet geoxideerde lassen blijken aangetast te kunnen worden. Wel lijkt het erop dat de aanwezigheid van oxiden op de HAZ (Heat Affected Zone) de aantasting gemakkelijker maakt. De periode van in gebruikname tot het optreden van aantasting is hierbij het kortst. Er lijkt geen verschil te zijn tussen de roestvast staalsoorten AISI 304 en AISI 316. Beide typen roestvast staal kunnen dus aangetast worden. Evenmin lijkt de ruwheid van de las een rol te spelen hoewel dit vaak wel verondersteld wordt. Voor micro-organismen heeft de lasrups of een inkarteling echter enorme afmetingen. De orde van grootte van micro-organismen is circa 2 Ķm en een inkarteling is qua afmeting globaal 1-2 mm groot terwijl een lasrups 10-20 mm breed is. Er is dus een factor 1000 tot 10000 verschil in afmetingen. Het wordt waarschijnlijk geacht dat de interactie van micro-organismen met oppervlakken op een kleinere schaal plaatsvindt.

Oplossing:
Recent onderzoek naar invloedsfactoren bij microbiŽle corrosie van roestvast staal geeft aan dat het lassen de weerstand van roestvast staal tegen MIC (microbiŽle corrosie) doet verminderen. MIC trad namelijk niet op bij roestvast staalmonsters zonder las. Verder bleken gepolijste en geschuurde oppervlakken veel minder gevoelig te zij voor MIC dan geborstelde oppervlakken. Essentieel voor bacteriŽn om hun invloed op metalen te kunnen uitoefenen is dat ze op het oppervlak kunnen hechten. De indruk bestaat dat de adhesie van bacteriŽn aan oppervlakken in hoge mate bepaald wordt door de wijze waarop dat oppervlak gereinigd en ontsmet is. Een oppervlakteruwheid in de range Ra < 0,1 Ķm speelt nauwelijks nog een rol bij de hechtingsneiging van bacteriŽn aan een oppervlak. Optimalisering van de reinigings- en ontsmettingsprocedures lijkt een manier om te komen tot beheersbaarheid van MIC van roestvast staal.


Vraag:
Hoe komt het dat er zoveel verschillen kunnen zitten in het dempende vermogen van verschillende soorten gietijzer? Vooral voor machineonderdelen is dit van groot belang teneinde allerlei ongewenste trillingen te laten wegvloeien.

Bespreking:
Gietijzer bevat veel meer koolstof dan dat er in de matrix (grondmassa) opgelost kan worden en volgens de beginselen van de metaalkunde zal dit koolstof zich dan ook vrij gaan uitscheiden. Men spreekt dan ook van grijs gietijzer. Als men dit gietijzer gaat bewerken dan zal men die vrije zwarte koolstof snel ontdekken. Dit vrije koolstof zal zich laminair uitscheiden tussen de kristallen en dat betekent dat er allerlei langwerpige slierten koolstof zich over de matrix zullen verdelen. Dit is dan ook de reden dat grijs gietijzer zeer lage treksterktes bezit omdat deze langwerpige koolstofuitscheidingen een enorme verzwakking van het materiaal bewerkstelligen. Daarom wordt grijs gietijzer in principe alleen op druk belast. Indien men magnesium toevoegt aan het gesmolten gietijzer dan zal de oppervlaktespanning van de koolstof enorm stijgen waardoor deze slierten zullen samenballen tot nodulen. Dit zijn bolvormige koolstofdeeltjes die mooi verdeeld liggen over de matrix. Het grote voordeel is dat er nu wel veel betere mechanische waarden worden gehaald. Maar als we teruggaan naar de vraagstelling kunnen we stellen dat het dempend vermogen van nodulair gietijzer veel slechter is dan van het laminaire gietijzer.

Oplossing:
Om een goed dempend vermogen van het gietijzer te hebben moet men altijd kiezen voor een laminaire koolstofuitscheiding omdat deze lang gerekte koolstofdeeltjes een enorm dempend vermogen hebben om allerlei trillingen in zich te absorberen. Dit is dan ook de reden dat dragende delen van machines en dieselmotoren juist van grijs gietijzer worden gemaakt omdat allerlei schokken en trillingen door de koolstof worden gesmoord. Nodulair gietijzer heeft deze eigenschap veel minder en zal dan in principe nooit voor dergelijke toepassingen worden gebruikt.


Vraag:
Zachtsolderen bij verhoogde temperatuur is haast wel bij iedereen bekend maar wat regelmatig vraagtekens oproept is de vraag wat nu de karakteristieken zijn van hoogtemperatuursolderen.

Bespreking:
Solderen in een inerte atmosfeer en bij verwerkingstemperaturen welke veelal boven 800įC liggen wordt hoogtemperatuursolderen genoemd. Het gaat hier om een verbindingstechniek waarmee technisch hoogwaardige verbindingen worden gerealiseerd.

Van een hoogtemperatuursoldeerverbinding kunnen de volgende voordelen genoemd worden:

  • Reproduceerbare en sterke vacuŁmdichte verbindingen;
  • Metallische verbindingen die goed warmte en elektriciteit geleiden;
  • Bestendigheid tegen chemische aantasting en relatief hoge temperaturen;
  • De mogelijkheid tot het delen van gecompliceerde onderdelen;
  • De mogelijkheid om grote oppervlakken te verbinden en/of veel verbindingen in ťťn procesgang te maken;
  • De mogelijkheid om verbindingen te maken op plaatsen die niet zichtbaar zijn;
  • De mogelijkheid tot het verbinden van verschillende materiaalsoorten;
  • Er ontstaan nauwkeurige maatstabiele en spanningsarme producten vanwege de gelijkmatigheid van de warmtebehandeling;
  • Er ontstaan zeer schone producten na de uitvoering van het soldeerproces;
  • Er ontstaan na solderen producten zonder spleten waardoor er geen capillaire werking zal optreden.

Als nadelen kunnen gezien worden:

  • Er is een relatief nauwkeurige naadvoorbewerking noodzakelijk;
  • Er is geavanceerde apparatuur nodig;
  • Er bestaat kans op ongewenste beÔnvloeding van materiaaleigenschappen door de temperatuurcyclus.

Oplossing:
Naast een goede procesuitvoering is de gekozen naadgeometrie, de nauwkeurigheid van de soldeerspleet in combinatie met het gekozen constructiemateriaal en de soldeersoort van groot belang voor het slagen van de soldeerverbinding. Normaal gebruikt men een vloeimiddel dat moet zorgen voor de reductie van de oxidelaag die op het metaaloppervlak aanwezig is zodat een goede hechting tot stand kan komen. Wanneer het soldeerproces in moderne productieovens uitgevoerd wordt, is men in staat de atmosfeer rond de te solderen onderdelen zodanig te beheersen dat een vloeimiddel achterwege kan blijven. Het gaat hier om een verbindingstechniek waarmee dus hoogwaardige verbindingen worden gerealiseerd die ook uitbesteed kan worden aan gespecialiseerde bedrijven.


Vraag:
Vanadium is een bekend legeringelement maar is het ook toe te passen als een zelfstandig metaal?

Bespreking:
Vanadium is bekend als legeringelement in gereedschapsstaal. Dit komt omdat een weinig vanadium (0,01-0,1%) voldoende is om de taaiheid van staal te vergroten en om de overgangstemperatuur die tot verbrossing leidt te verlagen. Vanadium kan echter ook als een op zichzelf staand metaal gebruikt worden met zijn specifieke eigenschappen en toepassingen.

De hoofdkenmerken zijn:

  • relatief laag soortelijk gewicht (6,1);
  • lage neutronenvangst;
  • relatief hoge sterkte bij verhoogde temperaturen;
  • goede verwerkbaarheid;
  • voldoende aanwezigheid als delfstof;
  • hoge corrosiebestendigheid;
  • zeer hoge geleidbaarheid.

Vanadium heeft zeer goede koudvervormingseigenschappen en kan daarom prima worden gesmeed, gewalst of gestuikt bij kamertemperatuur. Vanadium kan niet worden geanodiseerd zoals de meeste andere reactieve metalen. De oxidefilm smelt bij 675įC en daarom moet vanadium onder deze temperatuur worden bewerkt. Indien men toch bij hogere temperaturen wil bewerken dan moet men het metaal beschermen tegen ongewenste oxidatie. Vanadium reageert heftig met gassen zoals stikstof, zuurstof en waterstof. Het zal duidelijk zijn dat deze gassen dus niet in de buurt mogen komen bij het te lassen onderdeel. De meest gebruikte lasmethoden zijn TIG en plasmalassen die plaatsvinden onder het gebruik van een inert gas zoals argon of helium. Dit inerte gas moet aan beide zijden van het te lassen object overvloedig aanwezig zijn. Vanadium kan ook prima worden gelast aan metalen zoals titaan, zirkoon en chroom.

Antwoord:
Vanadium is ťťn van de reactieve metalen die zich dankzij een taaie hechte oxidehuid uiterst passief gedraagt in zeer veel reagentia. De specifieke eigenschappen maken het metaal geschikt om technisch zuiver of gelegeerd te gaan gebruiken voor toepassingen die te vinden zijn in kernfusie reactoren, supergeleidingunits, medische diagnosteerapparatuur, lucht- en ruimtevaart, e.d. Vanadium is veel lichter dan vele andere reactieve metalen. Deze eigenschap maakt vanadium en vanadiumlegeringen zo aantrekkelijk voor toepassingen waar de gewicht/sterkte verhouding relevant is. Vooral voor de lucht- en ruimtevaart is dit bijzonder van belang. Gebleken is dat de sterkte/gewichtverhouding van vanadium voor deze industrie het gunstigste is van alle andere reactieve metalen.

consultancy