De legeringsgroep die vandaag de roestvrijstalen familie vormt, werd in 1913 in Sheffield, Engeland geboren; Harry Breley probeert een aantal mogelijke legeringen van geweerbuisstaal en merkt op dat de monsters die uit een van de testverwarmingselementen zijn gesneden niet roesten en eigenlijk moeilijk te etsen zijn. Toen hij dit vreemde materiaal onderzocht, bevatte het ongeveer 13% chroom. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van roestvrij staal en Sheffield staat bekend om zijn reputatie. Toevallig is Frankrijk rond dezelfde tijd ook bezig met ontwikkelingswerk en produceert het uiteindelijk het eerste austenitische roestvrij staal.

Het verbruik van roestvrij staal neemt wereldwijd toe. Roestvrij staal wordt gebruikt in de bouw- en bouwsector vanwege de schoonheid, corrosiebestendigheid, laag onderhoud en sterkte, en de vraag neemt toe. In veel andere industrieën wordt roestvrij staal om vergelijkbare redenen gebruikt en is er geen behandeling, coating of verf nodig wanneer het in gebruik wordt genomen, hoewel het duurder is dan gewoon koolstofstaal. Het bewijs hiervoor is afkomstig van fabrikanten van huishoudelijke apparaten, waar steeds meer producten, traditioneel "witte goederen" genoemd, van roestvrij staal zijn gemaakt.

Roestvrij staal familie

Roestvrij staal is een op ijzer gebaseerde legering met een chroomgehalte van ongeveer 10,51 tp1t; Dit vormt een beschermende zelfherstellende oxidefilm, die de karakteristieke "niet-vervagende" of corrosiebestendigheid van deze groep staal heeft. Het vermogen van de oxidelaag om zichzelf te genezen betekent dat het staal corrosiebestendig is, ongeacht hoeveel het oppervlak wordt verwijderd. Dit is niet het geval wanneer koolstofstaal of laaggelegeerd staal wordt beschermd tegen corrosie door organische coatings zoals zink of cadmium of organische coatings zoals verf.

Hoewel alle roestvrij staal afhankelijk is van de aanwezigheid van chroom, worden meestal andere legeringselementen toegevoegd om de prestaties te verbeteren. De classificatie van roestvrij staal is ongebruikelijk in metalen omdat het gebaseerd is op de aard van de metallurgische structuur-de gebruikte term vertegenwoordigt de opstelling van atomen waaruit de staalkorrels bestaan, die kunnen worden waargenomen wanneer de gepolijste dwarsdoorsnede van een materiaal met een hoge vergroting door een microscoop wordt waargenomen. Afhankelijk van de exacte chemische samenstelling van het staal, kan de microstructuur bestaan uit een stabiele fase austeniet of ferriet, een "bifasisch" mengsel van deze twee fasen, een fase martensiet geproduceerd door een snelle uitdoving van sommige staalsoorten bij hoge temperaturen, of een microstructuur gehard door een geprecipiteerde sporencomponent.

De relatie tussen de verschillende families wordt getoond in figuur 1. Tabel 1 geeft een ruwe vergelijking van de eigenschappen van verschillende families.

Figuur 1. Roestvrij stalen serie.

Austenitisch roestvrij staal 

De groep bestaat uit ten minste 16% chroom en 6% nikkel (basisklasse 304 wordt 18/8 genoemd) en omvat een hoge legering of een "superausteniet", zoals 904L en 6% molybdeen.

Andere elementen, zoals molybdeen, titanium of koper, kunnen worden toegevoegd om hun eigenschappen te veranderen of te verbeteren, waardoor ze geschikt zijn voor veel belangrijke toepassingen waarbij hoge temperaturen en corrosiebestendigheid zijn betrokken. Deze groep staal is ook geschikt voor toepassingen bij lage temperaturen, omdat de rol van het nikkelgehalte bij het austenitiserend maken van staal het brosse probleem bij lage temperaturen van andere soorten staal vermijdt.

De relatie tussen de verschillende austenietklassen wordt getoond in figuur 2.

Figuur 2. Austenitisch roestvrij staal

Ferritisch roestvrij staal 

Dit zijn gewone chroomklassen (10.5 tot 18%), zoals 430 en 409. In hogere legeringskwaliteiten zoals 434 en 444 en gepatenteerde 3Cr12-klasse zijn hun gemiddelde corrosiebestendigheid en slechte productieprestaties verbeterd.

De relatie tussen de verschillende ferrietkwaliteiten wordt getoond in figuur 3.

Figuur 3. Ferritische roestvrijstalen serie.

Martensitisch roestvrij staal

Martensitisch roestvrij staal is ook een belangrijk legeringselement, maar het koolstofgehalte is hoger dan dat van ferritisch roestvrij staal en het chroomgehalte is over het algemeen lager (zoals 12% van klasse 410 en 416); het chroomgehalte van klasse 431 is ongeveer 16%, maar de microstructuur is martensiet ondanks het hoge chroomgehalte, omdat het ook 2% nikkel bevat.

De relatie tussen de verschillende martensietkwaliteiten wordt getoond in figuur 4.

Figuur 4. Martensitische roestvrijstalen familie.

Duplex roestvrij staal

De samenstelling van duplex roestvrij staal zoals 2304 en 2205 (deze labels geven 23%-chroom, 4%-nikkel en 22%-chroom, 5%-nikkel aan) heeft een microstructuur die austeniet- en ferrietmengsels bevat. Ferritisch-austenitisch duplexstaal combineert enkele kenmerken van elk staal: ze zijn bestand tegen spanningscorrosie en scheuren, hoewel niet zo goed als ferritisch staal voor spanningscorrosiescheuren; Ze hebben een betere taaiheid dan ferritisch staal, maar niet zo goed als austenitisch staal, en de sterkte is ongeveer twee keer zo hoog als die van (gegloeid) austenitisch staal. Bovendien is de totale corrosieweerstand van het tweefasige staal groter dan of gelijk aan 304 en 316, en de totale putbestendigheid is beter dan 316. Na blootstelling onder -50°C en boven 300 °C wordt hun taaiheid verminderd, dus alleen tussen deze temperaturen.

De relatie tussen de verschillende duplexniveaus wordt getoond in figuur 5.

Figuur 5. Duplex roestvrijstalen familie.

Precipitatie gehard roestvrij staal

Het gaat om chroom- en nikkelhoudende staalsoorten die een zeer hoge treksterkte kunnen ontwikkelen. De meest voorkomende smaak in deze groep is "17-4pH", ook bekend als 630, met 17% chroom, 4% nikkel, 4% koper en 0,31 tp1t tantaal. Het grootste voordeel van deze staalsoorten is dat ze onder omstandigheden van "vaste oplossing" kunnen worden geleverd. In dit geval kan staal worden verwerkt. Na bewerking, vormen, enz., Kan het staal worden gehard door een "verouderende" warmtebehandeling bij lagere temperaturen die geen vervorming van de componenten veroorzaakt.