Verenstaal: Eigenschappen en toepassingen

Verenstaal: Eigenschappen en toepassingen Als band en draad geleverde verenstaal wordt gekenmerkt door een hoge rekgrens. Het materiaal kan grote vervorming opnemen zonder plastische deformatie. Door hoge sterkte en dus grote hardheid heeft verenstaal een goede weerstand tegen abrasieve slijtage. De sterkte wordt op drie manieren bereikt: 1) Harden en ontlaten van verenstaal. 2) Patenteren gevolgd door koud natrekken van verenstaaldraad. 3) Kouddeformatie voor staal dat niet door warmtebehandeling gehard kan worden.
Trekveer / Bron: Michiel1972, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)Trekveer / Bron: Michiel1972, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)
Bladveer van een jeep / Bron: Publiek domein, Wikimedia Commons (PD)Bladveer van een jeep / Bron: Publiek domein, Wikimedia Commons (PD)
Schotelveer / Bron: Kolossos, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)Schotelveer / Bron: Kolossos, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Overzicht ongelegeerd standaard verenstaal

Mat.Nr.EN/DINKarakteristiek
1.0600 EN 10270-1 / DIN 17223-1Draad; standaard verenstaal
1.1200; 2CS85 EN 10270-1 / DIN 17223-1 Draad; standaard harde verenstaaldraad van hoog niveau;
Te gebruiken in leveringstoestand
1.8159 EN 10277-5 / DIN 17221Dikke draad
1.1248EN 10132-4 / DIN 17222 Plaat: standaard
1.1274 EN 10132-4 / DIN 17222 Plaat: Extra hard en slijtvast bladverenstaal

Voorbeeld warmbebehandelingen ongelegeerd standaard verenstaal Mat. Nr. 1.0600; 1.1200

Mat.Nr. Wikkelen Bedrijfstemp. Warmtebehandeling na wikkelen
1.0600 Koud Tot 200°C 240°C gedurende 1 uur + Lucht koelen
1.1200 KoudTot 200°C240°C gedurende 1 uur + Lucht koelen

Ongelegeerd verenstaal Mat. Nr. 1.8159; DIN 1.8159; SAE: 4150

staal→1.8159
Omschrijving; warmtebehandeling Zachtgloeien 640-720 °C→ langzaam afkoelen (Hardheid HB248). Normaliseren 840-880 °C. Harden (QT) 820-860°C→ afschrikken in olie→ temperen(ontlaten) 540-680 °C
Chemische richtanalyse % Hoofdlegeringselementen gemiddeld: C 0,50; Si 0,25; Mn 0,90; Cr 1,10; V 0,12?; Andere (Pb)
Mechanische eigenschappen Gehard en getemperd (QT):
Draaddiam. max 16mm :
Rm =1100-1300 N/mm2
R0,2=900 N/mm2
breukrek (50mm)= 9%
insnoering= 40%
Toepassingen Veren voor machine onderdelen en automobiel industrie. Werktemperatuur max 210°C

Ongelegeerd verenbandstaal Mat. Nr. 1.1248; C75; blank gepolijst, gehard ;C75 is de meest toegepaste ongelegeerde verenstaal met treksterkte van 1300 tot 1500 N/mm²

Staal→Mat.Nr. 1.1248 (C75)
Omschrijving; warmtebehandeling Harden→verwarmen 810-840→ afschrikken in olie→ ontlaten afhankelijk van gewenste strekgrens
Chemische richtanalyse%Hoofdlegeringselementen gemiddeld: C 0,7-0,8; Si 0,15-0,35; Mn 0,6-0,9; Ni max 0,4; P max 0,025; S max 0,025; Cr max 0,4; Mo max 0,1
Mechanische eigenschappen Voor draaddikte 0,3-3 mm
Rm (N/mm2) (+A)=640
Rm (N/mm2) (+CR)=1170
Rm (N/mm2) (+QT)=1200-1900
Rp0.2 rekgrens (N/mm2) (+A)= 510
Min. rek (Lo = 80 mm) (%) (+ A)= 15
Vickers hardheid (HV) (+A) = 200
Vickers hardheid (HV) (+CR)= 32
Vickers hardheid (HV) (+QT)=370-580
Toepassingen Wordt o.a. toegepast als deurveer en slotveer. Verenbandstaal C75 wordt ook gebruikt voor industriemessen en tuingereedschap. In geharde toestand is de vervormbaarheid slecht, er wordt er uitgegaan van ongehard staal dat na bewerking gehard wordt
Opmerkingen Lasbaarheid slecht wegens het hoge C gehalte; lassen wordt afgeraden

Ongelegeerd verenstaal 1.1274; AISI 1095; EN 10132-4 C100S

Staal→Mat.Nr. 1.1274
Omschrijving; warmtebehandeling Harde 520 HV en slijtvaste verenstaalband, te gebruiken in leveringstoestand; indien gewenst na bewerking harden→verwarmen 810-840→ afschrikken in olie→ ontlaten afhankelijk van gewenste strekgrens
Chemische richtanalyse%Hoofdlegeringselementen: C 0,95-1,05; Si 0,15- 0,35; Mn 0,40 - 0,70; P max. 0,025; S max. 0,025; Cr max. 0,40; Mo max. 0,10; V - -; Ni max. 0,40
Mechanische eigenschappen Zie tabel 2
Toepassingen Gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, waaronder hout snijden en zagen, messen, arts bladen, zaagbladen, metselwerk gereedschappen, koppelingen, landbouwwerktuigen, veren voor timing apparaten, veren voor elektrische en elektronische toepassingen, slijtvaste onderdelen, zwaarbelaste bladveren, ploegscharen, schraperbladen, maaier messen
Opmerkingen Lasbaarheid slecht wegens het hoge C gehalte; lassen wordt afgeraden

Tabel 2: Mechanische eigenschappen 0,3-3,0 mm in (1.1274)

EigenschapToestandWaarde
Treksterkte Rm(+A)690 N/mm2
Treksterkte Rm(+CR)1200 N/mm2
Treksterkte Rm(+QT)1200-2100 N/mm2
Strekgrens Rp0,2(+A)550N/mm2
Breukrek (Lo=80mm)(+A)min 13 %
Vickers hardheid(+A)220 HV
Vickers hardheid(+CR)325 HV
Vickers hardheid(+QT)370-630 HV

Ongelegeerd verenstaal Nr. 1.1231 DIN EN 10132; SAE 1070; W.NR CK 67

Staal→Mat.Nr. 1.1231
Omschrijving; warmtebehandeling Smeden en warm walsen: verwarmen op 1100 - 800°C Normaliseren: verwarmen op 810 - 840°C, afkoelen in lucht; zachtgloeien: verwarmen op 680 - 710°C, afkoelen in de oven Harden: verwarmen op 815 - 845°C, afkoelen in olie, minimaal 59 HRC na afschrikken
Chemische analyse%Hoofdlegeringselementen gemiddeld: C0,67; Si 0,22; Mn 0,75; P max. 0,01; S max. 0,01; Cr 0,23; Al 0,03
Mechanische eigenschappenZie tabel 3
ToepassingenOngelegeerd verenstaal voor bijvoorbeeld schotelringen; veerplaatjes; stabilisatorstangen voor motorvoertuigen. Werktemperatuur: -40 – +120 °C
Opmerkingen Lasbaarheid slecht wegens het hoge C gehalte; lassen wordt afgeraden

Tabel 3 Mechanische eigenschappen van Mat. Nr. 1.1231

Leveringstoestand→ zachtgloeien(+A) of zachtgloeien en nawalsen (+LC) Afschrikken en ontlaten(+QT)
Rp0,2 [N/mm²] max. 510 1200 - 1900
Rm [N/mm²] max. 640 -----------
Breukrek A80 [%] min. 16 ----------
Hardheid [HV] max. 200 370 - 580
Hardheid [HRC] ------38,5 - 50,5

VERENSTAALDRAAD FDSiCr

Staal→FD SiCr
Omschrijving; warmtebehandeling Oliehardend laaggelegeerd klepverenstaal met hoge sterkte.
Buiging is mogelijk tot een straal gelijk aan de draaddikte. Na vervormen ontlaten bij 300-400 °C. min 30 min.
Chemische richtanalyse%Hoofdlegeringselementen gemiddeld:C 0,50-0,60; Si 1,20-1,60; Mn 0,50-0,90;Cr 0,50-0,80; P max 0,025; S max 0,02; Cu max 0,10
Mechanische eigenschappenDraaddiameter max 5 mm: Treksterkte Rm N/mm²=2260- 1830; strekgrens R0,2 N/mm2= 2034-1647; insnoering Z% 45; Elasticiteitsmodules = 206.000 N/mm²
ToepassingenToepassing: sterk statisch belaste veren. Werktemperatuur: -60 – +250 °C.
Opmerkingen Lasbaarheid slecht wegens het hoge C gehalte; lassen wordt afgeraden

Roestvast verenstaal

Legering→1.4310; AISI 301; X12CrNi17-7 1.4401; (AISI 316) 1.4568; X7CrNiAl 17 7
Omschrijving Austenitisch koudgetrokken RVS draad;
goed buigbaar;
spanningsvrij gloeien 250 - 350 °C;
werktemperatuur -150 - + 250 °C 		Austenisch koudgetrokken RVS draad en koudgewalst band;
goed buigbaar;
spanningsarm gloeien 250-350 °C;
werktemperatuur -200 - +300 °C 		Precipitatiehardend martensitisch koudgewwast RVS band;
buigen voor afharding (precipitatie harding);
werktemperatuur -200 - + 350 °C
Chemische richtanalyse Hoofdlegeringselementen: C 0,01- 0,15;
Si max. 2,00; Mn max. 2,00; P max. 0,045;
S max. 0,015; N max. 0,11; Cr 16,00 - 19,0;
Mo max. 0,80; Ni 6,0 - 9,5
C max 0,08; Mn max 2,00; Mo 2.00 ~ 3.00;
S max 0.030; P max 0,035; Cr 16.00 - 18.50;
Ni10.00 -14.00; Si max 1,00 		C max 0,1; Simax 1,0;
Mn max 2,0; max 0,04; S max 0,03;
Cr 17 Ni 7,1; Al 1,13
mechanische eigenschappen Functie van de draaddiameter (d);
vuistregel Rm = (2220 - 820 log d) voor standaard 1.1200;
voor RVS 1.4310 treksterkte Rm= 0,85 (2220-820 log d);
max. buigspanning = 0.7Rm;
max. torsiespanning = 0.4Rm;
geldt voor statische belasting
(max 50.000 belastingscycli)
mechanische eigenschappen van de koudgewalste austenitische stalen zijn geheel afhankelijk van de versteviging dus van de deformatiegraad; de genormaliseerde austenitische stalen hebben bij ruwe benadering dezelfde strekgrens ect. (R0,2=ca 200 N/mm2; Rm=ca 500 N/mm2; breukrek=ca 35%. door de koud bewerking loopt de sterkte op tot 900-1800 N/mm2 Bij martensitisch roestvaststaal 1.4568 (X7CrNiAl 17 7) wordt na het wikkelen tot veer de sterkte opgevoerd door precipitatieharding.
ToepassingBij de keuze van verenstaal gaat men uit van de ervaring en kiezen voor een betere corosievastheid of hogere strekgrens of uit productie overwegingen voor een staal dat niet achteraf een warmtebehandeling nodig heeft. De toepassing van 1.4310 ligt in een zoetwater milieu Toepassing van 1.4401 ligt in zoutwater milieu Roestvaststaal met verhoogde sterkte door warmtebehandeling (precipitatie-harding) na het wikkelen

Veren van superlegeringen

Richtwaarden chemische samenstelling

Hoofdlegeringselement Inconel 718 Nimonic 90 Inconel X-750 Hasteloy C-276 MP35N
Cr 19 19,5 16 --- 20
Ni 52,553 min 70 3-4,5 35
Mo 3,05------ --- 10
Cu ------ max 0,5------
Co max. 118 max 1 max 2,5rest (ca 33)
Fe --- 3,0 7 restmax 1
Nb+Ta 5,13---1,0 Nb ------
Ti 0,92,4 2,5 ---max 1
Al 0,51,40,7 ------
V --- ------ max 0.35---
Mn --- 1,0max 1 max 1,0 max 0,15
S --- --- --- max 0,03 max 0,01
P --- --- --- max 0,04max 0,015
C --- 0,13 max 0,08 max 0,01 max 0,03

Bespreking van de superlegeringen

Aanduiding Omschrijving Toepassingssfeer
Inconel X-750 Precipitatiehardende nikkel-chroomlegering; hoge weerstand tegen kruip bij temp. tot 700 °C; warmtebehandeling (precipitatie) Kernreactoren; gasturbines; raketmotoren; voertuigonderdelen; luchtvaartindustrie; werktemperatuur: draad - 200 – +300 °C, plaat - 200 – +550 °C
Nimonic 90 Precipitatiehardende nikkel-chroom-kobaltlegering, hoge sterkte en kruipweerstand; veren bij lagere belasting; gebruik tot 700 ° C; goede weerstand tegen corrosie; niet magnetisch; optimale mechanische eigenschappen na warmtebehandeling (precipiteren) Ruimte- en luchtvaartindustrie; kernreactoren; gasturbines; voertuigonderdelen; veren voor hoge temperaturen; olie en gas ontginning; meestal voorradig in koudgetrokken draad en koud gewalst band; werktemperatuur -100 – + 550 °C
Inconel 718 Precipitatiehardende nikkel-chroomlegering, hoge weerstand tegen kruipbreuk bij temperaturen tot 700 °C; niet-magnetisch; sterkste legering onder de lasbare superlegeringen; betere mechanische eigenschappen bij lagere temperaturen; goed lasbaar; bestand tegen barsten door verouderen van lasnaden; werktemperatuur: -200 – +550 °C Lucht- en ruimtevaartindustrie; petrochemische industrie; vliegtuig- en motoronderdelen; bevestigingsmiddelen voor hogere temperatuur
Hasteloy C-276 Nikkel-molybdeen-chroomlegering met wolfram toevoeging; weerstand tegen oxidanten, hete minerale zuren en corrosieve omgeving; bestand tegen put- en spleetcorrosie; sterkte verkregen door koudtrekken of koud walsen; sterkte niet op te voeren door warmtebehandeling; spanningsvrij gloeien bij max 450 °C om bewerkingsspanning te reduceren Milieuverontreiniging; afvalverwerking; productie van pulp en papier; zeewateromgeving; werktemperatuur: -100 – +200 °C
MP35 N Legering op basis van nikkel-kobalt; hoge sterkte en taaiheid; hoge weerstand tegen corrosie in waterstofsulfide, zout water en andere chloride oplossingen; goed bestand tegen spleet- en spanningscorrosie in zwavelhoudende vloeistoffen en zeewater; warmtebehandeling voor optimale mechanische eigenschappen Toegepast wegens de combinatie van hoge sterkte en hoge weerstand tegen corrosie; used in a wide variety of applications. in fasteners, springs, nonmagnetic electrical components and instrument parts in medical, seawater, oil and gas well, and chemical and food processing environments; werktemperatuur: -200 – +315 °C

Bijlage:

Toestand code voor staal

  • (+ A) Zacht gegloeid
  • (+ AC) Gegloeid tot globulaire cementiet
  • (+ AR) Als gewalst
  • (+ AT) Oplossend gegloeid
  • (+ C) Koudgetrokken / hard
  • (+ CR) Koudgewalst
  • (+ FP) gloeien voor ferriet-perliet structuur met gewenste sterkte-hardheid
  • (+ I) Isothermische gloeien
  • (+ LC) Koudgetrokken / zacht
  • (+ M) Thermo mechanische walsen
  • (+ N) Genormaliseerd
  • (+ NT) Genormaliseerd en getemperd
  • (+ P) Precipitatiehardend
  • (+ PE) Gepeld (is dat geschild?)
  • (+ QA) Lucht gehard en ontlaten
  • (+ QL) Vloeibare gehard en ontlaten (in bad afgeschrikt)
  • (+ QT) Veredeld
  • (+ S) sherardiseren
  • (+ SH) gewalst en gedraaid-schillen
  • (+ SR) Koud getrokken en spanningsarm gloeien
  • (+ T) Getemperd
  • (+ TH) Gloeien tot bepaalde hardheid- treksterkte
  • (+ WW) Warm bewerkt
  • (+ U) Onbehandeld
  • +SL Slijpen
  • +PL Polijsten

Tabel: Het verband tussen hardheid en treksterkte voor ongelegeerd en laaggelegeerd staal


Rockwell HRC Vickers HV Treksterkte N/mm2
--- 150491
---156510
---159520
1166549
2168559
3170569
4172579
5175589
6178598
7184608
8187618
9191637
10193647
11197657
12201667
13208687
14210706
15214716
16217736
17220746
18225765
19229785
20234804
21239824
22244844
23250863
24256883
25262903
26269932
27276952
28283971
292901001
302981020
313061050
323141069
333231099
343321118
353411148
Rockwell HRCVickers HVTreksterkte N/mm2
363501177
373601207
383701246
393811275
403921315
414041354
424161383
434281422
444401462
454531501
464661540
474801579
484951628
495101668
505261707
515421746
525581795
535751834
545931874
556121933
566321991
576522050
585722099
596932158
607152207
617382266
627622325
637872384
648122443
658402492
© 2013 - 2024 Custor, het auteursrecht van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming is vermenigvuldiging verboden. Per 2021 gaat InfoNu verder als archief, artikelen worden nog maar beperkt geactualiseerd.
Gerelateerde artikelen
Sherardiseren van staalSherardiseren is het droogverzinken van stalen producten, door de producten samen met zinkpoeder te verhitten in een rot…
Wat is de functie van tuingereedschap?Wat is de functie van tuingereedschap?Het onderhoud van de tuin gaat een stuk gemakkelijker met behulp van goed tuingereedschap. Goed gereedschap gaat lang me…
Handgereedschap: SchroevendraaiersU vind hier uitvoerige informatie over verschillende soorten Handgereedschappen, in dit item wordt de groep Schroevendra…
Witlof: geschiedenis en gebruikWitlof: geschiedenis en gebruikWitlof is een zeer gezonde, licht bittere groente die in het donker gekweekt wordt. Je zult dan ook nooit een veldje met…
Wat houdt de hoofddraagconstructie van een gebouw in?Wat houdt de hoofddraagconstructie van een gebouw in?Alle objecten van woningen tot grote hallen en utiliteitsgebouwen dienen qua sterkte en stijfheid aan de opgelegde eisen…
Hoeveel buigt een stalen ligger door op de vloeigrens?Hoeveel buigt een stalen ligger door op de vloeigrens?Stalen liggers worden belast op een moment, waarmee in de balk een spanning ontstaat. Die spanning mag nooit groter zijn…
Bronnen en referenties
  • Inleidingsfoto: Ghinrael, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.0)
  • http://catalog.lesjoforsab.com/pdf/nl/chapters/208-209_nl.pdf
  • http://www.tribologie.nl/calculators/uts.htm#springwire
  • http://www.saarstahl.com/walzstahlsorten/1231_
  • http://www.roveron.nl/materialen/verenstaal
  • http://www.alcomex.nl/Producten/producten.html
  • Schmolz en Bickenbach
  • http://www.reiber.de/materialsortenbez.pdf
  • http://www.steel-grades.com/Stainless-Steel.htm
  • http://stahlbecker.de/sites/default/files/datasheets/Datenblatt%20Federband%20gehaertet%20und%20ungehaertet.pdf
  • Afbeelding bron 1: Michiel1972, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)
  • Afbeelding bron 2: Publiek domein, Wikimedia Commons (PD)
  • Afbeelding bron 3: Kolossos, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)
Reacties

Hans Bin, 12-06-2019
Geachte dames en heren,

Hebben de verschillende verenstaal soorten ook verschillende elasticiteitsmoduli?

Met vriendelijke groet, Hans Bin Reactie infoteur, 13-06-2019
Hans Bin,
De bekende veren op bases van staal hebben bij goede benadering dezelfde E modules.

m.vr.gr.
H Koster

Philip Beekman, 25-10-2017
Ik moet een bladveer (slotveer) maken van 1.4310; AISI 301; is er voor of na het in de juiste vorm buigen van de te gebruiken strip nog een (warmte)behandeling nodig om de hardheid te verbeteren? Reactie infoteur, 26-10-2017
Philip,
Veren uit koud gewalst verenband staal AISI 301 / 1.4310, DIN 17224 hebben afhankelijk van de kouddeformatie graad een trekvastheid tussen 1000 en 1800 N/mm2. De Trekvastheid (en hardheid) wordt verkregen door het koud walsen. AISI 301 is een austenitisch roestvast staal waarvan de sterkte niet door een warmtebehandeling opgevoerd kan worden. Wel kunnen sterkte en hardheid door een warmtebehandeling 'het (uit)gloeien' verlaagd worden.
M.Vr.Gr.
H Koster

Frits Meijboom, 05-08-2015
Onder in de kolom van RVS 1.4401 staat het toepassingsgebied zoutwater, echter met het RVS nummer van de rechter kolom. Wat is het toepassingsgebied van 1.4401? Bij 1.4310 staat zoetwater. Reactie infoteur, 05-08-2015
Att. Frits Meijboom,
RVS 1.4401 (= aisi T 316= X5CrNiMo 17-12-2) is redelijk zeewaterbestendig door toevoeging van circa 2%Mo en wordt toegepast in zoutwater millieu (bijvoorbeeld Jachtbeslag). Excuses voor de verwarring. Ik heb het nummer in kolom 2 gecorrigeerd. De 1.4568 uit de derde kolom is een minder courante rvs soort die geschikt is voor het opvoeren van de sterkte door z.g.n. precipitatieharding.
M.Vr.Gr. Custor

Custor (173 artikelen)
Laatste update: 24-11-2016
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Techniek
Bronnen en referenties: 13
Per 2021 gaat InfoNu verder als archief. Het grote aanbod van artikelen blijft beschikbaar maar er worden geen nieuwe artikelen meer gepubliceerd en nog maar beperkt geactualiseerd, daardoor kunnen artikelen op bepaalde punten verouderd zijn. Reacties plaatsen bij artikelen is niet meer mogelijk.