Hvorfor rustfrit stål er "rustfrit": Core Mechanism of Chromium Passive Film
Det, der adskiller rustfrit stål fra almindeligt kulstofstål, er dets chromindhold på mindst 10,5 %. Chrom reagerer spontant med ilt i luften og danner en tæt, kontinuerlig chrom-rig passiv oxidfilm på nanometerskalaen. Denne ultra-tynde barriere blokerer for fugt, ilt og ætsende medier og har selv-reparationsevne: Mindre overfladeridser vil hurtigt genskabe det beskyttende kromoxidlag under aerobe forhold, hvilket giver langtids-rustbestandighed.
Krom alene giver kun grundlæggende anti-korrosionsydeevne. Ved at legere med nikkel, molybdæn, nitrogen, titanium og andre elementer har industrien udviklet fire almindelige metallografiske rustfri stålsystemer, der er skræddersyet til forskellige driftsforhold.
Klassificering, egenskaber og anvendelsesscenarier for de fire vigtigste rustfri stålsystemer
1. Austenitisk rustfrit stål (300-serien: 304, 316L, 321)
Nikkel tilsættes for at stabilisere den austenitiske mikrostruktur. Disse kvaliteter er ikke-magnetiske, udviser fremragende duktilitet og overlegen bøjelighed og svejsbarhed med den bedste overordnede korrosionsbestandighed.
304 (18Cr-8Ni): Almindelig karakter til civile applikationer;
316L: Legeret med 2%-3% molybdæn for drastisk forbedret modstandsdygtighed over for chloridionkorrosion, velegnet til kystområder, kemisk behandling og havvandsmiljøer;
321: Titanium-stabiliseret kvalitet med høj-temperaturbestandighed og immunitet over for intergranulær korrosion, brugt til høj-temperaturrørledninger og kedler.
2. Ferritisk rustfrit stål (430, 409L; Nikkel-Free 400-serien)
Nikkel-fri med lavere produktionsomkostninger, svagt magnetisk og med fremragende termisk ledningsevne, men middelmådig svejsbarhed. Udbredt anvendt i husholdningsapparater, køkken- og badeværelsesdekorationer og biludstødningssystemer; det omkostningseffektive-valg til tørre indre miljøer.
3. Martensitisk rustfrit stål (410, 420)
Højt kulstof og lavt kromindhold muliggør hærdning via bratkøling, hvilket giver ekstrem hårdhed og skarphed på bekostning af svag rustbestandighed. Primære anvendelser omfatter skæreværktøjer, ventiler, lejer og kirurgiske blade.
4. Duplex rustfrit stål (2205, 2507)
Tofaset-mikrostruktur bestående af austenit og ferrit. Deres trækstyrke fordobles af 304 rustfrit stål, med industriens-førende modstandsdygtighed over for grubetæring og spændingskorrosion. Som high-special rustfrit stål tjener de ekstremt høje-korrosionsmæssige arbejdsforhold, såsom dyb-havfaciliteter, stærkt sure kemiske processer og havvandsafsaltning.
Afklaring af almindelige misforståelser i branchen
"Ikke-magnetisk rustfrit stål er lig med høj kvalitet": Ferritisk rustfrit stål af klasse 430 er magnetisk, mens koldt-bearbejdet 304 også udvikler en lille magnetisme. Magnetisme kan ikke bruges til at bedømme materialekvalitet.
"Rustfrit stål ruster aldrig": Kraftig saltspray, stærk syre eller langvarig vandnedsænkning kan nedbryde den passive film, hvilket resulterer i grubetæring og rustpletter. Passende materialekvaliteter skal vælges i henhold til servicemiljøer.
