De kenmerken van austenitisch roestvrij staal

De face-centered cubic (FCC) structuur wordt gebruikt om het materiaal te definiëren

De balans / Nusha Ashjaee

Austenitisch staal is niet-magnetisch roestvast staal dat een hoog gehalte aan chroom en nikkel en een laag koolstofgehalte. Bekend om hun vervormbaarheid en weerstand tegencorrosie, zijn austenitische staalsoorten de meest gebruikte roestvrij staalsoort.

Eigenschappen definiëren

Ferritische staalsoorten hebben een lichaamsgecentreerde kubische (BCC) korrelstructuur, maar het austenitische bereik van roestvast staal wordt bepaald door hun vlakgecentreerde kubische (FCC) kristalstructuur, die één atoom heeft op elke hoek van de kubus en één in het midden van elk gezicht. Deze korrelstructuur wordt gevormd wanneer een voldoende hoeveelheid nikkel aan de legering wordt toegevoegd - 8 tot 10 procent in een standaard 18 procent chroom legering .

Behalve dat ze niet-magnetisch zijn, zijn austenitische roestvaste staalsoorten niet warmtebehandelbaar. Ze kunnen echter koud worden bewerkt om de hardheid, sterkte en stressbestendigheid te verbeteren. Een oplossing gloeit verwarmd tot 1045 ° C gevolgd door afschrikken of snelle afkoeling zal de oorspronkelijke staat van de legering herstellen, inclusief het verwijderen van legeringssegregatie en het herstellen van vervormbaarheid na koud werken.

Op nikkel gebaseerde austenitische staalsoorten zijn geclassificeerd als 300-serie. De meest voorkomende hiervan is: cijfer 304 , dat doorgaans 18 procent chroom en 8 procent nikkel bevat.

Acht procent is de minimale hoeveelheid nikkel die kan worden toegevoegd aan roestvrij staal dat 18 procent chroom bevat om al het ferriet volledig in austeniet om te zetten. Molybdeen kan ook worden toegevoegd tot een niveau van ongeveer 2 procent voor klasse 316 om de corrosieweerstand te verbeteren.

Hoewel nikkel het legeringselement is dat het meest wordt gebruikt om austenitisch staal te produceren, biedt stikstof een andere mogelijkheid. Roestvast staal met een laag nikkel- en hoog stikstofgehalte wordt 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, in combinatie met de toevoeging van stikstof zorgt ervoor dat grotere hoeveelheden van het gas kunnen worden toegevoegd. Als gevolg hiervan zijn deze twee elementen, samen met koper - die ook austenietvormende eigenschappen heeft - worden vaak gebruikt om nikkel in te vervangen 200 serie roestvrij staal .

De 200-serie - ook wel chroom-mangaan (CrMn) roestvrij staal genoemd - werd ontwikkeld in de jaren 1940 en 1950 toen nikkel schaars was en de prijzen hoog waren. Het wordt nu beschouwd als een kosteneffectieve vervanging voor roestvast staal uit de 300-serie, dat als bijkomend voordeel een verbeterde vloeigrens kan bieden.

Rechte soorten austenitisch roestvast staal hebben een maximaal koolstofgehalte van 0,08 procent. Koolstofarme soorten of 'L'-soorten bevatten een maximaal koolstofgehalte van 0,03 procent om carbideprecipitatie te voorkomen.

Austenitische staalsoorten zijn niet-magnetisch in de gegloeide toestand, hoewel ze enigszins magnetisch kunnen worden wanneer koud gewerkt . Ze hebben een goede vervormbaarheid en lasbaarheid, evenals een uitstekende taaiheid, vooral bij lage of cryogene temperaturen. Austenitische soorten hebben ook een lage vloeigrens en een relatief hoge treksterkte.

Hoewel austenitisch staal duurder is dan ferritisch roestvast staal, is het over het algemeen duurzamer en corrosiebestendiger.

Toepassingen

Austenitisch roestvast staal wordt gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder:

• Automobielbekleding
• kookgerei
• Apparatuur voor eten en drinken
• Industrieel materiaal

Toepassingen per staalsoort

304 en 304L (standaard kwaliteit):

• tanks
• Opslagvaten en leidingen voor bijtende vloeistoffen
• Mijnbouw, chemische, cryogene, voedingsmiddelen en dranken en farmaceutische apparatuur
• Bestek
• architectuur
• Wastafels

309 en 310 (hoog chroom- en nikkelgehalte):

• Onderdelen voor oven, oven en katalysator

318 en 316L (hoge molygehaltes):

• Chemische opslagtanks, drukvaten en leidingen

321 en 316Ti ('gestabiliseerde' kwaliteiten):

• naverbranders
• Superverwarmers
• Compensatoren
• Uitbreidingsbalg

200-serie (laag nikkelgehalte):

• Vaatwassers en wasmachines
• Bestek en kookgerei
• Interne watertanks
• Binnen- en niet-structurele architectuur
• Apparatuur voor eten en drinken
• Auto-onderdelen