Alle vet om rustfritt stål, men ikke-profesjonelle vet generelt ikke at rustfritt stål er delt inn i forskjellige typer og til og med hundrevis av kvaliteter.
"Rustfritt stål" er et veldig generelt konsept. I henhold til den europeiske standarden EN 10088 refererer rustfritt stål til en kategori metallmaterialer med et krom (Cr) innhold på mer enn 10,5 % og anti-korrosjonsfunksjon. Andre legeringselementer kan også legges til av andre ytelseshensyn.
Generelt sett er rustfritt stål delt inn i fem kategorier: martensittisk rustfritt stål, ferritisk rustfritt stål, austenittisk rustfritt stål, dupleks rustfritt stål og nedbørsherdende rustfritt stål.
For raskt å skille disse fem typene rustfritt stål, kan det foretas en foreløpig vurdering basert på legeringsinnholdet i materialet.
Martensittisk rustfritt stål
Figur 1 Martensittisk rustfritt stål
Martensittisk rustfritt stål tilhører Fe-Cr-C-(Ni-Mo) legeringen - de viktigste legeringselementene er jern, krom og karbon, og noen kvaliteter inneholder nikkel og molybden.
Det karakteristiske for denne typen materiale er at krominnholdet (Cr) er mellom 11,5~18%. Sammenlignet med andre typer rustfritt stål er karboninnholdet (C) veldig høyt, mellom 0,15~1,2 %. Det skal bemerkes at karboninnholdet i generelt legert stål som Q355B bare er omtrent 0,2 %.
Denne typen materiale kan herdes ved varmebehandling for å oppnå høyere styrke og hardhet. Martensittisk rustfritt stål er i utgangspunktet magnetisk, og denne funksjonen kan også brukes som en foreløpig metode for å bedømme type materiale.
Martensittisk rustfritt stål brukes ofte til å lage produkter som krever høyere hardhet, som kjøkkenkniver, kirurgiske instrumenter eller lagre.
Ferritisk rustfritt stål
Figur 2 Ferritisk rustfritt stål
Ferritisk rustfritt stål tilhører Fe-Cr-(Mo)-legeringen - de viktigste legeringselementene er jern og krom, og noen kvaliteter inneholder molybden.
Sammenlignet med martensitt har ferritisk rustfritt stål et lavere karboninnhold, vanligvis under 0.08 %, men et mye bredere spekter av krominnhold - 10.5~30 %.
Ferritt er også magnetisk. Denne typen materiale er vanskelig å herde ved varmebehandling og brukes vanligvis i situasjoner der seighet ikke er et høyt krav, men motstanden mot kloridspenningskorrosjon er høy, slik som eksosanlegg for biler, biltrim, varmtvannstårn og annet utstyr.
Austenittisk rustfritt stål
Figur 3 Austenittisk rustfritt stål
Austenittisk rustfritt stål tilhører Fe-Cr-Ni (Mo) legering - de viktigste legeringselementene er jern, krom, nikkel, og noen kvaliteter inneholder molybden.
I likhet med ferritt kontrollerer austenittisk rustfritt stål vanligvis karboninnholdet under 0,08 %, krominnholdet er mellom 16 og 28 %, og nikkelinnholdet er mye større - 3,5 til 32 % .
Legeringsinnholdet i disse materialene sikrer at de alltid opprettholder en austenittisk struktur fra kryogene temperaturer til smeltepunktet. I likhet med martensitt kan austenitt også herdes ved varmebehandling for å endre dens mekaniske egenskaper.
Det skal bemerkes at austenittisk rustfritt stål generelt er ikke-magnetisk, men det vil generelt bli magnetisk hvis det kaldbearbeides uten løsningsbehandling. Den største egenskapen til austenitt er dens utmerkede korrosjonsbestandighet, duktilitet og seighet.
Basert på sine utmerkede egenskaper, brukes austenitt vanligvis til å lage kjøkkenutstyr av matkvalitet, kjemisk industrielt utstyr, byggeprodukter, etc.
Dupleks rustfritt stål
Fiture 4 Duplex rustfritt stål
Dupleks rustfritt stål tilhører Fe-Cr-Ni-(Mo)-N-legeringen - de viktigste legeringselementene er jern, krom, nikkel, nitrogen, og noen kvaliteter inneholder molybden.
Den såkalte "dobbeltfasede" betyr at ferrittstrukturen og austenittstrukturen hver står for 50 %, og ytelsen kombinerer også fordelene med ferritt og austenitt i ett – den har høyere flytegrense og strekkfasthet enn austenitt og er magnetisk.
Karboninnholdet i dupleks rustfritt stål kan sies å være det laveste blant alle rustfrie stål – mindre enn 0,03 %. Den nedre grensen for krominnhold er høyere enn for andre rustfrie stål - 21~26 %. Nikkelinnholdet er 3,5 ~ 8%. Noen individuelle kvaliteter inneholder molybden, men generelt vil det ikke overstige 4,5%.
Dupleks rustfritt stål kan generelt brukes i maritimt utstyr, petrokjemiske anlegg, varmevekslere, papirfremstillingsutstyr, etc.
Nedbørsherdende rustfritt stål
Figur 5 Nedbørsherdende rustfritt stål
Nedbørsherdende rustfritt stål tilhører Fe-Cr-Ni-(Mo-Al-Cu-Nb)-N-legeringen - de viktigste legeringselementene er jern, krom, nikkel og nitrogen, og noen kvaliteter inneholder molybden, aluminium, kobber og niob.
Denne typen rustfritt stål er preget av moderat korrosjonsbestandighet, enkel behandling og kan produsere svært høy styrke etter varmebehandling ved relativt lave temperaturer (vanligvis 500 ~ 800 grader).
Nedbørsherdende rustfritt stål har en initial mikrostruktur av austenitt eller martensitt. Austenittisk rustfritt stål kan omdannes til martensitt ved varmebehandling før nedbørsherding skjer. Når martensitten er temperert, vil den resulterende varmealdringsbehandlingen føre til at harde intermetalliske forbindelser utfelles fra gitteret, og deretter vil nedbørsherding oppstå.
Etter varmebehandling kan denne typen materiale oppnå en flytegrense som er 3 eller til og med 4 ganger den for austenittisk rustfritt stål - 520MPa~1500MPa. Derfor brukes det mest i romfartsindustrien og andre høyteknologiske felt som krever høy materialstyrke.
