Austenit, ferrit, martensit, PH og duplex rustfrit stål
Hvad er de forskellige typer rustfrit stål? Kan austenitisk rustfrit stål varmebehandles? Kan ferritisk rustfrit stål varmebehandles? Hvilket rustfrit stål kan du varmebehandle? Hvad gør rustfrit stål rustbestandigt?
Almindelig daglig erfaring fortæller os, at stål korroderer. Giv den vand og ilt, så ruster den. Porøs rust vil fortsætte med at vokse og skalle af, indtil den til sidst forbruger alt stålet. Men tilsætning af nok chrom til stålet danner kun et tyndt lag oxid, som ikke vil tillade korrosion at fortsætte. Baseret på chromindholdet i legeringen og virkningerne af nogle andre grundstoffer er der etableret forskellige komponenter med forskellige kombinationskarakteristika som standardlegeringer.
Det specifikke miljø, temperatur, krævede styrke, fremstillingsevne og i sidste ende... omkostninger involverer alle at vælge hvilken type rustfrit stål, der skal bruges i en given applikation.
Rustfrit stål er klassificeret i austenit, ferrit, martensit, duplex eller nedbørshærdning i henhold til dets metallurgiske struktur.
austenitisk rustfrit stål
01
AISI 200 og 300 serien... kan ikke hærdes gennem varmebehandling. HT afhænger af, at strukturen ændrer sig med temperaturen. Fra høje temperaturer op til 1900 grader C til ekstremt lave negative 300 grader C forbliver disse kvaliteter i en austenitisk tilstand. Under normale forhold er der næsten ingen reaktion på magneter. Koldbearbejdning af dette materiale kan gøre det let magnetisk. De almindelige typer, der almindeligvis omtales som "18-8" (hvilket betyder, at den nominelle mængde af CR er 18% og den nominelle mængde af Ni er 8%) er 303, 304 og 316. 316 tilføjer også molybdæn, hvilket forbedrer korrosionsevnen i mange miljøer sammenlignet med 304. Derudover har 316 stærkere antioxidantegenskaber ved højere temperaturer. Tilsætning af svovl til 303 rustfrit stål forbedrer forarbejdningsegenskaberne, men ofrer en vis korrosionsbestandighed. Udglødet tilstand er den mest korrosionsbestandige og almindeligt anvendte. Det udviser god styrke og sejhed ved lavtemperaturapplikationer.
02
Nogle legeringer i AISI 400-serien kan ikke hærdes gennem varmebehandling, fordi disse rustfrie stål stadig opretholder en ferrittilstand inden for det kritiske temperaturområde. Nogle rustfrit stål reagerer på magneter på samme måde som almindeligt stål. Den "rene Cr" kvalitet af 405 og 409 rustfrit stål har et relativt lavt Cr-indhold, hvilket gør det velegnet til biludstødningsapplikationer, hvor udseendet ikke er vigtigt. 430 rustfrit stål og andre legeringer med højere chromindhold kan modstå korrosion ved højere temperaturer og bevare et bedre udseende til applikationer som bil- eller husholdningsapparater til en lavere pris end austenitisk kvalitet.
Udglødet tilstand er den mest korrosionsbestandige.
Martensitisk rustfrit stål sammensat af kvoter fra AISI 400-serien kan hærdes gennem konventionel varmebehandling. Varmebehandling svarer til varmebehandling af legeret stål. De har en austenitisk struktur ved høje temperaturer og gennemgår hurtig afkøling for at omdannes til en martensitisk struktur. De bruges normalt under fuldt hærdede forhold for at opnå optimal korrosionsbestandighed, samtidig med at de har høj styrke og hårdhed. Ifølge forskellige typer kan mellemværdien af HRc (Rockwell hårdhed) for 410 og 416 rustfrit stål være 60HRc for 440c rustfrit stål, da den maksimale hårdhed efter varmebehandling afhænger af kulstofindholdet. Den opnåelige hårdhed stiger med stigningen i kulstofindholdet. Disse rustfrie stål reagerer også på magneter som ferrit.
PH udfældningshærdet rustfrit stål
03
PH står for "nedfældningshærdning". Det betyder, at de kan hærdes gennem varmebehandling. De reagerer normalt også på magneter. Den mest almindelige legering er 630 rustfrit stål, almindeligvis omtalt som "17-4". Varmebehandling omfatter højtemperatur "opløsningsbehandling" (også kendt som udglødning eller opløsningsudglødning), efterfulgt af "ældning" ved temperaturer mellem 900 F og 1150 F. Ved 900 timer er styrken og den generelle korrosionsydelse højere. Styrken falder med stigningen i temperaturen, mens ældningstemperaturen stiger, men sejheden øges. For visse specifikke miljøer er korrosionsydelsen også blevet forbedret. I disse applikationer er styrke og korrosionsydelse faktorer, der skal tages i betragtning.
Endelig er der duplex rustfrit stål, som er en type rustfrit stål med en blandet struktur af austenit og ferrit, der bruges til mere specifikke anvendelser end i denne introduktion af rustfrit stål. Mange er proprietære navne, mens nogle få, såsom 2205, betragtes som standard- eller universelle navne i rustfrit stål.