Austeniet, ferriet, martensiet, PH en duplex roestvrij staal
Wat zijn de verschillende soorten roestvrij staal? Kan austenitisch roestvast staal een warmtebehandeling ondergaan? Kan ferritisch roestvrij staal een warmtebehandeling ondergaan? Welk roestvrij staal kunt u met warmte behandelen? Wat maakt roestvrij staal roestbestendig?
De gewone dagelijkse ervaring leert ons dat staal corrodeert. Geef het water en zuurstof, en het zal roesten. Poreuze roest zal blijven groeien en loslaten totdat het uiteindelijk al het staal opeet. Maar door voldoende chroom aan het staal toe te voegen, ontstaat er slechts een dun laagje oxide, waardoor corrosie niet kan voortduren. Op basis van het chroomgehalte in de legering en de effecten van enkele andere elementen zijn verschillende componenten met verschillende combinatiekenmerken vastgesteld als standaardlegeringen.
De specifieke omgeving, temperatuur, vereiste sterkte, maakbaarheid en uiteindelijk... de kosten hebben allemaal betrekking op de keuze welk type roestvrij staal u in een bepaalde toepassing wilt gebruiken.
Roestvast staal wordt geclassificeerd in austeniet-, ferriet-, martensiet-, duplex- of precipitatieharding op basis van zijn metallurgische structuur.
austenitisch roestvrij staal
01
De AISI 200 en 300 series... kunnen niet worden gehard door middel van een warmtebehandeling. HT hangt af van de structuur die verandert met de temperatuur. Van hoge temperaturen tot 1900 graden C tot extreem lage negatieve 300 graden C blijven deze kwaliteiten in een austenitische toestand. Onder normale omstandigheden is er vrijwel geen reactie op magneten. Bij koud bewerken kan dit materiaal enigszins magnetisch worden. De gebruikelijke typen die gewoonlijk worden aangeduid als "18-8" (wat betekent dat de nominale hoeveelheid CR 18% is en de nominale hoeveelheid Ni 8%) zijn 303, 304 en 316. 316 voegt ook molybdeen toe, dat verbetert de corrosieprestaties in veel omgevingen vergeleken met 304. Bovendien heeft 316 sterkere antioxiderende eigenschappen bij hogere temperaturen. De toevoeging van zwavel aan roestvrij staal 303 verbetert de verwerkingseigenschappen, maar levert enige corrosieweerstand op. De gegloeide toestand is het meest corrosiebestendig en wordt het meest gebruikt. Het vertoont een goede sterkte en taaiheid bij toepassingen bij lage temperaturen.
02
Sommige legeringen uit de AISI 400-serie kunnen niet door middel van warmtebehandeling worden gehard, omdat deze roestvaste staalsoorten nog steeds een ferriettoestand binnen het kritische temperatuurbereik behouden. Sommige roestvaste staalsoorten reageren net als gewoon staal op magneten. De "pure Cr"-kwaliteit van roestvrij staal 405 en 409 heeft een relatief laag Cr-gehalte, waardoor het geschikt is voor uitlaattoepassingen in auto's waarbij het uiterlijk niet belangrijk is. 430 roestvrij staal en andere legeringen met een hoger chroomgehalte zijn bestand tegen corrosie bij hogere temperaturen en behouden een beter uiterlijk voor toepassingen zoals de decoratie van auto's of huishoudelijke apparaten, tegen lagere kosten dan austenitische kwaliteit.
De gegloeide toestand is het meest corrosiebestendig.
Martensitisch roestvast staal samengesteld uit toelagen uit de AISI 400-serie kan worden gehard door middel van conventionele warmtebehandeling. Warmtebehandeling is vergelijkbaar met de warmtebehandeling van gelegeerd staal. Ze hebben bij hoge temperaturen een austenitische structuur en ondergaan een snelle afkoeling om te transformeren in een martensitische structuur. Ze worden meestal gebruikt onder volledig geharde omstandigheden om een optimale corrosieweerstand te bereiken, terwijl ze ook een hoge sterkte en hardheid bezitten. Afhankelijk van de verschillende typen kan de tussenwaarde van HRc (Rockwell-hardheid) voor roestvrij staal 410 en 416 60HRc zijn voor roestvrij staal 440c, aangezien de maximale hardheid na warmtebehandeling afhangt van het koolstofgehalte. De bereikbare hardheid neemt toe met de toename van het koolstofgehalte. Deze roestvaste staalsoorten reageren ook op magneten zoals ferriet.
PH-precipitatiegehard roestvrij staal
03
PH staat voor ‘precipitatiehardening’. Dit betekent dat ze kunnen worden gehard door middel van een warmtebehandeling. Ze reageren meestal ook op magneten. De meest voorkomende legering is roestvrij staal 630, gewoonlijk "17-4" genoemd. Warmtebehandeling omvat "oplossingsbehandeling" op hoge temperatuur (ook bekend als gloeien of oplossingsgloeien), gevolgd door "veroudering" bij temperaturen tussen 900 F en 1150 F. Na 900 uur zijn de sterkte en de algemene corrosieprestaties hoger. De sterkte neemt af naarmate de temperatuur stijgt, terwijl de verouderingstemperatuur toeneemt, maar de taaiheid toeneemt. Voor bepaalde specifieke omgevingen zijn de corrosieprestaties ook verbeterd. Bij deze toepassingen zijn sterkte en corrosieprestaties factoren waarmee rekening moet worden gehouden.
Tenslotte is er duplex roestvast staal, een roestvast staalsoort met een gemengde structuur van austeniet en ferriet, die voor specifiekere toepassingen wordt gebruikt dan in deze roestvast staal introductie. Velen zijn eigennamen, terwijl enkele, zoals 2205, worden beschouwd als standaard- of universele roestvrijstalen namen.