Viisi ruostumattoman teräksen perhettä

Yksi määritelmä, viisi rakennetta

Teräs lasketaan ruostumattomaksi, kun se sisältää vähintään noin 10.5% kromia, riittävästi muodostamaan ohuen kromioksidikalvon, joka suojaa pintaa. Tämän yhteisen juuren tuolla puolen kiderakenne — pääasiassa nikkeli- ja kromitasapainon asettama — jakaa ruostumattomat teräkset viiteen perheeseen.

Perhe	Rakenne	Magneettinen?	Otsikkolajit	Tunnusmerkki
Austeniittinen	Pintakeskeinen kuutiollinen	Ei (hehkutettuna)	304, 316, 321	Paras yleinen korroosionkestävyys ja muovattavuus
Ferriittinen	Tilakeskeinen kuutiollinen	Kyllä	430, 409	Nikkelitön, alempi kustannus
Martensiittinen	Karkaistavissa, tetragonaalinen sammutettuna	Kyllä	410, 420, 440C	Kovuus lämpökäsittelyllä
Duplex	Karkeasti puoliksi austeniittia, puoliksi ferriittiä	Kyllä	2205, 2507	Korkea lujuus, kloridinkestävyys
Saostuskarkaistu	Martensiittinen tai austeniittinen perusta + vanhennus	Yleensä kyllä	17-4PH (630)	Erittäin korkea lujuus matalalämpötilavanhentamisesta

Austeniittinen — oletusperhe

Lajit 304 ja 316 muodostavat enemmistön kaikesta tuotetusta ruostumattomasta. Ne muovautuvat ja hitsautuvat helposti, pysyvät sitkeinä kryogeenisiin lämpötiloihin, ja 316:n molybdeeni lisää pistekorroosionkestävyyttä meri- ja kemikaalikäyttöön. Niitä ei voida karkaista lämpökäsittelyllä — vain kylmätyöllä. Heikkoudet: kohtalainen lujuus, herkkyys kloridijännityskorroosiohalkeilulle kohonneissa lämpötiloissa ja hinta, joka seuraa nikkeli- ja molybdeenimarkkinoita. Ne ovat ei-magneettisia hehkutettuina, vaikka raskas kylmätyö voi tehdä niistä hieman magneettisia.

Ferriittinen — taloudellinen perhe

Kromilla mutta käytännössä ilman nikkeliä ferriitit, kuten 430 (koristeellinen, kodinkoneet) ja 409 (pakojärjestelmät), maksavat vähemmän ja kestävät jännityskorroosiohalkeilua hyvin. Niiden rajat ovat sitkeys ja hitsattavuus: hitsausvyöhykkeiden raekasvu ja alempi muovattavuus rajaavat ne enimmäkseen ohuempiin poikkileikkauksiin ja kohtalaiseen korroosiokuormaan.

Martensiittinen — karkaistava perhe

Lajit kuten 410, 420 ja 440C vaihtavat korroosionkestävyyttä kovuuteen: sammutettuina ja päästettyinä ne palvelevat ruokailuvälineissä, venttiiliosissa, akseleissa ja kirurgisissa instrumenteissa. Niiden korroosionkestävyys on perheiden matalin — ne ovat "ruostumattomia" suhteessa hiiliteräkseen, ei suhteessa 304:ään.

Duplex — lujuus plus kloridit

Duplex-lajit, kuten 2205, tarjoavat karkeasti kaksinkertaista myötölujuutta 304:ään verrattuna yhdessä vahvan kloridipistekorroosion ja jännityskorroosiohalkeilun kestävyyden kanssa — yhdistelmä, joka teki niistä standardin öljyssä ja kaasussa, suolanpoistossa ja kemikaalitankkereissa. Valmistus tarvitsee enemmän huolta (lämmöntuonnin valvonta), ja käyttölämpötila rajoittuu tyypillisesti alle noin 300 °C haurastumismekanismeilla.

Saostuskarkaistu — lujuusasiantuntijat

17-4PH ja sen sukulaiset työstetään pehmeässä tilassa, sitten vanhennetaan muutamalla sadalla asteella vahvistavan faasin erottamiseksi, saavuttaen erittäin korkeita lujuuksia akseleille, hammaspyörille, ilmailu- ja merilaitteistolle.

Huomautus magneettitestistä

"Ruostumaton on ei-magneettinen" on myytti, joka johtaa vastaanottotarkastuksen harhaan joka viikko. Magnetismi seuraa kiderakennetta, ei laatua: kolme ja puoli viidestä perheestä on magneettisia, ja jopa austeniittiset lajit voivat muuttua hieman magneettisiksi kylmätyön jälkeen. Käytä PMI-testausta, ei magneettia, lajin tarkistamiseen.