Rostfritt Stål

Rostfritt stål delas in i fem huvudgrupper ...

Låt oss först och främst nämna att det är en villfarelse att allt rostfritt stål är "icke magnetiskt". Austenitiskt stål är det enda stål i grunden som inte är magnetiskt, alla andra stål är mer eller mindre magnetiskt till sin natur.

  • Austenitiskt, rostfritt stål
    De flesta stålen i den här grupp har hög kromhalt, som regel minst 16%, och hög nickelhalt > 8% och låg kolhalt < 0,10% samt ofta med tillsats av molybden. Detta är den största och viktigaste gruppen rostfritt stål och både 4301-klassen (bl.a. det allmänna 18/8) och 4401-klassen ingår i denna grupp. Det enda stål som inte är magnetiskt i grunden är austenitiskt stål (som dock kan bli svagt magnetiskt av kall formgivning).
    Mekaniskt utmärker sig de austenitiska stålen genom sin långa brottförlängning som ger en stor seghet "tuggummistål" och just segheten ger stålet en god formbarhet, svetsbarhet och tillsammans med god korrosionsbeständighet gör det att austeniterna fortfarande är den allra mest använda stålet.

    EN 1.4301-klassen (gamla SS-normen SS2333) är det stål vi dagligen benämner "rostfritt stål". Stålet används i miljöer med mindre korrosiv påverkan som inomhusmiljöer (amerikanska benämning AISI 304).

    EN 1.4401-klassen är det stål vi dagligen benämner som "syrafast rostfritt stål". Det används framför allt i saltbemängd kustmiljö och i förorenad stads- eller industrimiljö, badrum och badanläggningar med klorföreningar i kombination med hög luftfuktighet och relativt hög temperatur (amerikansk benämning AISI 316L).


  • Martensitiskt, rostfritt stål
    är en av de äldsta ståltyperna och utmärker sig speciellt genom relativt låg kromhalt (12-16%), låg nickelhalt, sällan med molybden och hög kolhalt (0,12-1,2%). Martensitiskt stål kan efter härdning varken formges eller svetsas, efter härdning är det lika sprött som glas vilket utesluter plastisk formgivning. Svetsning eller annan kraftig värmebehandling gör att stålet mister sin hårdhet, just därför lämpar sig martensiterna inte som konstruktionsstål. Martensitiskt stål används främst till skärande verktyg, knivar, maskinaxlar och liknande där man behöver ett hårt, starkt, rostfritt stål med hög korrosionsbeständighet. En stor del av läkarens instrument tillverkas i detta stål, hemma hittar vi det i köksknivar och saxar. Och visst är det magnetiskt, vi hänger ju upp förskäraren på magnetlisten ovanför köksbänken.

  • Ferritiskt, rostfritt stål
    är en av de ursprungliga kvaliteterna och dess grundform går tillbaka ända till 1912, då det rostfria stålet upptäcktes. Strukturen är densamma som för olegerat svart stål och legeringsmässigt är ferriterna mycket lika de martensitiska ståltyperna. Kromhalten ligger som regel mellan 11-18%, med mycket låg nästan obefintlig nickelhalt och med en molybdenhalt på 0-2%. Den stora skillnaden däremot ligger i kolhalten, ferriterna ligger betydligt lägre, på < 0,050%, vilket innebär att ferritiskt stål tål kraftig uppvärmning utan att förlora sina egenskaper.
    Ferriterna kan med fördel formas kallt men är inte så lämpligt för sträckformgivning som de austenitiska "tuggummistålen". I gengäld fjädrar ferriterna tillbaka mindre vid bockning. Samtliga ferritiska stål är starkt magnetiska. De lägst legerade (som 4003) har relativt liten korrosionsbeständighet mot allmän korrosion i syra eller punktfrätning/spaltkorrosion medans de högre legerade, syrafasta ferriterna är helt i nivå med syrafast, austenitiskt stål i 4401/4404-klassen. Ferriterna framställs sällan i tjocklekar över 3 mm, de används främst i t. ex. kylskåpsdörrar, beklädnader, dörrhandtag m. m. Bland lämpliga industriella tillämpningar kan nämnas varma konstruktioner där spänningskorrosionen är den största risken, som t. ex. ugnar och reaktorer.
    4016 används ofta i storkök och fläktkåpor.
    4003 och 4512 är populära miljövänliga konkurrenter till galvaniserad tunnplåt. Ferriter kan också användas i tillämpningar som vägskydd.

  • Duplex, rostfritt stål
    består alla av en blandstruktur av ferrit och austenit. Balansen i duplex stålen kan variera men består som regel av 55% ferrit och 45% austenit. Det är hälften så magnetiskt som vanligt svart stål och har p.g.a. sin tvåfasstruktur en betydligt högre sträckgräns än såväl de austenitiska som de ferritiska stålkvaliteterna var för sig.
    Detta gör att duplexstål lämpar sig väl för stora konstruktioner. Dessvärre får man också en nackdel 'med på köpet' av den högre styrkan och det är att det mekaniska förarbetet blir mer krävande - man behöver mer kraft och starkare maskiner för att forma stålet.
    Något att tänka på vid svetsning är att duplex och de högst legerade ferriterna inte på långa vägar är lika säkra att svetsa i som de välkända austeniterna. Det finns en betydande risk för uppkomst av intermetalliska faser under uppvärmning där bildandet av "ksi" och "sigma" utgör ett allvarligt hot. För att minimera risken är det viktigt att utarbeta en godkänd svetsprocedur. (Kontakta oss så hjälper vi till med vägledning vem du kan vända dig till).
    Duplexstål används även i tillämpningar ute till havs, där det är osedvanligt korrosiva förhållanden vilket gör att det kan vara lämpligt att gå upp i klassen till "superduplexa" stål som t. ex. 4410 eller 4501.
    De lägre legerade duplexkvaliteterna "lean duplex" som 4362 eller 4162 används ofta som mekaniskt starka alternativ till austeniterna.
    Duplexstål kan ofta vara lösningen på varma och/eller frätande medier tax. 4462 en ståltyp med utmärkta korrosionsegenskaper och väsentlig mekanisk styrka.

  • Utskiljningshärdat, rostfritt stål. PH-stål (precipitation hardening)
    är den sista gruppen, de utskiljningshärdade rostfria ståltyperna utmärker sig för sina härdningsegenskaper. Som regel innehåller utskiljningshärdade stålen (PH-stålen) 15-17% krom, 4-8% nickel, låg molybdenhalt och mellan 3 och 5% koppar eller aluminium. Det är koppar eller aluminium som ger upphov till de intermetalliska "utskiljningarna", därav namnet. Och enklast är väl att kalla den PH-stål. Jämfört med martensiterna är den högsta möjliga hårdheten/styrkan mindre för PH-stålen, men de är fortfarande betydligt hårdare och starkare än duplexstålen. De vanligaste legeringarna är "15-5 PH" och "17-4 PH" (4542) som används på ställen där man behöver ett starkt material men man är inte nöjd med de martensitiska kvaliteterna ringa korrosionsbeständighet. PH-legeringarna är inte svetsbara utan efterföljande värmebehandling och de bör inte användas vid temperaturer över 300°C. I likhet med de martensitiska, ferritiska och duplexa kvaliteterna kan PH-stål ändå bli spröda vid mycket låga temperaturer.
    PH-stålen används ofta till exempelvis maskinaxlar, kedjelänkar m.m., gärna till havs, där just martensiter inte håller måttet rent korrosionsmässigt.
Fakta och lite historia:
Rostfritt stål är en stor grupp av passiverbara legeringar, som samtliga har det gemensamt att huvudämnet är järn (Fe), och att de innehåller minst 10,5% krom (Cr) och maximalt 1,2% kol (C). Kromet gör att stålet går från att vara en normal, aktiv legering till att vara en effektiv passiverbar legering med avsevärt bättre korrosionsegenskaper.

Harry Brearlys gevärspipor.
1912 satt engelsmannen Harry Brearly från "Brown-Firth Reserch Laboratory" i Sheffield och försökte framställa slitstarka gevärspipor genom att legera in 12% Krom i svart stål.
Han fick aldrig den ökade motståndskraft han hade hoppats på, men i gengäld upptäckte han att de legerade gevärspiporna var de enda sakerna i hans fuktiga verkstad som inte rostade, därav namnet "rostfritt stål" eller som det också kan översättas "fläckfritt stål".
Detta ledde till en amerikansk patentansökan 1915 och stålet salufördes under namnet "Staybrite".

Parallellt med utvecklingen i England och USA tog Krupp i Tyskland patent på rostfritt stål med minst 8% nickel (Ni) i legeringen. De austenitiska, rostfria stålen var födda och då man på 1920-talet upptäckte att tillsatsen av små mängder av molybden (Mo) i legeringen ökade korrosionsbeständigheten markant hade man plötsligt det som vi idag benämner "syrafast stål".

Rostfritt stål



koner



svetsning i rostfritt



Svetsfogar