Rostfritt stålär en stenografi för "rostfritt och syrafast stål." Stål som motstår korrosion från svaga korrosiva medier som luft, ånga och vatten kallas rostfritt stål. Däremot kallas stål som motstår korrosion från kemiska korrosiva medier (som syror, alkalier och salter) som syrabeständigt stål. I praktiska tillämpningar kallas stål som är resistenta mot svaga korrosiva medier vanligtvis som rostfritt stål, medan stål som är resistenta mot kemiska korrosiva medier kallas syrabeständigt stål. På grund av skillnader i kemisk sammansättning kan den förra inte motstå kemisk korrosion, medan den senare i allmänhet har rostfria egenskaper. Korrosionsbeständigheten hos rostfritt stål beror på legeringselementen i stålet. Typiskt, enligt den metallografiska strukturen, är vanligt rostfritt stål uppdelat i tre typer: austenitiskt rostfritt stål, ferritiskt rostfritt stål och martensitiskt rostfritt stål. Baserat på dessa tre primära metallografiska strukturer har duplexstål, nederbördshärdande rostfritt stål och höglegerat stål med mindre än 50 % järninnehåll också utvecklats för specifika krav och ändamål.
Klassificering efter metallografisk struktur:
Austenitiskt rostfritt stål: Har i första hand en ansiktscentrerad kubisk struktur (CY-fas) utan magnetism. Den kan stärkas främst genom kallbearbetning, vilket kan leda till viss magnetism. American Iron and Steel Institute (AISI) använder siffror från 200- och 300-serien, som 304, för att beteckna austenitiska rostfria stål.
Ferritiskt rostfritt stål: Har i första hand en kroppscentrerad kubisk struktur (fas) med magnetiska egenskaper. Den kan i allmänhet inte härdas genom värmebehandling men kan förstärkas något genom kallbearbetning. AISI betecknar denna typ med nummer som 430 och 446.
Martensitisk rostfritt stål: Dess matris har en martensitisk struktur (antingen kroppscentrerad kubisk eller kubisk), med magnetiska egenskaper och förmågan att justera mekaniska egenskaper genom värmebehandling. AISI använder siffror som 410, 420 och 440 för att beteckna martensitiska rostfria stål. Martensit kan uppvisa en austenitisk struktur vid höga temperaturer och omvandlas till martensit när den kyls med en lämplig hastighet till rumstemperatur (känd som härdning).
Austenitiskt-ferritiskt (duplex) rostfritt stål: Kombinerar austenitiska och ferritiska faser, där minoritetsfasen vanligtvis utgör mer än 15 % av strukturen, och uppvisar magnetiska egenskaper. Duplext rostfritt stål kan förstärkas genom kallbearbetning, med 329 som ett typiskt exempel. Jämfört med austenitiska rostfria stål har duplexa rostfria stål högre hållfasthet och förbättrad motståndskraft mot intergranulär korrosion, kloridspänningskorrosion och gropkorrosion.
Nederbördshärdande rostfritt stål: Har en austenitisk eller martensitisk matris och kan härdas genom fällningshärdande behandling. AISI betecknar den med nummer i 600-serien, till exempel 630 eller 17-4PH. I allmänhet har austenitiskt rostfritt stål överlägsen korrosionsbeständighet på grund av dess legeringselement. Ferritiskt rostfritt stål är lämpligt för milt korrosiva miljöer, medan martensitiska och nederbördshärdande rostfria stål är idealiska för miljöer med lätt korrosion där hög hållfasthet eller hårdhet krävs.
Tjockleksdifferentiering:
På grund av mindre deformationer i valsarna under valsningen kan tjockleken på stålplåtar variera något, ofta tjockare i mitten och tunnare på kanterna. Vid mätning av tjocklek föreskriver den nationella standarden att mäta från mittsektionen av plattan.
Toleranser klassificeras vanligtvis i stora och små utifrån marknadens och kundernas krav.
Faktorer som påverkar rostbeständigheten i rostfritt stål:
Innehåll av legeringselement: I allmänhet är stål med en kromhalt över 10,5 % mindre benägna att rosta. Högre nickel- och kromhalt förbättrar korrosionsbeständigheten, som i fallet med 304 rostfritt stål, som innehåller 8-10% nickel och 18-20% krom, vilket gör det vanligtvis rostbeständigt.
Förfiningsprocesser: Rostfritt ståls korrosionsbeständighet påverkas också av produktionsprocesserna. Tillverkare av högkvalitativt rostfritt stål med avancerad utrustning och teknik kan säkerställa stabil produktkvalitet genom att noggrant kontrollera legeringselement, ta bort föroreningar och bibehålla optimala kylningstemperaturer för stålämnen, och därigenom producera mindre rostkänsligt stål. Däremot kan mindre tillverkare med föråldrad teknik misslyckas med att ta bort föroreningar effektivt, vilket leder till produkter som är mer mottagliga för rost.
Yttre miljö: Rostfritt stål motstår rost bättre i torra och ventilerade miljöer. Hög luftfuktighet, långvariga regniga förhållanden eller miljöer med högt surt eller alkaliskt innehåll är mer benägna att orsaka rost. Även 304 rostfritt stål kan rosta under tuffa miljöförhållanden.
Rostborttagningstekniker för rostfritt stål:
Kemiska metoder: Använd betpasta eller spray för att återpassivera det rostade området och bilda en kromoxidfilm för att återställa korrosionsbeständigheten. Efter betning är det viktigt att skölja med rent vatten för att ta bort alla föroreningar och syrarester noggrant. Polering med utrustning och tätning med polervax efteråt kan också hjälpa.
Mekaniska metoder: Metoder som sandblästring, kulblästring med glas eller keramiska partiklar, slipning och polering är effektiva. Mekanisk rengöring kan ta bort föroreningar som borttagna material, polerrester eller partiklar som kan bidra till korrosion, särskilt under fuktiga förhållanden. Mekanisk rengöring är mest effektiv under torra förhållanden. Men det rengör bara ytan och förändrar inte materialets inneboende korrosionsbeständighet. Därför rekommenderas att polera och vaxförsegla efter mekanisk rengöring.
Vanliga rostfria stålkvaliteter och egenskaper:
304 rostfritt stål: Ett av de mest använda austenitiska rostfria stålen, lämpligt för tillverkning av djupdragningsdelar, syratransportrör, behållare, konstruktionsdelar och olika instrumentkroppar. Den kan också användas för icke-magnetisk, lågtemperaturutrustning och komponenter.
304L rostfritt stål: Utvecklad för att lösa den intergranulära korrosionstendensen hos 304 rostfritt stål under vissa förhållanden på grund av Cr23C6-utfällning. Den erbjuder överlägsen sensibiliseringsbeständighet mot intergranulär korrosion jämfört med 304 rostfritt stål, med egenskaper som liknar 321 rostfritt stål men något lägre hållfasthet. Den används främst för korrosionsbeständig utrustning och delar som kräver svetsning utan lösningsbehandling.
304H rostfritt stål: En delmängd av 304 med en kolhalt på 0,04 % till 0,10 %, vilket ger bättre prestanda vid hög temperatur än standard 304.
316 rostfritt stål: Tillsätter molybden till 10Cr18Ni12-stål, vilket ger utmärkt korrosionsbeständighet i reducerande miljöer och överlägsen gropfrätningsbeständighet, vilket gör den lämplig för användning i havsvatten och andra medier.
316L rostfritt stål: Ett lågkolhaltigt stål med bra sensibiliseringsbeständighet och intergranulär korrosionsprestanda, lämpligt för tjocksvetsade komponenter och utrustning, såsom korrosionsbeständiga material i petrokemisk utrustning.
316H rostfritt stål: En delmängd av 316 med 0.04 % till 0,10 % kolhalt, vilket ger förbättrad prestanda vid hög temperatur.
317 rostfritt stål: Ger bättre grop- och krypmotstånd än 316L, lämplig för att göra petrokemisk utrustning och utrustning resistent mot organiska syror.
321 rostfritt stål: Ett titanstabiliserat austenitiskt rostfritt stål, som ger förbättrad intergranulär korrosionsbeständighet och goda mekaniska egenskaper vid hög temperatur. Det rekommenderas i allmänhet inte utanför högtemperatur- eller vätebeständiga applikationer.
347 rostfritt stål: Ett niobstabiliserat austenitiskt rostfritt stål med intergranulär korrosionsbeständighet liknande 321 i sura, alkaliska och saltmiljöer, med goda svetsegenskaper. Det används främst inom kraft- och petrokemisk industri för behållare, rörledningar, värmeväxlare, schakt och ugnsrör i industriella ugnar.
904L rostfritt stål: Ett superaustenitiskt rostfritt stål med en nickelhalt på 24%-26% och kol under 0.02%, som erbjuder utmärkt korrosionsbeständighet, särskilt i icke-oxiderande syror som svavelsyra, ättiksyra, myrsyra och fosforsyror. Den är korrosionsbeständig i svavelsyra vid temperaturer under 70 grader och resistent mot alla koncentrationer och temperaturer av ättiksyra och myr-ättiksyrablandningar. Vissa europeiska instrumenttillverkare använder 904L för nyckeldelar, som mätrören till massflödesmätare från E+H och fodralen till Rolex-klockor.
440C rostfritt stål: Ett martensitiskt rostfritt stål med den högsta hårdheten bland härdbara rostfria stål, med en hårdhet på HRC57. Den används främst för munstycken, lager, ventilkärnor, ventilsäten, hylsor och ventilskaft.
17-4PH rostfritt stål: Ett martensitiskt nederbördshärdande rostfritt stål med HRC44-hårdhet, som erbjuder hög hållfasthet, hårdhet och korrosionsbeständighet. Den är inte lämplig för temperaturer över 300 grader och används ofta för offshore-plattformar, turbinblad, ventilkärnor, ventilsäten, hylsor och ventilskaft.
300-serien - Krom-nickel austenitiskt rostfritt stål:
301: Ger god duktilitet, lämplig för formning av produkter och kan härda snabbt genom mekanisk bearbetning. Den har bättre slitstyrka och utmattningshållfasthet än 304 rostfritt stål.
302: I huvudsak en variant av 304 med högre kolhalt, som uppnår högre hållfasthet genom kallvalsning.
302B: Innehåller högre kisel för ökad oxidationsbeständighet vid höga temperaturer.
303 och 303Se: Svavel- respektive selenhaltigt rostfritt stål, designat för enkel bearbetning och hög ytljushet. 303Se rostfritt stål används också i applikationer som kräver heta uppsättningar.
304N: Innehåller kväve för att öka styrkan.
305 och 384: Har högre nickelhalt med låg arbetshärdningshastighet, lämplig för höga kallformningsapplikationer.
308: Används i svetsstänger.
