De vijf roestvaststaalfamilies

Eén definitie, vijf structuren

Een staal telt als roestvast wanneer het ten minste ongeveer 10.5% chroom bevat, genoeg om de dunne chroomoxidelaag te vormen die het oppervlak beschermt. Voorbij die gemeenschappelijke wortel verdeelt de kristalstructuur — voornamelijk bepaald door de nikkel- en chroombalans — roestvaste staalsoorten in vijf families.

Familie	Structuur	Magnetisch?	Belangrijkste kwaliteiten	Kenmerk
Austenitisch	Kubisch vlakgecentreerd	Nee (wanneer gegloeid)	304, 316, 321	Beste algemene corrosiebestendigheid en vervormbaarheid
Ferritisch	Kubisch ruimtelijk gecentreerd	Ja	430, 409	Nikkelvrij, lagere kosten
Martensitisch	Hardbaar, tetragonaal wanneer afgeschrikt	Ja	410, 420, 440C	Hardheid door warmtebehandeling
Duplex	Ongeveer half austeniet, half ferriet	Ja	2205, 2507	Hoge sterkte, chloridebestendigheid
Precipitatiehardend	Martensitische of austenitische basis + veroudering	Meestal ja	17-4PH (630)	Zeer hoge sterkte door veroudering bij lage temperatuur

Austenitisch — de standaardfamilie

Kwaliteiten 304 en 316 vertegenwoordigen het grootste deel van al het geproduceerde roestvast staal. Ze vormen en lassen gemakkelijk, blijven taai tot cryogene temperaturen, en het molybdeen van 316 voegt putcorrosiebestendigheid toe voor maritieme en chemische toepassingen. Ze kunnen niet worden gehard door warmtebehandeling — alleen door koudvervorming. Zwakke punten: matige sterkte, gevoeligheid voor chloride-spanningscorrosiescheuring bij verhoogde temperaturen, en een prijs die de nikkel- en molybdeenmarkten volgt. Ze zijn niet-magnetisch wanneer gegloeid, hoewel zware koudvervorming ze licht magnetisch kan maken.

Ferritisch — de economische familie

Met chroom maar in essentie geen nikkel kosten ferritische soorten zoals 430 (decoratief, apparaten) en 409 (uitlaatsystemen) minder en bieden ze goede weerstand tegen spanningscorrosiescheuring. Hun beperkingen zijn taaiheid en lasbaarheid: korrelgroei in laszones en lagere ductiliteit beperken ze meestal tot dunnere doorsneden en matige corrosiebelasting.

Martensitisch — de hardbare familie

Kwaliteiten zoals 410, 420 en 440C ruilen corrosiebestendigheid in voor hardheid: afgeschrikt en ontlaten dienen ze in bestek, kleponderdelen, assen en chirurgische instrumenten. Hun corrosiebestendigheid is de laagste van de families — ze zijn "roestvast" ten opzichte van koolstofstaal, niet ten opzichte van 304.

Duplex — sterkte plus chloriden

Duplexkwaliteiten zoals 2205 bieden ongeveer tweemaal de vloeigrens van 304 samen met sterke weerstand tegen chloride-putcorrosie en spanningscorrosiescheuring — de combinatie die ze standaard maakte in olie en gas, ontzilting en chemicaliëntankers. Fabricage vereist meer zorg (controle van warmte-inbreng), en de gebruikstemperatuur is doorgaans beperkt tot onder ongeveer 300 °C door verbrossingsmechanismen.

Precipitatiehardend — de sterkespecialisten

17-4PH en verwanten worden bewerkt in een zachte toestand, vervolgens verouderd bij een paar honderd graden om een versterkende fase neer te slaan, en bereiken zeer hoge sterktes voor assen, tandwielen, luchtvaart- en maritieme hardware.

Een opmerking over de magneettest

"Roestvast staal is niet-magnetisch" is een mythe die de ontvangstinspectie elke week misleidt. Magnetisme volgt de kristalstructuur, niet de kwaliteit: drieënhalf van de vijf families zijn magnetisch, en zelfs austenitische kwaliteiten kunnen na koudvervorming licht magnetisch worden. Gebruik PMI-beproeving, geen magneet, om de kwaliteit te verifiëren.