Varför rostfritt stål är "rostfritt": Kärnmekanismen för passiv kromfilm
Det som skiljer rostfritt stål från vanligt kolstål är dess kromhalt på minst 10,5 %. Krom reagerar spontant med syre i luften för att bilda en tät, kontinuerlig krom-rik passiv oxidfilm på nanometerskala. Denna ultra-tunna barriär blockerar fukt, syre och frätande media och har själv-reparationsförmåga: mindre ytrepor kommer snabbt att återfå det skyddande kromoxidskiktet under aeroba förhållanden, vilket ger långtids-rostbeständighet.
Enbart krom ger bara grundläggande anti-korrosionsprestanda. Genom att legera med nickel, molybden, kväve, titan och andra element har industrin utvecklat fyra vanliga metallografiska rostfria stålsystem som är skräddarsydda för olika serviceförhållanden.
Klassificering, egenskaper och tillämpningsscenarier för de fyra huvudsystemen i rostfritt stål
1. Austenitiska rostfria stål (300-serien: 304, 316L, 321)
Nickel tillsätts för att stabilisera den austenitiska mikrostrukturen. Dessa kvaliteter är icke-magnetiska, uppvisar utmärkt duktilitet och överlägsen böjbarhet och svetsbarhet, med den bästa totala korrosionsbeständigheten.
304 (18Cr-8Ni): Allmänt betyg för civila tillämpningar;
316L: Legerad med 2%–3% molybden för drastiskt förbättrad motståndskraft mot kloridjonkorrosion, lämplig för kustområden, kemisk bearbetning och havsvattenmiljöer;
321: Titan-stabiliserad kvalitet med hög-temperaturbeständighet och immunitet mot intergranulär korrosion, används för hög-temperaturrörledningar och pannor.
2. Ferritiska rostfria stål (430, 409L; Nickel-Free 400-serien)
Nickel-fri med lägre produktionskostnad, svagt magnetisk och med utmärkt värmeledningsförmåga, men medioker svetsbarhet. Används allmänt i hushållsapparater, köks- och badrumsdekorationer och bilavgassystem; det kostnadseffektiva-valet för torra inlandsmiljöer.
3. Martensitiska rostfria stål (410, 420)
Högt kol och lågt krominnehåll möjliggör härdning via härdning, vilket ger extrem hårdhet och skärpa till priset av svag rostbeständighet. Primära användningsområden inkluderar skärverktyg, ventiler, lager och kirurgiska blad.
4. Duplexa rostfria stål (2205, 2507)
Dubbel-mikrostruktur bestående av austenit och ferrit. Deras draghållfasthet fördubblar den för 304 rostfritt stål, med industrins-ledande motståndskraft mot gropkorrosion och spänningskorrosionssprickor. Som avancerade specialstål av rostfritt stål, tjänar de extrema-korrosionsförhållanden såsom djup-havsanläggningar, starkt sura kemiska processer och avsaltningsprojekt av havsvatten.
Förtydligande av vanliga missuppfattningar inom branschen
"Icke-magnetiskt rostfritt stål är lika med hög kvalitet": Ferritiskt rostfritt stål av klass 430 är magnetiskt, medan kall-bearbetat 304 också utvecklar en liten magnetism. Magnetism kan inte användas för att bedöma materialkvalitet.
"Rostfritt stål rostar aldrig": Kraftig saltstänk, stark syra eller långvarig vattennedsänkning kan bryta ner den passiva filmen, vilket resulterar i gropkorrosion och rostfläckar. Lämpliga materialkvaliteter måste väljas efter servicemiljöer.
