De kenmerken van austenitisch roestvrij staal
Austenitische staalsoorten zijn niet-magnetische roestvrij staalsoorten die hoge niveaus van chroom en nikkel en lage niveaus van koolstof bevatten. Bekend om hun vormbaarheid en weerstand tegen corrosie , austenitische stalen zijn de meest gebruikte graad van roestvrij staal.
Eigenschappen definiëren
Ferritisch staal heeft een kubusvormige (BCC) korrelstructuur in het lichaam, maar het austenitische bereik van roestvast staal wordt gedefinieerd door hun kubusvormige FCC-structuur (FCC-structuur), die één atoom heeft op elke hoek van de kubus en één in het midden. van elk gezicht.
Deze korrelstructuur vormt zich wanneer een voldoende hoeveelheid nikkel wordt toegevoegd aan de legering van 8 tot 10 procent in een standaard 18 procent chroomlegering.
Naast het feit dat ze niet-magnetisch zijn, zijn austenitische roestvaste staalsoorten niet met warmte te behandelen. Ze kunnen echter koud worden bewerkt om de hardheid, kracht en stressbestendigheid te verbeteren. Een oplossing gloeit verwarmd tot 1045 ° C gevolgd door afschrikken of snel koelen zal de oorspronkelijke toestand van de legering herstellen, inclusief het verwijderen van legering segregatie en herstel van taaiheid na koud werken.
Nikkel-gebaseerde austenitische staalsoorten worden geclassificeerd als 300-serie. De meest voorkomende hiervan is klasse 304 , die meestal 18 procent chroom en 8 procent nikkel bevat.
Acht procent is de minimale hoeveelheid nikkel die kan worden toegevoegd aan een roestvrij staal dat 18 procent chroom bevat om alle ferriet volledig in austeniet om te zetten. Molybdeen kan ook worden toegevoegd tot een niveau van ongeveer 2 procent voor kwaliteit 316 om de corrosieweerstand te verbeteren.
Hoewel nikkel het legeringselement is dat het meest wordt gebruikt voor de productie van austenitische staalsoorten, biedt stikstof een andere mogelijkheid. Roestvaste staalsoorten met een laag nikkelgehalte en een hoog stikstofgehalte worden geclassificeerd als 200-serie. Omdat het een gas is, kunnen echter slechts beperkte hoeveelheden stikstof worden toegevoegd voordat schadelijke effecten optreden, waaronder de vorming van nitriden en gasporositeit die de legering verzwakken.
De toevoeging van mangaan , ook een austenietvormer, gecombineerd met de toevoeging van stikstof maakt het mogelijk grotere hoeveelheden van het gas toe te voegen. Als gevolg hiervan worden deze twee elementen, samen met koper - dat ook austenietvormende eigenschappen heeft - vaak gebruikt om nikkel in roestvast staal uit de 200-serie te vervangen.
De 200-serie - ook chroom-mangaan (CrMn) roestvast staal genoemd - werd ontwikkeld in de jaren 1940 en 1950 toen nikkel tekort was en de prijzen hoog waren. Het wordt nu beschouwd als een kosteneffectieve vervanger voor roestvast staal uit de 300-serie dat een bijkomend voordeel kan bieden van een verbeterde vloeisterkte.
Rechte soorten austenitisch roestvast staal hebben een maximaal koolstofgehalte van 0,08 procent. Lage koolstofsoorten of "L" -kwaliteiten bevatten een maximaal koolstofgehalte van 0,03 procent om carbideprecipitatie te voorkomen.
Austenitische staalsoorten zijn niet-magnetisch in de gegloeide toestand, hoewel ze bij koud werken enigszins magnetisch kunnen worden. Ze hebben een goede vervormbaarheid en lasbaarheid, evenals een uitstekende taaiheid, vooral bij lage of cryogene temperaturen. Austenitische soorten hebben ook een lage vloeispanning en een relatief hoge treksterkte.
Hoewel austenitische staalsoorten duurder zijn dan ferritisch roestvast staal, zijn ze over het algemeen duurzamer en corrosiebestendig.
toepassingen
Austenitische roestvaste staalsoorten worden in een groot aantal toepassingen gebruikt, waaronder
- Trimmen in de auto
- Cookware
- Apparatuur voor eten en drinken
- Industrieel materiaal
Toepassingen op rang
304 en 304L (standaardkwaliteit):
- tanks
- Opslagvaten en pijpen voor corrosieve vloeistoffen
- Mijnbouw, chemische, cryogene, voedingsmiddelen en farmaceutische apparatuur
- Bestek
- architectuur
- wastafels
309 en 310 (hoog chroom en nikkel kwaliteiten):
- Componenten voor oven, oven en katalysator
318 en 316L (hoog moly gehalte):
- Chemische opslagtanks, drukvaten en leidingen
321 en 316Ti ("gestabiliseerde" kwaliteiten):
- nabranders
- Super kachels
- compensatoren
- Expansiebalgen
200-serie (lage nikkel kwaliteiten):
- Vaatwassers en wasmachines
- Bestek en kookgerei
- Interne watertanks
- Indoor en niet-structurele architectuur
- Apparatuur voor eten en drinken
- Auto-onderdelen