Typer av rostfritt stål

Austenitiska rostfria stål

Austenitiska rostfria stål kännetecknas huvudsakligen av högt innehåll av krom (Cr) och nickel (Ni), lågt innehåll av kol (C) samt ofta tillsats av molybden (Mo). Denna grupp av stål är den överlägset största och mest betydelsefulla och både vanligt 18/8 och det ”syrabeständiga” hör hit. De är normalt icke-magnetiska men blir svagt magnetiskt vid kalldragning.

Ur ett mekaniskt perspektiv har austenitiska stål lång brottförlängning och är alltså relativt sträckbara. Austenitiska stål är relativt mjuka och särskilt lämpligt för formgjutning, till exempel vid i djuppressning av diskbänkar. Jämfört med övriga typer kan austeniter nästan betecknas som ”tuggummistål” och det är just den stora formbarheten, svetsbarheten och korrosionsbeständigheten som gör austeniterna till den överlägset mest använda gruppen. Allt från dörrhandtag till enorma bryggeritankar kan tillverkas av austenitiskt rostfritt stål.

Till skillnad från ferritiskt stål blir austenitiskt stål inte sprött vid låga temperaturer och det har bättre egenskaper mot krympning vid höga temperaturer. Austenitiskt stål är i allmänhet korrosionsbeständigt men är sårbart för kloridinducerad spänningskorrosion. Därför kan austenitiska stål vara olämpliga för heta komponenter i vattenmiljö.

Bland rostfritt stål dominerar fortfarande 4301- och 4401-klassikerna globalt. Dessa rör är ”vanligt rostfritt”, vilket betyder 4301.

 

Ferritiska rostfria stål

Ferritiska rostfria stål innehåller typiskt 12–18 % Cr och mycket lite Ni och kol (C ≤ 0,12). Ferriterna har samma metallurgiska struktur som lågkolstål, men på grund av sitt låga kolinnehållet kan de inte härdas. De är relativt mjuka men har mindre sega än austenitiskt stål. Ferritiska stål kan kallbearbetas, dock inte i samma utsträckning som det austenitiska ”tuggummistålet”. De stabiliserade typerna är svetsbara (45XX-typerna) och samtliga är kraftigt magnetiska.

De lägst legerade typerna (till exempel 4003) har relativt låg motståndskraft mot korrosion (speciellt i syra), medan den högre legerade (till exempel 4521) är jämförbara med syrafast stål beträffande punktfrätning och delvis spaltkorrosion. Därtill är ferritiska stål överlägsna jämfört med austenitiska stål när det gäller allvarlig spänningskorrosion.

På grund av sitt låga innehållet i nickel är ferriterna relativt billiga och används i allt högre grad för tillämpningar där formbarhet och svetsbarhet hos austenitiska stål saknar relevans eller när man vill ha en vacker och magnetisk yta, till exempel för kylskåpsdörrar, skyddsplåtar eller dörrhandtag. Av samma skäl ökar den globala förbrukningen av ferritiska rostfria ståltyper betydligt.
Dessutom har ferritiska stål stora möjligheter när det gäller uppvärmda komponenter, där både vanliga och syrafasta typer av rostfritt stål riskerar att utsättas för spänningskorrosion och där det krävs värmeledningsförmåga. Här är ferritiskt stål bättre än austenitiskt. Den längsgående termiska expansionen motsvarar den för svart stål, som är ungefär två tredjedelar av den för austenitiskt stål.

Ferritiskt rostfritt stål kan med fördel användas till produktion av tunt gods, där materialkostnaden är hög och bearbetningen enkel. Denna kanna från i Syrien är tillverkad av 4016 (AISI 430), som är ett ofta använt material i cateringbranschen. Detta är för övrigt också ett fantastiskt exempel på hur ferritiskt rostfritt stål kan djupdras.

Duplex

”Duplex” är namnet på en mycket speciell grupp av rostfria stål. Den unika egenskapen hos duplexstålet är att det till skillnad från austenitiska (till exempel 4301- och 4401-klassikerna) eller ferritiskt kromstål (till exempel 4016 och 4509), inte är enfasigt. Duplexstål är tvåfasigt. Enkelt uttryckt betyder detta att drygt hälften (vanligtvis 55 %) av mikrostrukturen i stålet är ferritiskt, medan resten är austenitisk. På detta sätt kan duplexstålet kategoriseras som en ”korsning” av de två vanligaste grupperna av rostfritt stål.

Utskiljningshärdade rostfria stål (PH)

Utskiljningshärdade rostfria stål (engelska ”Precipitation Hardening”, PH) är ett tvåfasigt martensitisk-austenitiskt höghållfast stål. Det innehåller vanligtvis 15–17 % Cr, 4–8 % Ni, en låg mängd Mo och upp till 5 % koppar (Cu). Utskiljningshärdningen äger rum vid ökade temperaturer genom separering av främmande faser, som i allmänhet gör PH-legeringar starka men mindre korrosionsbeständiga. De vanligaste typerna av rostfritt stål med PH är “15-5 PH” och “17-4 PH”, som ibland används för produktion av rostfria kedjelänkar och golfklubbor. Förutom dessa exempel används utskiljningshärdade stål sällan.

Ovanstående exempel illustrerar lyckad användning av den relativt sällsynta rostfria 17-4 PH-legeringen (15-5 PH, EN 1.4542). Både slagytan och ”kroppen” hos den aktuella golfklubban tillverkas genom användning av utskiljningshärdat rostfritt stål.