De fem rustfrie stålfamilier

Én definition, fem strukturer

Et stål tæller som rustfrit, når det indeholder mindst omkring 10.5% chrom, nok til at danne den tynde chromoxidfilm, der beskytter overfladen. Ud over den fælles rod opdeler krystalstrukturen — primært fastsat af nikkel- og chrombalancen — rustfrie stål i fem familier.

Familie	Struktur	Magnetisk?	Overskriftskvaliteter	Kendetegn
Austenitisk	Fladecentreret kubisk	Nej (når glødet)	304, 316, 321	Bedste generelle korrosionsbestandighed og formbarhed
Ferritisk	Rumcentreret kubisk	Ja	430, 409	Nikkelfri, lavere omkostninger
Martensitisk	Hærdbart, tetragonalt når hærdet	Ja	410, 420, 440C	Hårdhed ved varmebehandling
Duplex	Omtrent halvt austenit, halvt ferrit	Ja	2205, 2507	Høj styrke, chloridbestandighed
Udfældningshærdning	Martensitisk eller austenitisk base + ældning	Normalt ja	17-4PH (630)	Meget høj styrke fra en ældning ved lav temperatur

Austenitisk — standardfamilien

Kvaliteterne 304 og 316 udgør størstedelen af alt produceret rustfrit stål. De formes og svejses let, forbliver seje til kryogene temperaturer, og 316-molybdænet tilføjer grubetæringsbestandighed til marin og kemisk drift. De kan ikke hærdes ved varmebehandling — kun ved koldbearbejdning. Svagheder: moderat styrke, modtagelighed for chloridspændingskorrosionsrevner ved forhøjede temperaturer og en pris, der følger nikkel- og molybdænmarkederne. De er ikke-magnetiske, når de er glødede, selv om kraftig koldbearbejdning kan gøre dem let magnetiske.

Ferritisk — den økonomiske familie

Med chrom, men i det væsentlige uden nikkel, koster ferritiske stål som 430 (dekorativt, apparater) og 409 (udstødningssystemer) mindre og modstår spændingskorrosionsrevner godt. Deres grænser er sejhed og svejsbarhed: kornvækst i svejsezoner og lavere duktilitet begrænser dem mest til tyndere tværsnit og moderat korrosionsdrift.

Martensitisk — den hærdbare familie

Kvaliteter som 410, 420 og 440C bytter korrosionsbestandighed for hårdhed: hærdet og anløbet tjener de i bestik, ventildele, aksler og kirurgiske instrumenter. Deres korrosionsbestandighed er den laveste af familierne — de er "rustfrie" i forhold til kulstofstål, ikke i forhold til 304.

Duplex — styrke plus chlorider

Duplexkvaliteter som 2205 tilbyder omtrent dobbelt flydespænding i forhold til 304 sammen med stærk bestandighed mod chloridgrubetæring og spændingskorrosionsrevner — kombinationen, der gjorde dem til standard i olie og gas, afsaltning og kemikalietankskibe. Fremstilling kræver mere omhu (styring af varmetilførsel), og driftstemperaturen er typisk begrænset til under omkring 300 °C af sprødhedsmekanismer.

Udfældningshærdning — styrkespecialisterne

17-4PH og dens slægtninge bearbejdes i en blød tilstand, derefter ældes ved et par hundrede grader for at udfælde en styrkende fase og når meget høje styrker til aksler, tandhjul, luftfarts- og maritim hardware.

En bemærkning om magnetprøvningen

"Rustfrit er ikke-magnetisk" er en myte, der vildleder modtageinspektion hver uge. Magnetisme følger krystalstruktur, ikke kvalitet: tre og en halv af de fem familier er magnetiske, og selv austenitiske kvaliteter kan blive let magnetiske efter koldbearbejdning. Brug PMI-prøvning, ikke en magnet, til at verificere kvalitet.