Metaalprofiel: Austenitisch Roestvrij

Austenitische stalen zijn niet-magnetische roestvrije stalen die hoge niveaus van chroom en nikkel en lage koolstofgehalten bevatten. Bekend om hun vormbaarheid en weerstand tegen corrosie, zijn austenitische stalen de meest gebruikte graad van roestvrij staal.

Karakteristieken

Ferritische stalen hebben een kerncentrale kubieke (BCC) korrelstructuur, maar het austenitische bereik van roestvrij staal wordt bepaald door hun gezichtgesentreerde kubieke (FCC) kristalstructuur, die één atoom heeft in elke hoek van de kubus en een in het midden van elk gezicht.

Deze korrelstructuur vormt wanneer een voldoende hoeveelheid nikkel wordt toegevoegd aan de legering van 8 tot 10 procent in een standaard 18 procent chroomlegering.

Naast magnetisch zijn austenitische roestvrije stalen niet hittebehandelbaar. Ze kunnen wel koud worden gewerkt om de hardheid, de sterkte en de weerstand tegen stress te verbeteren. Een oplossing die verwarmd wordt tot 1045 ° C, gevolgd door blussen of snelle koeling, zal de oorspronkelijke toestand van de legering herstellen, inclusief het verwijderen van legeringsegregatie en het herstellen van de buigbaarheid na koud werk.

Nikkel-gebaseerde austenitische stalen zijn ingedeeld als 300-serie. De meest voorkomende hiervan is klasse 304, die typisch 18 procent chroom en 8 procent nikkel bevat.

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

Hoewel nikkel het legeringselement is dat het meest gebruikt wordt om austenitische staal te produceren, biedt stikstof nog een mogelijkheid. Roestvrije stalen met een laag nikkel- en stikstofgehalte worden ingedeeld als 200-serie. Omdat het gas is, kunnen echter slechts beperkte hoeveelheden stikstof worden toegevoegd voordat er schadelijke effecten ontstaan, waaronder de vorming van nitriden en gasporositeit die de legering verzwakken.

De toevoeging van mangaan, ook een austenietvoormalige, gecombineerd met de opname van stikstof zorgt voor grotere hoeveelheden van het te toevoegen gas. Als gevolg hiervan worden deze twee elementen, samen met koper, die ook austenietvormende eigenschappen bezit, vaak gebruikt om nikkel in 200 roestvrij staal te vervangen.

De 200-serie, ook wel roestvrij staal (CrMn) genoemd, werd in de jaren 1940 en 1950 ontwikkeld toen nikkel te kort was en de prijzen hoog waren. Het wordt nu beschouwd als een kosteneffectieve vervanging voor 300 serie roestvrij staal die een extra voordeel kan bieden aan verbeterde opbrengst sterkte.

Rechte kwaliteiten austenitische roestvrijstalen hebben een maximum koolstofgehalte van 0. 08 procent. Lage koolstofkwaliteiten of "L" -kwaliteiten bevatten een maximum koolstofgehalte van 0.03 procent om carbide neerslag te vermijden.

Austenitische stalen zijn niet magnetisch in de gegloeide toestand, hoewel ze lichtjes magnetisch kunnen worden bij koud werk. Ze hebben goede vormbaarheid en lasbaarheid, evenals uitstekende hardheid, met name bij lage of cryogene temperaturen. Austenitische kwaliteiten hebben ook een lage opbrengstspanning en een relatief hoge treksterkte.

Terwijl austenitische stalen duurder zijn dan ferritische roestvrije stalen, zijn ze over het algemeen duurzamer en corrosiebestendig.

Toepassingen

Austenitische roestvrijstalen worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder

• Automotive trim
• Kookgerei
• Voedsel- en drankapparatuur
• Industriële apparatuur

Toepassingen per graad

304 en 304L (standaardkwaliteit):

• Tanks
• Opslagschepen en pijpen voor corrosieve vloeistoffen
• Mijnbouw, chemische, cryogene, voedings- en drank- en farmaceutische apparatuur
• Bestek
• Architectuur
• Sink

309 en 310 (hoge chroom- en nikkelkwaliteiten):

• Oven-, ovens- en katalysatorcomponenten

318 en 316L (hoge molyhaltegraden):

• Chemische opslagtanks, drukvaten en leidingen

321 en 316Ti ("gestabiliseerde" cijfers):

• Naverbranders
• Superverhitters
• Compensatoren
• Expansiebelgers

200 Series (low nickel grades):

• Vaatwassers en wasmachines < Bestek en kookgerei
• In-house watertanks
• Binnen- en niet-bouwkundige architectuur
• Voedsel- en drankapparatuur
• Auto-onderdelen