Roestvrij staalis een afkorting voor "roestvrij en zuurbestendig staal." Staal dat bestand is tegen corrosie door zwakke corrosieve media zoals lucht, stoom en water, wordt roestvrij staal genoemd. Staal dat bestand is tegen corrosie door chemische corrosieve media (zoals zuren, logen en zouten) wordt daarentegen zuurbestendig staal genoemd. In praktische toepassingen wordt staal dat bestand is tegen zwak corrosieve media gewoonlijk roestvrij staal genoemd, terwijl staal dat bestand is tegen chemisch corrosieve media zuurbestendig staal wordt genoemd. Vanwege verschillen in chemische samenstelling is het mogelijk dat eerstgenoemde niet bestand zijn tegen chemische corrosie, terwijl laatstgenoemde over het algemeen roestvrije eigenschappen bezit. De corrosieweerstand van roestvrij staal hangt af van de legeringselementen in het staal. Typisch wordt gewoon roestvrij staal, afhankelijk van de metallografische structuur, verdeeld in drie typen: austenitisch roestvrij staal, ferritisch roestvrij staal en martensitisch roestvrij staal. Op basis van deze drie primaire metallografische structuren zijn ook duplexstaal, precipitatiehardend roestvrij staal en hooggelegeerd staal met minder dan 50% ijzergehalte ontwikkeld voor specifieke vereisten en doeleinden.
Classificatie op basis van metallografische structuur:
Austenitisch roestvrij staal: Heeft voornamelijk een kubieke structuur in het vlak gecentreerd (CY-fase) zonder magnetisme. Het kan voornamelijk worden versterkt door koudvervormen, wat tot enig magnetisme kan leiden. Het American Iron and Steel Institute (AISI) gebruikt cijfers uit de 200- en 300-serie, zoals 304, om austenitisch roestvast staal aan te duiden.
Ferritisch roestvrij staal: Heeft voornamelijk een op het lichaam gecentreerde kubieke structuur (fase) met magnetische eigenschappen. Het kan over het algemeen niet worden gehard door een warmtebehandeling, maar kan enigszins worden versterkt door koudvervormen. AISI duidt dit type aan met nummers als 430 en 446.
Martensitisch roestvrij staal: De matrix heeft een martensitische structuur (hetzij kubisch of kubisch op het lichaam gericht), met magnetische eigenschappen en de mogelijkheid om mechanische eigenschappen aan te passen door middel van warmtebehandeling. AISI gebruikt cijfers zoals 410, 420 en 440 om martensitische roestvaste staalsoorten aan te duiden. Martensiet kan bij hoge temperaturen een austenitische structuur vertonen en in martensiet veranderen wanneer het met de juiste snelheid wordt afgekoeld tot kamertemperatuur (ook wel verharding genoemd).
Austenitisch-ferritisch (duplex) roestvrij staal: Combineert austenitische en ferritische fasen, waarbij de minderheidsfase doorgaans meer dan 15% van de structuur uitmaakt, en magnetische eigenschappen vertoont. Duplex RVS kan verstevigd worden door koudvervorming, met 329 als typisch voorbeeld. Vergeleken met austenitisch roestvast staal heeft duplex roestvast staal een hogere sterkte en verbeterde weerstand tegen intergranulaire corrosie, chloridespanningscorrosie en putcorrosie.
Neerslaghardend roestvrij staal: Heeft een austenitische of martensitische matrix en kan worden gehard door middel van een precipitatiehardingsbehandeling. AISI duidt het aan met nummers uit de 600-serie, zoals 630 of 17-4PH. Over het algemeen heeft austenitisch roestvast staal een superieure corrosieweerstand vanwege de legeringselementen. Ferritisch roestvast staal is geschikt voor licht corrosieve omgevingen, terwijl martensitisch en precipitatiehardend roestvast staal ideaal is voor omgevingen met lichte corrosie waar hoge sterkte of hardheid vereist is.
Diktedifferentiatie:
Als gevolg van kleine vervormingen van de rollen tijdens het walsproces kan de dikte van stalen platen enigszins variëren, vaak dikker in het midden en dunner aan de randen. Bij het meten van de dikte schrijft de nationale norm voor dat metingen vanaf het middengedeelte van de plaat moeten worden uitgevoerd.
Toleranties worden over het algemeen ingedeeld in groot en klein, op basis van de eisen van de markt en de klant.
Factoren die de roestbestendigheid van roestvrij staal beïnvloeden:
Inhoud legeringselement: Over het algemeen is staal met een chroomgehalte van meer dan 10,5% minder gevoelig voor roest. Een hoger nikkel- en chroomgehalte verbetert de corrosieweerstand, zoals in het geval van roestvrij staal 304, dat 8-10% nikkel en 18-20% chroom bevat, waardoor het doorgaans roestbestendig is.
Verfijningsprocessen: De corrosiebestendigheid van roestvrij staal wordt ook beïnvloed door de productieprocessen. Hoogwaardige roestvrijstalen fabrikanten met geavanceerde apparatuur en technieken kunnen een stabiele productkwaliteit garanderen door legeringselementen nauwkeurig te controleren, onzuiverheden te verwijderen en optimale koeltemperaturen voor stalen knuppels te handhaven, waardoor minder roestgevoelig staal wordt geproduceerd. Daarentegen slagen kleinere fabrikanten met verouderde technologie er mogelijk niet in om onzuiverheden effectief te verwijderen, wat leidt tot producten die gevoeliger zijn voor roest.
Externe omgeving: Roestvrij staal is beter bestand tegen roest in droge en geventileerde omgevingen. Hoge luchtvochtigheid, langdurige regenachtige omstandigheden of omgevingen met een hoog zuur- of alkalisch gehalte veroorzaken eerder roest. Zelfs roestvrij staal 304 kan onder zware omgevingsomstandigheden roesten.
Roestverwijderingstechnieken voor roestvrij staal:
Chemische methoden: Gebruik beitspasta of spray om het verroeste gebied opnieuw tepassiveren, waardoor een chroomoxidefilm ontstaat om de corrosieweerstand te herstellen. Na het beitsen is het essentieel om na te spoelen met schoon water om alle verontreinigingen en zuurresten grondig te verwijderen. Polijsten met apparatuur en daarna afdichten met polijstwas kan ook helpen.
Mechanische methoden: Methoden zoals zandstralen, kogelstralen met glas- of keramische deeltjes, slijpen en polijsten zijn effectief. Mechanische reiniging kan verontreinigingen verwijderen, zoals verwijderde materialen, polijstresten of deeltjes die kunnen bijdragen aan corrosie, vooral in vochtige omstandigheden. Mechanisch reinigen is het meest effectief onder droge omstandigheden. Het reinigt echter alleen het oppervlak en verandert niets aan de inherente corrosieweerstand van het materiaal. Daarom wordt aanbevolen om na mechanische reiniging te polijsten en waxen.
Veel voorkomende roestvrijstalen kwaliteiten en eigenschappen:
304 roestvrij staal: Een van de meest gebruikte austenitische roestvaste staalsoorten, geschikt voor het maken van dieptrekonderdelen, zuurtransportleidingen, containers, structurele onderdelen en diverse instrumentlichamen. Het kan ook worden gebruikt voor niet-magnetische apparatuur en componenten voor lage temperaturen.
304L roestvrij staal: Ontwikkeld om de neiging tot intergranulaire corrosie van 304 roestvrij staal onder bepaalde omstandigheden als gevolg van Cr23C6-neerslag op te lossen. Het biedt een superieure sensibiliseringsweerstand tegen interkristallijne corrosie vergeleken met 304 roestvrij staal, met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van 321 roestvrij staal, maar een iets lagere sterkte. Het wordt voornamelijk gebruikt voor corrosiebestendige apparatuur en onderdelen die moeten worden gelast zonder oplossingsbehandeling.
304H roestvrij staal: Een subset van 304 met een koolstofgehalte van 0,04% tot 0,10%, en biedt betere prestaties bij hoge temperaturen dan standaard 304.
316 roestvrij staal: Voegt molybdeen toe aan 10Cr18Ni12-staal en biedt uitstekende corrosieweerstand in reducerende omgevingen en superieure weerstand tegen putjes, waardoor het geschikt is voor gebruik in zeewater en andere media.
316L roestvrij staal: Een koolstofarm staal met goede sensibiliseringsweerstand en intergranulaire corrosieprestaties, geschikt voor gelaste componenten en apparatuur met dikke doorsnede, zoals corrosiebestendige materialen in petrochemische apparatuur.
316H roestvrij staal: Een subset van 316 met een koolstofgehalte van 0.04% tot 0,10%, wat verbeterde prestaties bij hoge temperaturen biedt.
317 roestvrij staal: Biedt een betere put- en kruipweerstand dan 316L, geschikt voor het maken van petrochemische apparatuur en apparatuur bestand tegen organische zuren.
321 roestvrij staal: Een met titanium gestabiliseerd austenitisch roestvast staal, dat verbeterde intergranulaire corrosieweerstand en goede mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen biedt. Het wordt over het algemeen niet aanbevolen buiten toepassingen die bestand zijn tegen hoge temperaturen of waterstof.
347 roestvrij staal: Een niobium-gestabiliseerd austenitisch roestvrij staal met intergranulaire corrosieweerstand vergelijkbaar met 321 in zure, alkalische en zoute omgevingen, met goede laseigenschappen. Het wordt voornamelijk gebruikt in de energie- en petrochemische industrie voor containers, pijpleidingen, warmtewisselaars, schachten en ovenbuizen in industriële ovens.
904L roestvrij staal: Een superaustenitisch roestvast staal met een nikkelgehalte van 24%-26% en koolstof van minder dan 0,02%, dat uitstekende corrosieweerstand biedt, vooral in niet-oxiderende zuren zoals zwavelzuur, azijnzuur, mierenzuur en fosforzuren. Het is corrosiebestendig in zwavelzuur bij temperaturen onder de 70 graden en bestand tegen elke concentratie en temperatuur van azijnzuur en mierenzuur-azijnzuurmengsels. Sommige Europese instrumentfabrikanten gebruiken 904L voor belangrijke onderdelen, zoals de meetbuizen van massaflowmeters van E+H en de kasten van Rolex-horloges.
440C roestvrij staal: Een martensitisch roestvast staal met de hoogste hardheid onder de hardbare roestvaste staalsoorten, met een hardheid van HRC57. Het wordt voornamelijk gebruikt voor sproeiers, lagers, klepkernen, klepzittingen, mouwen en klepstelen.
17-4PH roestvrij staal: Een martensitisch precipitatiehardend roestvrij staal met HRC44-hardheid, dat hoge sterkte, hardheid en corrosieweerstand biedt. Het is niet geschikt voor temperaturen boven de 300 graden en wordt vaak gebruikt voor offshore-platforms, turbinebladen, klepkernen, klepzittingen, mouwen en klepstelen.
300-serie - Chroom-nikkel austenitisch roestvrij staal:
301: Biedt goede ductiliteit, geschikt voor het vormen van producten en kan snel uitharden door mechanische bewerking. Het heeft een betere slijtvastheid en vermoeiingssterkte dan roestvrij staal 304.
302: In wezen een variant van 304 met een hoger koolstofgehalte, waardoor een hogere sterkte wordt bereikt door koudwalsen.
302B: Bevat meer silicium voor verhoogde oxidatieweerstand bij hoge temperaturen.
303 en 303Se: respectievelijk zwavel- en seleniumhoudend roestvrij staal, ontworpen voor eenvoudige bewerking en hoge oppervlaktehelderheid. 303Se roestvast staal wordt ook gebruikt in toepassingen waarbij heetverstuiving vereist is.
304N: Bevat stikstof om de sterkte te verbeteren.
305 en 384: Hebben een hoger nikkelgehalte met een lage hardingssnelheid, geschikt voor hoge koudvervormingstoepassingen.
308: Gebruikt in lasstaven.
