M390, Elmax en andere Oostenrijkers

Böhler-Uddeholm AG is een metallurgisch concern, een van de belangrijkste leveranciers van hoogwaardig gereedschapsstaal ter wereld. Plaatstaal, buizen, draad, smeedapparatuur, onderdelen voor gasturbines, FOX-laselektroden. Fabrieken in Oostenrijk, Duitsland, Noord- en Zuid-Amerika, verkoopkantoren op alle continenten. Messenstaal is in dat rijtje een statistische afrondingsfout.

Het concern ontstond in 1991 uit de fusie van het Oostenrijkse staatsbedrijf Böhler Ges.m.b.H. en het Zweedse Uddeholm AB; een kwart van de aandelen bleef bij een Oostenrijkse industriële holding. Vandaar de kleine verwarring in woorden: „Oostenrijks staal” is een spreektaalvereenvoudiging. Elmax, Vanax en AEB-L zijn van geboorte Zweeds; Oostenrijks werden ze door een transactie.

M390

M390 is een roestvast poederstaal met 20% chroom, en dat getal wordt bijna altijd verkeerd begrepen. Van die twintig procent zit er ongeveer dertien in oplossing. De rest is gebonden in carbiden, en gebonden chroom werkt niet meer voor de corrosiebestendigheid: het zit vast aan koolstof en vormt geen oxidelaagje op het oppervlak.

Daarom heeft S110V met 15,25% chroom precies dezelfde corrosiebestendigheid als M390 met twintig. Het gaat om de samenstelling als geheel, niet om het getal naast Cr in de tabel.

Qua edge retention staat M390 in de bovenste groep — boven S30V, dat op zijn beurt zijn snede beter houdt dan Elmax, S35VN, CPM-154 en BG42.

De beperking is dezelfde als bij alle roestvaste poederstalen: er zit veel carbide in. Minstens 9–10% chroomcarbide en minstens 15% carbide in totaal. En boven 15% carbide hoef je op hoge toughness niet meer te rekenen. Precies daarom hebben roestende poederstalen bij dezelfde edge retention bijna twee keer zoveel toughness als roestvaste poederstalen.

Elmax

Elmax is een roestvast poederstaal van Uddeholm met 1,7% koolstof en ongeveer 0,1% stikstof. De opzet is klassiek: veel koolstof, veel carbiden, behoorlijke wear resistance, goede bestendigheid tegen vlekken. Qua edge retention staat het onder S30V — dat is geen vonnis, maar een plaats in de rij.

Vanax

Vanax is interessanter. Dit is een poederstaal van de derde generatie waarin de koolstof grotendeels is vervangen door stikstof: 1,55% stikstof tegenover 0,35% koolstof. Bij Elmax is het precies omgekeerd — 1,7% koolstof en ongeveer 0,1% stikstof. Twee zeer vergelijkbare staalsoorten die twee elementen spiegelbeeldig hebben omgewisseld.

Stikstof werkt in het rooster ongeveer als koolstof, maar bederft de corrosiebestendigheid minder. Nitriden en carbonitriden groeien langzamer aan dan carbiden, waardoor de deeltjes fijner blijven. Het resultaat: uitzonderlijke corrosiebestendigheid, uitstekende edge retention en daarbij een staal dat vrij makkelijk opnieuw te slijpen is, wat voor een carbiderijk roestvast staal zeldzaam is.

Technologisch is dat niet gratis. Vloeibaar staal lost stikstof slecht op, dus wordt het poeder met een laag gehalte verstoven en daarna genitreerd — vóór het warm tot een blok wordt geperst. Messenstaal bleek hier een bijproduct van de kunst om met gas om te gaan.

De roestende helft van de catalogus

Laat je de eis „roestvast” los, dan begint bij hetzelfde concern het interessantere deel van de prijslijst. In het rijtje staalsoorten met de beste combinatie van toughness en wear resistance staan Vanadis 4 Extra, Vanadis 8 en K390 — poederstaal, overwegend gelegeerd met vanadium, roestend.

De reden is simpel. Chroom dat wordt toegevoegd om het staal roestvast te maken, bindt zich in chroomcarbiden: die zijn zachter dan vanadiumcarbiden en groter. Zachter betekent dat je voor dezelfde edge retention meer carbide nodig hebt. Groter betekent dat de toughness daalt. Roestvastheid in messenstaal wordt altijd gekocht ten koste van andere eigenschappen; de vraag is alleen of u bereid bent het lemmet af te drogen.

Een patent dat niet in de winkel ligt

Böhler heeft een patent op poederstaal met een hoog niobiumgehalte. Het probleem met niobium is dat het al carbiden vormt in het vloeibare staal, vóór het verstuiven: de carbiden worden groot, en de spuitmond waardoor het smeltbad in stralen stikstofgas passeert, kan simpelweg verstoppen. Meestal beperkt dat de toevoeging tot zo’n drie procent.

De omweg is fraai: het staal wordt eerst helemaal zonder koolstof verstoven, zodat in plaats van niobiumcarbide FeNb ontstaat, en daarna wordt het poeder met grafiet gemengd en pas dan geperst. Een van de samenstellingen bevatte slechts 12% chroom — en vertoonde een betere corrosiebestendigheid dan M390, bij hogere wear resistance.

De aanvraag werd in 2009 ingediend. Producten zijn er tot op heden niet. Dat is het onthouden waard bij het lezen over „het staal van de toekomst”: tussen patent en winkelschap liggen anderhalf decennium en de vraag of de extra bewerkingsstap zich terugverdient.

Wie dit nodig heeft

In een keukenmes van M390 koopt men niet de scherpte, maar het interval tussen twee slijpbeurten. Wie zijn mes elke dag met een aanzetstaal bijwerkt, heeft dat interval niet nodig en betaalt er twee keer voor: bij de kassa en later, wanneer dat carbiderijke staal geslepen moet worden.

Vanax is zinvol waar de omgeving werkelijk agressief is: zout, zuur, permanent vocht. In een keuken thuis is het meestal de oplossing voor een probleem dat er niet is.