De fem familjerna av rostfritt stål

Alla rostfria stål delar ett knep — tillräckligt med krom för att bilda en självläkande passiv film — men de delas in i fem familjer med mycket olika hållfasthet, magnetism, svetsbarhet och pris. Denna guide kartlägger familjerna och deras huvudstålsorter.

En definition, fem strukturer

Ett stål räknas som rostfritt när det innehåller minst cirka 10.5% krom, tillräckligt för att bilda den tunna kromoxidfilm som skyddar ytan. Utöver den gemensamma grunden delar kristallstrukturen — som främst bestäms av balansen mellan nickel och krom — in rostfria stål i fem familjer.

Familj	Struktur	Magnetisk?	Huvudstålsorter	Kännetecken
Austenitisk	Ytcentrerad kubisk	Nej (i glödgat tillstånd)	304, 316, 321	Bästa allmänna korrosionsbeständighet och formbarhet
Ferritisk	Rymdcentrerad kubisk	Ja	430, 409	Nickelfri, lägre kostnad
Martensitisk	Härdbar, tetragonal vid härdning	Ja	410, 420, 440C	Hårdhet genom värmebehandling
Duplex	Ungefär hälften austenit, hälften ferrit	Ja	2205, 2507	Hög hållfasthet, kloridbeständighet
Utskiljningshärdande	Martensitisk eller austenitisk bas + åldring	Vanligtvis ja	17-4PH (630)	Mycket hög hållfasthet från åldring vid låg temperatur

Austenitiska — standardfamiljen

Stålsorterna 304 och 316 står för majoriteten av allt rostfritt stål som produceras. De formas och svetsas lätt, förblir sega ned till kryogena temperaturer, och 316:s molybden ger ökat motstånd mot gropfrätning för marina och kemiska tillämpningar. De kan inte härdas genom värmebehandling — endast genom kallbearbetning. Svagheter: måttlig hållfasthet, känslighet för kloridinducerad spänningskorrosionssprickning vid förhöjda temperaturer, och ett pris som följer nickel- och molybdenmarknaderna. De är omagnetiska i glödgat tillstånd, även om kraftig kallbearbetning kan göra dem svagt magnetiska.

Ferritiska — den ekonomiska familjen

Med krom men i stort sett utan nickel kostar ferritiska stål såsom 430 (dekorativa ändamål, hushållsapparater) och 409 (avgassystem) mindre och motstår spänningskorrosionssprickning väl. Deras begränsningar är seghet och svetsbarhet: korntillväxt i svetszoner och lägre duktilitet begränsar dem mest till tunnare sektioner och måttlig korrosionsbelastning.

Martensitiska — den härdbara familjen

Stålsorter som 410, 420 och 440C byter korrosionsbeständighet mot hårdhet: seghärdade används de i bestick, ventildelar, axlar och kirurgiska instrument. Deras korrosionsbeständighet är den lägsta bland familjerna — de är ”rostfria” i förhållande till kolstål, inte i förhållande till 304.

Duplex — hållfasthet plus klorider

Duplexstålsorter såsom 2205 erbjuder ungefär dubbelt så hög sträckgräns som 304 tillsammans med starkt motstånd mot kloridgropfrätning och spänningskorrosionssprickning — den kombination som gjorde dem till standard inom olja och gas, avsaltning och kemikalietankfartyg. Tillverkning kräver mer omsorg (kontroll av värmetillförsel), och drifttemperaturen är vanligtvis begränsad till under cirka 300 °C på grund av försprödningsmekanismer.

Utskiljningshärdande — hållfasthetsspecialisterna

17-4PH och dess släktingar bearbetas i mjukt tillstånd och åldras sedan vid några hundra grader för att fälla ut en förstärkande fas, varvid de uppnår mycket höga hållfastheter för axlar, kugghjul, flyg- och rymdtillämpningar samt marin hårdvara.

En anmärkning om magnetprovet

”Rostfritt är omagnetiskt” är en myt som vilseleder ankomstkontroll varje vecka. Magnetism följer kristallstrukturen, inte kvaliteten: tre och en halv av de fem familjerna är magnetiska, och även austenitiska stålsorter kan bli svagt magnetiska efter kallbearbetning. Använd PMI-provning, inte en magnet, för att verifiera stålsorten.