Rostfria stål - Introduktion till klasserna och familjerna

Familjerna av rostfritt stål

Rostfria stål är järn-baserade legeringar som innehåller minst cirka 10,5 % krom; detta bildar en skyddande självläkande oxidfilm, vilket är anledningen till att denna grupp av stål har sin karakteristiska "rostfrihet" eller korrosionsbeständighet. Oxidskiktets förmåga att läka sig själv gör att stålet är korrosionsbeständigt, oavsett hur mycket av ytan som tas bort. Detta är inte fallet när kol eller låglegerade stål är skyddade från korrosion av metalliska beläggningar som zink eller kadmium eller av organiska beläggningar som färg.

Även om alla rostfria stål är beroende av närvaron av krom, tillsätts ofta andra legeringselement för att förbättra deras egenskaper. Kategoriseringen av rostfria stål är ovanlig bland metaller eftersom den är baserad på arten av deras metallurgiska struktur - termerna som används betecknar arrangemanget av atomerna som utgör stålkornen, och som kan observeras när en polerad sektion genom en bit av materialet betraktas i hög förstoring genom ett mikroskop. Beroende på stålets exakta kemiska sammansättning kan mikrostrukturen bestå av de stabila faserna austenit eller ferrit, en "duplex" blandning av dessa två, fasmartensiten som skapas när vissa stål snabbt härdas från en hög temperatur, eller en struktur som härdat av utfällda mikro-beståndsdelar.

Relationen mellan de olika familjerna är som visas i figur 1. En bred penseljämförelse av egenskaperna hos de olika familjerna ges i tabell 1.

Bild 1.Familjer av rostfria stål.

Austenitiska rostfria stål

Denna grupp innehåller minst 16 % krom och 6 % nickel (grundkvaliteten 304 kallas 18/8) och sträcker sig till höglegerade eller "superaustenitiska material" såsom 904L och 6 % molybden.

Ytterligare element kan tillsättas såsom molybden, titan eller koppar, för att modifiera eller förbättra deras egenskaper, vilket gör dem lämpliga för många kritiska applikationer som involverar hög temperatur såväl som korrosionsbeständighet. Denna grupp av stål är också lämplig för kryogena tillämpningar eftersom effekten av nickelhalten för att göra stålet austenitiskt undviker problemen med sprödhet vid låga temperaturer, vilket är ett kännetecken för andra typer av stål.

Förhållandet mellan de olika austenitiska kvaliteterna visas i figur 2.