Sammensætning |
Krom Stål |
---|---|
Dato for opdagelse | 1872 |
Hårdhed | 250 ( Brinell hårdhed ) |
---|
Den rustfrit stål , der almindeligvis betegnes som rustfrit stål eller rustfrit stål er et stål ( legering baseret på jern og carbon , men har i dette tilfælde mindre end 1,2% carbon) med mere end 10,5% af chrom , hvor ejendommen er, at det er ikke meget følsom over for korrosion og nedbrydes ikke til rust .
Tilstedeværelsen af chrom i opløsning over 10,5% i matrixen af et stål forårsager dannelsen af et beskyttende lag af chromoxid, som giver det dets rustfri stål. Andre elementer kan tilføjes, især nikkel, der forbedrer de mekaniske egenskaber generelt og duktilitet i særdeleshed, ellers molybdæn eller titan, hvilket forbedrer legeringens stabilitet til andre temperaturer end omgivende, eller endda elementer med et højt smeltepunkt, såsom vanadium og wolfram generelt ledsaget af en forøgelse af chromindholdet for at opnå modstandsdygtighed over for høje temperaturer i kontakt med en flamme (ildfast stål).
Rustfrit stål er blevet vigtigt inden for mange områder: køkkenredskaber (på trods af dets varmeledningsevne ti gange lavere end aluminium ), hverdagsgenstande, medicin, kirurgi, byggeri og offentlige arbejder, skibsbygning, bilindustri, luftfart, værktøj, mekanisk industri, jordbrug, kemikalier, transport mv. Det er fuldt genanvendeligt.
Metros korrosionsfænomener er elektrokemiske: metallet genvinder sin termodynamisk stabile tilstand, den oxiderede tilstand , i nærvær af et oxiderende medium (vand, atmosfære, naturligt eller industrielt miljø). Metallet reagerer med miljøet, denne reaktion finder sted ved udveksling af elektroner.
Jern, den største bestanddel af stål, oxiderer let; produktet af korrosion, rust , smuldrer eller opløses i vand, og de sunde dele af delen kommer gradvist i kontakt med det oxiderende medium. Når det er varmt, kan diffusionen af oxiderende atomer gennem metalets tykkelse yderligere forværre og fremskynde problemet.
En af måderne til at undgå korrosion er at anbringe en stor mængde chrom (Cr) i stålet (mere end 10,5 masseprocent). Krom reagerer med ilt i luften og danner et lag af chromoxid Cr 2 O 3 :
4 Cr + 3 O 2→ 2 Cr 2 O 3Dette lag, som er kompakt, klæbende og derfor beskyttende, kaldes et " passivt lag ": det danner en barriere, der adskiller stålet fra dets omgivelser. Normalt er det usynligt, fordi det er meget tyndt. I modsætning til navnet er stål således ikke rustfrit: det oxiderer hurtigt, men danner et beskyttende oxid i modsætning til rust.
Sammenlignet med en referencebrinteelektrode er potentialet for rustfrit stål mellem molybdæn og kviksølv , ikke langt fra sølv og platin .
Tilføjelsen af forskellige legeringselementer gør det muligt at tilpasse sig det specifikke miljø, hvor stålet skal anvendes, og at ændre dets mekaniske egenskaber:
Der er faktisk mange kvaliteter af rustfrit stål, og valget er undertiden vanskeligt, fordi de ikke alle opfører sig ens i et givet miljø. De er ofte udpeget af masseprocentdelene af nikkel og krom. Således indeholder et 18/10 rustfrit stål, såsom dem, der anvendes i bestik, til bestik og til madlavning generelt, 18 masseprocent chrom og 10 masseprocent nikkel. Denne betegnelse er faktisk meget utilstrækkelig, fordi den på ingen måde foregriber den metallurgiske struktur.
Rustfrit stål kan korrodere, hvis man ikke bruger den korrekte kvalitet til delens miljø (kemisk sammensætning af miljøet, temperatur), eller hvis det passive lag ikke dannes, inden det tages i brug.
Det kan vi godt sige :
De første korrosionsbestandige legeringer af jern og stål blev sænket i oldtiden: den Iron Pillar af Delhi , rejst ved kendelse af Kumaragupta I st til V th århundrede stadig eksisterer i dag i perfekt stand. Der skal dog skelnes i ordforrådet: disse legeringer skylder deres modstand mod deres høje indhold af fosfor og ikke af krom. De var derfor ikke rustfrit stål i den nuværende betydning af udtrykket. I disse legeringer og under gunstige klimatiske forhold dannes et lag af passivering af jernoxid og fosfater på overfladen, som beskytter resten af metallet meget bedre end et rustlag.
De første resistente krombaserede stål blev udviklet af den franske metallurg Pierre Berthier , der bemærkede deres modstandsdygtighed over for visse syrer og forestillede sig deres anvendelse i bestik. Men på det tidspunkt brugte vi ikke de lave kulstof- og høje chromniveauer, der almindeligvis blev brugt i moderne rustfrit stål, og de legeringer, der blev opnået da, for kulstofrige, var for skrøbelige til at være af reel interesse.
I 1878 begyndte Jacob Holtzer- virksomheder i Unieux (Loire) industriel produktion af forkromet digelstål . Imidlertid søges der kun bedre mekaniske egenskaber, korrosion af ringe interesse for metallurger . Således, i 1890, om dette emne, er Henry Marion Howe tilfreds med at rapportere, at "krom er ry for at fremskynde rustning af jern" !
I 1890'erne udviklede og patenterede den tyske Hans Goldschmidt en proces kaldet termit, der gjorde det muligt at opnå jern uden kulstof. Mellem 1904 og 1911 udviklede forskellige forskere, især franskmanden Léon Guillet , forskellige legeringer, som vi i dag kunne betragte som rustfri. I 1911 demonstrerede den tyske Philip Monnartz indflydelsen af chromindholdet i legeringer og deres modstandsdygtighed over for korrosion.
Endelig, i 1913 , udviklede englænderen Harry Brearley laboratorierne Brown-Firth ( Sheffield , England), der arbejdede med erosion i skydevåben, et stål, han kaldte rustfri ("rust"): han bemærkede, at prøver, der var poleret til laboratorieundersøgelser, ikke undergik oxidation. Dette stål omdøbes derefter rustfrit ("pletfrit" eller "rent"), det vil officielt være det første stål, der bærer navnet "rustfrit"; Brearley gik i historien som deres opfinder. Det var derefter et martensitisk rustfrit stål (0,24% kulstof og 12,8% krom). Imidlertid var andre sammenlignelige stål blevet udviklet i Tyskland af Eduard Maurer (de) og Benno Strauss (de), der udviklede austenitisk rustfrit stål (21% krom og 7% nikkel) til Krupp AG . I USA har Christian Dantsizen og Frederick Becket allerede startet den industrielle fremstilling af ferritisk rustfrit stål. I 1908 havde Krupp allerede bygget skibe med skrog af krom-nikkel rustfrit stål.
I 1924 , William Herbert Hatfield (i) , der efterfulgte Harry Brearley i spidsen for Brown-Firth laboratorier, produceret ”18/8” stål (18% af massen af krom og 8% nikkel), som sandsynligvis er repræsentativ for den mest anvendte rustfrit stål af jern-nikkel-krom.
I 1925 blev Ugine-Perrin-processen udviklet i Savoyard-fabrikkerne i Company of Electrochemistry, Electrometallurgy and Electric Steelworks of Ugine , fremtidige Ugitech , en metode, der gør det muligt at opnå både rent rustfrit stål, pålideligt og billigt, ved at røre stål med tidligere smeltede slagger for at opnå fuldstændig oprensning af stålene.
For at blive klassificeret i rustfri kategori skal et stål indeholde mindst 10,5% chrom (Standard EN 10020).
Hovedfamilier af rustfrit stål:
Den mest almindelige (kemiske analyser: i vægtprocent):
De fleste af de anvendte rustfrie stål overholder standarder:
Med hensyn til ækvivalenstabellen nedenfor skal det bemærkes, at den amerikanske kvalitet 316 tillader et molybdænindhold på maksimalt 3%, hvilket kan udgøre et overensstemmelsesproblem, når specifikationen anbefaler en europæisk standard, der begrænser molybdænindholdet til 2,5%.
EN 10027 (europæisk) |
Afnor NF A 35573 (Frankrig) |
AISI (USA) |
Sammensætning | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
% VS. | % Cr | % Ni | % Mo | % Ja | % Mn | % P | % S | Andet | |||
X10CrNi18-08 1.4310 | Z10CN18-09 | 302 | 0,12 | 16 til 18 | 6 til 8 | - | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | - |
X8CrNiS18-09 1.4305 | Z10CNF18-09 | 303 | ≤ 0,12 | 17 til 19 | 8 til 10 | 0,6 | 1 | 2 | 0,06 | ≥ 0,15 | - |
X5CrNi18-10 1.4301 | Z7CN18-09 | 304 | 0,05 | 17 til 19 | 8 til 10 | - | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | - |
X2CrNi18-09 1.4307 | Z3CN18-10 | 304 L. | 0,02 | 17 til 19 | 9 til 11 | - | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | - |
X5CrNi19-11 1.4303 | Z8CN18-12 | 305 | 0,05 | 17 til 19 | 11 til 13 | - | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | - |
X7CrNi23-14 | Z12CNS25-13 | 309 | 0,07 | 22 til 25 | 11 til 14 | - | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | - |
X12CrNiSi25-20 | Z12CNS25-20 | 310 | 0,12 | 23 til 26 | 18 til 21 | - | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | - |
X5CrNiMo18-10 1.4401 | Z6CND17-11 | 316 | 0,05 | 16 til 18 | 10 til 12,5 | 2 til 2,5 | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | - |
X2CrNiMo17-12-02 1.4404 | Z2CND17-12 | 316 L. | 0,02 | 16 til 18 | 10,5 til 13 | 2 til 2,5 | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | - |
X10CrNiMoTi18-10 1.4571 | Z6CNDT17-12 | 316 Ti | 0,1 | 16 til 18 | 10,5 til 13 | 2 til 2,5 | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | Ti. 5 C; Ti. 0,6 |
X10CrNiTi18-09 1.4541 | Z6CNT18-10 | 321 | 0,10 | 17 til 19 | 10 til 12 | - | 1 | 2 | 0,04 | 0,03 | Ti. 5 C; Ti. 0,6 |
X7Cr13 1.4003 | Z6C13 | 403 | 0,07 | 11,5 / 13,5 | - | - | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | - |
X10Cr13 1.4006 | Z12C13 | 410 | 0,08 / 0,15 | 11,5 / 13,5 | - | - | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | - |
X12CrS13 | Z12CF13 | 416 | 0,08 / 0,15 | 12 til 14 | 0,5 | 0,15 / 0,6 | 1 | 1.5 | 0,06 | ≥ 0,15 | - |
X20Cr13 1.4021 | Z20C13 | 420 | 0,16-0,25 | 12 | - | - | ≤ 1 | ≤ 1,5 | ≤ 0,04 | ≤ 0,015 | - |
X30Cr13 1.4028 | Z30C13 | 420 B. | 0,3 | 12 til 14 | - | - | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | - |
X6Cr17 1.4016 | Z8C17 | 430 | 0,08 | 16/18 | 0,5 | - | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | - |
X12CrMoS17 | Z10CF17 | 430 F | 0,12 | 16/18 | 0,5 | 0,2 / 0,6 | 1 | 1.5 | 0,06 | ≥ 0,15 | - |
X22CrNi17 1.4057 | Z15CN16-02 | 431 | 0,1 / 0,2 | 15/17 | 1,5 / 3 | - | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | - |
X105CrMo17 1.4125 | Z100CD17 | 440 ° C | 1 | 17 | - | - | - | 1 | - | - | - |
De vigtigste former for produkter er:
Som alle metaller kan disse stål gennemgå ensartet kemisk korrosion, som regelmæssigt angriber overflader; vi kan derefter måle den tabte masse pr. arealenhed og pr. tidsenhed.
Andre former for korrosion karakteriserer austenitiske rustfrit stål og kan være meget besværlige i brug:
Rustfrit stål er stål, hvortil der er tilsat krom. I overensstemmelse med den europæiske standard EN 10088-1 klassificeres et stål som rustfrit stål, hvis det indeholder mindst 10,5 masseprocent chrom og mindre end 1,2% kulstof.
KulstofKulstofindholdet er begrænset til maksimalt 1,2 masseprocent for at undgå dannelse af carbider (især chromcarbider, som er meget stabile kemiske forbindelser), der er skadelige for materialet. For eksempel Cr 23 C 6 hårdmetal , som kan vises i austenit 18-9 har en negativ virkning på intergranulær korrosion (meget signifikant udtynding af chrom omkring karbider dannes medføre tab af karakteren af indfangning rustfrit stål).
Andre elementerDen jern ren har tre allotropes som en funktion af temperatur:
Krom er et såkaldt alfagent element. Det favoriserer stærkt den ferritiske form. På Fe-Cr fasediagrammet er det austenitiske domæne ret lille og repræsenteret af et begrænset domæne kaldet gammasløjfe .
For indhold, der er større end 11,5% krom, forbliver legeringen ferritisk over hele temperaturområdet. Der er forsvinden af den allotrope α-γ-transformation. Mellem 10,5 og 11,5% krom er legeringen tofaset ferrit + austenit i visse temperaturområder. Det gennemgår en ferrit / austenit-transformation for indhold på mindre end 10,5%.
Det bemærkes, at krom op til 8% sænker temperaturen A3 og opfører sig som et gammagent element. Denne adfærd vendes for indhold, der er større end 8%, det punkt, hvorfra denne temperatur stiger.
Beyond 12,7% chrom, under langsom afkøling, kan der være fasedannende intermetalliske sigma (σ) ved temperaturer mellem 820 ° C og 475 ° C . Det udfældes ved korngrænsen eller i den ferritiske matrix, der forårsager skørhed. Hyperquenching består af hurtig afkøling (vanddæmpning) af stålet under 475 ° C for at blokere dannelsen af σ-fasen.
Nikkel er i modsætning til krom et såkaldt gammagent element. Det åbner det austenitiske domæne.
Konkret øger tilsætningen af nikkel størrelsen på gammasløjfen .
Andre elementer har en alfagen- eller gammagen-rolle. En særlig rolle spilles af kulstof og kvælstof .
Kulstof har en gammagenisk rolle og "konkurrerer" derfor med krom. Faktisk mere end kulstof alene er det kulstof-kvælstofparet, der skal tages i betragtning. Disse to elementer er indsætningslegeringselementer i modsætning til de andre elementer, der er substitutionselementer
Alfa-generne er krom, molybdæn , silicium , titanium , niob , vanadium , wolfram , aluminium og tantal .
De gammagene elementer er nikkel, kulstof, nitrogen, cobalt og mangan. Mangan kan have en mere kompleks rolle.
Flere omtrentlige modeller er blevet udviklet til at forudsige legeringens opførsel som en funktion af legeringens samlede sammensætning. Indholdet tildeles koefficienter, der er fastlagt af erfaring for at tage højde for vægten af hvert af elementerne.
For valsede produkter er der modellen af Pryce og Andrew, der giver følgende ligninger:
Bemærk den betydelige vægt af kulstof og nitrogen.
Der er også Schaeffler-modellen og Delong-modellen til rustfrit stål i asvejset tilstand:
I Delongs model adskiller kun den tilsvarende nikkelformel sig fra Schaefflers model, når kvælstof tages i betragtning:
De chromstål er ferritisk og magnetisk i udglødet tilstand. Nogle opfører sig som specielle selvhærdende stål, andre hærder kun delvist eller slet ikke. Den stål krom-nikkel er generelt austenitisk, de leveres til den udglødet tilstand. Efter bestemte arbejdsfaser, i visse tilfælde efter svejsning, sker det, at disse stål igen gennemgår en hyperhærdningsbehandling (genopvarmning til ca. 1.100 ° C ) for at bringe tilbage i opløsning intermetalliske og / eller kemiske forbindelser, der kunne have dannet sig. Hyperquenching altid efterfulgt af hurtig afkøling til passere meget hurtigt temperaturzonerne hvor præcipitater kunne danne, såsom kromkarbid (Cr 23 C 6 ), eller uønskede intermetalliske faser. Denne hyperdæmpning giver stålet de egenskaber, den havde under forberedelsen.
Følgende fire familier af rustfrit stål skelnes:
Martensitisk stålDe bruges, når de mekaniske modstandskarakteristika er vigtige. Det mest almindelige assay 13% chrom med mindst 0,08% carbon. Andre kvaliteter er mere fyldt med tilsætningselementer, muligvis med en lav procentdel af nikkel.
Eksempler: X20Cr13, X46Cr13, X29CrS13, N690Co (X105CrCoMo18-2).
Ferritiske stålDe tager ikke temperamentet. I denne kategori finder vi ildfaste stål med et højt chromindhold (op til 27%), som er særligt nyttige i nærvær af svovl. Ferritiske stål bruges undertiden som en korrosionsbestandig barriere (beklædte plader, belagte plader, beskyttet [kaldet "beklædt", beklædning , "beklædning", "belægning"]) på væggene i ståltrykudstyr, der anvendes i petrokemisk og kemisk industri. Disse stål bruges ofte i stedet for austenitiske stål til fremstilling af køkkenredskaber. Visse ferritiske stål, der inkorporerer titanium i deres sammensætning, udvikler modstandsdygtighed over for korrosion svarende til austenitiske stål.
Eksempler: X6Cr17, X6CrMo17-1, X3CrTi17.
Austenitiske stålDe er langt de mest talrige på grund af deres meget høje kemiske resistens og deres duktilitet sammenlignet med kobber. Indholdet af tilsætningselementer er ca. 18% chrom og 10% nikkel. Kulstofindholdet er meget lavt, og deres stabilitet kan forbedres af grundstoffer som titanium eller niob . På grund af deres fremragende duktilitet har disse stål også en række anvendelsesområder ved lave temperaturer (ned til minus 200 ° C ) og konkurrerer med lette legeringer og stål med 9% nikkel til produktion af udstyr beregnet til kryogenik.
Eksempler: X2CrNi18-9, X2CrNiMo17-12-2.
Austeno-ferritiske stålDeres størkning finder først sted i en ferritisk struktur (delta ferrit) efterfulgt af en delvis transformation i fast fase i austenitisk struktur, nogle foretrækker derfor udtrykket ferrito-austenitisk (især i svejseverdenen). De har bemærkelsesværdige egenskaber, der er modstandsdygtige over for intergranulær korrosion såvel som mod korrosion i havvand, og er under trækprøvningen til stede et elasto-plastleje. De har en mekanisk adfærd svarende til strukturelle stål. Den enkle kendsgerning ved korrekt betegnelse af disse stål gør det muligt med det samme at forstå, at en langsom afkøling fra flydende tilstand, f.eks. Under svejsning, vil tillade et maksimum af ferritisk fase at transformere til austenitisk fase og omvendt, hurtig afkøling. en gel af ferrit, der efterlader ringe mulighed for austenitisk transformation og derfor en øget følsomhed over for revner.
Eksempel: X2CrNiN23-4.
Kendskab til ståltyperne er afgørende for systemer, der består af elementer samlet mekanisk eller ved svejsning, tilstedeværelsen af to for forskellige rustfrie stål i en elektrolyt kan faktisk forårsage meget destruktive elektrokemiske korrosionsfænomener.
Betegnelse | Densitet ( kg / dm 3 ) | Elasticitetsmodul ( GPa ) | Gennemsnitlig ekspansionskoefficient (10 −6 K −1 ) | Varmeledningsevne ( W / m K ) | Massevarmekapacitet ( J / kg K ) | Modstand ( Ω mm 2 / m ) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
DA [ n o ] | AISI / ASTM | ved 20 ° C | ved 20 ° C | 20-200 ° C | 20–400 ° C | ved 20 ° C | ved 20 ° C | ved 20 ° C |
Austenitisk rustfrit stål | ||||||||
1.4301 | 304 | 7.9 | 200 | 16.5 | 17.5 | 15 | 500 | 0,73 |
1.4401 | 316 | 8.0 | 200 | 16.5 | 17.5 | 15 | 500 | 0,75 |
Austeno-ferritisk rustfrit stål (duplex) | ||||||||
1.4462 | 2205 | 7.8 | 200 | 13.5 | 14,0 (g) | 15 | 500 | 0,80 |
1.4362 | 2304 | 7.8 | 200 | 13.5 | 14,0 (n) | 15 | 500 | 0,80 |
1.4501 | 7.8 | 200 | 13.5 | (nr) | 15 | 500 | 0,80 | |
Ferritisk rustfrit stål | ||||||||
1.4512 | 409 | 7.7 | 220 | 11.0 | 12.0 | 25 | 460 | 0,60 |
1.4016 | 430 | 7.7 | 220 | 10,0 | 10.5 | 25 | 460 | 0,60 |
Martensitisk rustfrit stål | ||||||||
1.4021 | 420 | 7.7 | 215 | 11.0 | 12.0 | 30 | 460 | 0,60 |
1,4418 | 7.7 | 200 | 10.8 | 11.6 | 15 | 430 | 0,80 | |
Nedbørshærdning rustfrit stål | ||||||||
1.4542 | 630 | 7.8 | 200 | 10.8 | 11.6 | 16 | 500 | 0,71 |
Verdensproduktionstal for rustfrit stål offentliggøres årligt af ISSF. De dækker alle flade og lange produkter.
År | Den Europæiske Union |
Amerika | Kina | Asien undtagen Kina |
Andet | Hele verden |
---|---|---|---|---|---|---|
2019 | 6805 | 2593 | 29400 | 7894 | 5525 | 52218 |
2018 | 7386 | 2808 | 26706 | 8195 | 5635 | 50729 |
2017 | 7377 | 2754 | 25774 | 8030 | 4146 | 48081 |
2016 | 7280 | 2931 | 24938 | 9956 | 672 | 45778 |
2015 | 7169 | 2747 | 21562 | 9462 | 609 | 41548 |
2014 | 7252 | 2813 | 21692 | 9333 | 595 | 41686 |
2013 | 7147 | 2454 | 18984 | 9276 | 644 |
* Bruttotonn = ton, der forlader stålværket (inden valsning og efterfølgende forarbejdning).
Kina har produceret mere end halvdelen af verdens rustfrie stål siden 2017.
Fordelingen af produktionen efter familie er som følger (2017-tal):
# tallene 300, 200 og 400 er numrene på ASTM / AISI-nummereringen af rustfri stålkvaliteter.
Denne fordeling ændrer sig lidt fra det ene år til det næste.
De faktorer, der er gunstige for kampen mod korrosion, gælder også for rustfrit stål:
Sammenlignet med andre metalliske materialer har rustfrit stål visse specielle egenskaber, der skal tages i betragtning ved formning:
De massive dele skal langsomt opvarmet til ca. 800 ° C inden den bringes hurtigere til arbejdstemperatur, som er omkring 1000 ° C . Det er frem for alt nødvendigt at undgå afkolning af martensitisk stål, den langvarige vedligeholdelse ved høj temperatur af ferritiske stål og austenitiske stål, hvis korn vokser let og viser sig vanskeligt eller undertiden endog umuligt at regenerere. Hurtig køling med vand efter arbejde anbefales ofte.
Det er oftest i form af plader eller rør, at man bruger rustfrit stål, og i dette tilfælde er man ofte forpligtet til at øve en blød udglødning efter operationer såsom stempling for at undgå vedligeholdelse. For høje restspændinger.
Affedtning inden behandling skal være særlig forsigtig, oxiderende atmosfærer er de mest egnede, og brændstofatmosfærer skal være forbudt.
Martensitiske stål finder deres vigtigste anvendelse i mekanisk konstruktion i form af massive dele. For at opnå den ønskede modstand er de normalt gennemblødt og indkomst . Blødgøring er normalt påkrævet efter hærdning efter arbejde som følge af koldbearbejdning. Da hærdningen sænker korrosionsbestandigheden , er det bedre at bruge en klasse, der er mindre kulstofrig, hvilket reducerer hærdningsintensiteten og gør det muligt at undgå hærdning ved for høj temperatur.
Ferritiske stål hærder ikke, men de skal ofte udglødes, f.eks. Mellem to stempelpasninger og i meget specifikke tilfælde og efter konsultation med stålproducenten efter svejsning . At opretholde for længe ved høj temperatur forårsager en vis skørhed på grund af grovheden af kornet .
Austenitisk og austenitisk- ferritisk stål blødgøres ved høj temperaturbehandling fra 900 ° C til 1150 ° C efterfulgt af afkøling så hurtigt som muligt. Korrosionsbestandighed, især mod dens intergranulære form, kræver brug af en hærdningsbehandling så meget som muligt.
Afslapning af indre spænding kan gøres ved relativt lav temperatur, ca. 400 ° C eller 450 ° C .
Aldershærdende rustfrit stål kræver specielle behandlinger afhængigt af kvaliteten.
Alle de sædvanlige koldbearbejdningsteknikker kan anvendes på rustfrit stål og derfor til dele, der er fremstillet af plader eller ledninger, der findes i utallige genstande til daglig brug.
Rustfrit stål er relativt hårdt, og denne hårdhed øges ved hærdning, når de deformeres. Dette fænomen er især markeret for austenitiske stål. Ferritiske stål hærder mindre, og forlængelsen, der kan pålægges dem, er lavere.
"Springback" efter formning er meget større end for "almindeligt" mildt stål.
Den smøring mellem de dannende gældende dele og værktøjer er kritisk og udgør ingen særlige problemer for de fleste operationer. For dekorative stykker skal du dog være forsigtig med dannelsen af overfladiske defekter som følge af utilsigtet beslaglæggelse. Brug af værktøj i hærdet stål, i gråt støbejern med lamellær grafit (GJL-type "meehanit") eller i kobberaluminium samt beskyttelse med aftrækkelige lakker eller plastplader er ofte en god løsning.
Arbejdshærdning nedsætter korrosionsbestandigheden og skaber undertiden resterende magnetisme som et resultat af dannelsen af martensit (kendt som "arbejdshærdende martensit") i den austenitiske familie. Annealing genopretter strukturer.
De sammenklappelige pressen eller søm præsenterer ingen særlige vanskeligheder.
Den stempling kræver dobbelt maskine mere magtfulde end dem, der anvendes til blødt stål. Det pres, der udøves af nedturen, skal være tilstrækkeligt til at undgå rynker, men ikke for meget for at undgå at rive. Matricer og udstansninger af støbt jern af nikkel-kromlegering giver de bedste resultater, tynde plader kan formes til kobber-zink-legeringsformer. Fileterne skal have en radius, der hverken er for lille eller for stor, for at undgå både overdreven belastningshærdning og rynker, generelt mellem 5 og 10 gange tykkelsen af emnerne. Smøring udføres med alle konventionelle smøremidler, sæbevæsker , opløselige eller uopløselige olier med i vanskelige tilfælde tilsætning af faste smøremidler eller kemisk aktive materialer: bly , talkum , grafit , molybdæn disulfid , svovlholdige eller sulfochlorerede olier, fosforadditiver, etc. Annealing udføres fortrinsvis i en oxiderende atmosfære og så meget som muligt umiddelbart efter stempling.
Den spinding anledning til særlige problemer, de forholdsregler er de samme som for stempling, de bedste værktøjer er hærdet stål .
De eksisterende svejseprocesser forbliver generelt gyldige; lydsvejsninger uden porøsitet med god mekanisk modstand er naturligt efterspurgte, men her skal de også bevare de kvaliteter af modstandsdygtighed over for korrosion, der er de grundlæggende materialer.
Inden du fortsætter med svejsning af rustfrit stål, er det ekstremt vigtigt at rengøre kanterne, der skal svejses korrekt, inklusive omgivelserne (på et område, der kan nå en temperatur over 400 ° C ) af alle spor af fedt, kulaflejringer (sporing med en blyant) eller andre urenheder for at undgå dannelse af carbider af Cr 23 C6- typen , hvilket ville forårsage en stærk udtømning af chrom (i størrelsesordenen 95%) og derfor tabet af oxiderbarhed af disse fattige områder. En meget god rengøringsmetode er at bruge en stråle med overophedet damp. De samme forholdsregler skal tages under termisk skæring (plasma, LASER) og termisk behandling.
I princippet bearbejdes rustfrit stål i såkaldte ”hvide” værksteder, det vil sige med øget renhed og fraværet af materiale, der kan forurene rustfrit stål. I tilfælde, hvor renheden skal forbedres (luftfart, rum, mad, kemikalier, apotek osv.), Er adgangen til værkstedet via en luftsluse, og atmosfæren er overtryk.
Egenskaben ved oxidlaget bør ikke få os til at glemme, at krom kan oxideres og derfor af behovet for at beskytte det smeltede bad mod iltets virkning af en inert atmosfære, som afhængigt af tilfældet kan være af argon eller helium eller nitrogen eller endda vakuum i slaggefri svejseprocesser som TIG, MIG, A-TIG, plasma, laser, elektronstråle ...
Vi har altid en interesse i at favorisere metoder, der begrænser metalets smeltning i tid og volumen: modstandssvejsning (plet, søm, flashsvejsning ) giver fremragende resultater, og vi må ikke glemme hårdlodning , hvilket ikke forårsager nogen smeltning af uædle metaller. Vakuumdiffusionslodning giver fremragende resultater til samling af relativt små bearbejdede dele med komplekse profiler (ur, mikromotorer, proteser, instrumentering osv.). Sølvsoldere giver meget stærke samlinger, men lodning med kobber, tin og følgelig lodning med messing er strengt forbudt, fordi de forårsager granulær decohesion og ødelægger samlingen.
Den bedste måde at svejse rustfrit stål på, når det er muligt, er svejsning med austenitisk fyldstof. Alle traditionelle processer kan bruges bortset fra fakkelen: belagt elektrodesvejsning, nedsænket lysbuesvejsning, processer med inert atmosfære såsom TIG og MIG, plasmasvejsning. Strømningen af argon eller helium omkring den elektriske lysbue forhindrer oxidation af svejsepuljen såvel som under overførslen af fyldstofmetallet. Fakkelen bør ikke bruges, fordi kulstoffet i flammen trænger ind i det smeltede metal og gør det sprødt. Fakkelen kan kun bruges til lodning, så uden at smelte rustfrit stål.
Nitter og boltningNitter giver tætte samlinger på grund af deres høje ekspansionskoefficient. Under 5 mm kan du nitte koldt. Tætningen er generelt dårligere end for almindeligt stål på grund af mangel på rust.
Det tilrådes naturligvis ikke at "gifte" sig metallerne på forskellig måde for at undgå den elektrokemiske korrosion, som dette uundgåeligt ville medføre. Derfor kræves der naturligvis skruer og bolte i rustfrit stål.
Fra et bearbejdningssynspunkt kan rustfrit stål klassificeres i to kategorier:
Skærevinklerne skal være så store som muligt for at fremhæve kanternes soliditet og lette evakueringen af varme. De meget positive skærevinkler forhindrer fænomenet klæbning og opbygget kant.
Skærevæsker spiller en særlig vigtig rolle i tilfælde af austenitiske stål. En meget stærk smøreevne (kapacitet af et smøremiddel til at fastgøre sig fast på væggene som følge af forskellige adsorptionsfænomener ) er nødvendig: vi bruger derfor svovl- eller sulfochlorerede mineralolier, eventuelt tilsat fede stoffer som ricinusolie eller ricinusolie rapsfrø.
Ferritisk og martensitisk stål bearbejdes som almindeligt stål, men ikke austenitics. Disse har en stærk tendens til at gribe, og det er nødvendigt at tage sig af den gode laterale frigørelse af savene og stanserne; maskinernes effekt skal være betydeligt højere. I alle tilfælde skal der udvises forsigtighed med at fjerne de beskadigede dele, især i tilfælde af plasmaskæring.
Den primære rustfrie ståls natur af det rustfrie stål skyldes i det væsentlige den beskyttelse, der tilbydes af chromoxidlaget, og det er undertiden afgørende at rekonstituere det ved hjælp af en passende overfladebehandling.
Bejdsning og passiveringDet er frem for alt nødvendigt at fjerne al skala, de mere eller mindre sammenhængende jernpartikler efter passage gennem fremstillingsværktøjerne eller børstning med en stålbørste, de slibende værktøjsrester (især hvis de tidligere er blevet brugt til at bearbejde almindeligt stål). Kemisk stripping og sandblæsning anbefales stærkt.
Man skal altid sørge for, at de dele, der tages i brug, passiveres passende , hvilket kan gøres, hvis de efterlades i luften længe nok, eller hvis de er kemisk oxideret for at spare tid.
Slibning og poleringFor at undgå forurening af overflader bør slibe- og poleringsværktøjer så meget som muligt reserveres til arbejde med rustfrit stål. De fedtede film, der ofte dannes under disse operationer, skal fjernes omhyggeligt, fordi de isolerer metallet og forhindrer dets passivering.
Polering er kun angivet i tilfælde, hvor det virkelig kan forbedre overfladefinishen, det kan ofte gøres uden koldvalsede plader.
Den vibrerende efterbehandling er en effektiv og meget reproducerbar metode til forbedring af overfladebehandling af rustfrit stål. Det anvendte udstyr er vibratorer eller satellitcentrifuger ; det er derefter nødvendigt at identificere de slibende medier, der er tilpasset morfologien for de dele, der skal behandles.
Så meget som muligt skal kvaliteten af svejsningerne tages hånd om, så de ikke behøver at blive færdig med slibning, fordi denne operation reducerer deres modstand.
Elektrolytisk polering medfører generelt mindre materialetab end mekanisk polering. Det skal dog udføres i henhold til meget strenge regler for at give gode resultater.
InterviewI mange tilfælde er det tilstrækkeligt at rengøre med sæbe. Der er egnede rengøringsmidler, men i sidste ende slår intet salpetersyre, som fjerner aflejringer og efterlader en meget godt passiveret overflade.