Sammensetning |
Chrome Steel |
---|---|
Dato for oppdagelse | 1872 |
Hardhet | 250 ( Brinell hardhet ) |
---|
Den rustfrie stål , ofte referert til som rustfritt stål eller rustfritt stål er et stål ( legering basert på jern og karbon , men har i dette tilfelle mindre enn 1,2% karbon) med mer enn 10,5% av krom , hvor den egenskap er at den er ikke veldig følsom for korrosjon og brytes ikke ned til rust .
Tilstedeværelsen av krom i oppløsning over 10,5% i matrisen til et stål forårsaker dannelsen av et beskyttende lag av kromoksid som gir det dets rustfrie stålegenskaper. Andre elementer kan tilsettes, spesielt nikkel som forbedrer de mekaniske egenskapene generelt og duktilitet spesielt, ellers molybden eller titan som forbedrer legeringens stabilitet for andre temperaturer enn omgivelsestemperaturen, eller til og med elementer med et høyt smeltepunkt som vanadium. og wolfram generelt ledsaget av en økning i krominnholdet for å oppnå motstand mot høye temperaturer i kontakt med en flamme (ildfast stål).
Rustfritt stål har blitt viktig på mange områder: kjøkkenutstyr (til tross for dets varmeledningsevne ti ganger lavere enn aluminium ), hverdagsgjenstander, medisin, kirurgi, bygg og anlegg, skipsbygging, bilindustri, luftfart, verktøy, mekanisk industri, jordbruk, kjemikalier, transport osv. Den er fullt resirkulerbar.
Korrosjonsfenomenene til metaller er elektrokjemiske i naturen: metallet gjenvinner sin termodynamisk stabile tilstand, oksidert tilstand , i nærvær av et oksiderende medium (vann, atmosfære, naturlig eller industrielt miljø). Metallet reagerer med omgivelsene, og denne reaksjonen skjer ved utveksling av elektroner.
Jern, den største bestanddelen av stål, oksiderer lett; produktet av korrosjon, rust , smuldrer eller oppløses i vann, og de sunne delene av delen kommer gradvis i kontakt med det oksiderende mediet. Når det er varmt, kan diffusjonen av oksiderende atomer gjennom tykkelsen på metallet forverre og akselerere problemet ytterligere.
En av måtene å unngå korrosjon er å legge en stor mengde krom (Cr) i stålet (mer enn 10,5 masseprosent). Krom reagerer med oksygen i luften og danner et lag med kromoksid Cr 2 O 3 :
4 Cr + 3 O 2→ 2 Cr 2 O 3Dette laget, kompakt, vedheftende og derfor beskyttende, kalles et " passivt lag ": det danner en barriere som skiller stålet fra omgivelsene. Normalt er den usynlig fordi den er veldig tynn. Så i motsetning til navnet er stål ikke rustfritt: det oksiderer raskt, men danner et beskyttende oksid, i motsetning til rust.
Sammenlignet med en referansehydrogenelektro er potensialet for rustfritt stål mellom molybden og kvikksølv , ikke langt fra sølv og platina .
Tilsetningen av forskjellige legeringselementer gjør det mulig å tilpasse seg det spesifikke miljøet der stålet må brukes, og å endre dets mekaniske egenskaper:
Det er faktisk veldig mange kvaliteter av rustfritt stål, og valget er noen ganger vanskelig, fordi de ikke alle oppfører seg likt i et gitt miljø. De er ofte betegnet av masseprosentene av nikkel og krom. Således inneholder et 18/10 rustfritt stål, slik som det som brukes i bestikk, til bestikk og til matlaging generelt, 18 masseprogram krom og 10 masseprogram nikkel. Denne betegnelsen er faktisk veldig utilstrekkelig fordi den på ingen måte foregriper den metallurgiske strukturen.
Rustfritt stål kan korroderes hvis man ikke bruker riktig karakter for delens miljø (kjemisk sammensetning av miljøet, temperatur), eller hvis det passive laget ikke dannes før det settes i bruk.
Vi kan si det:
De første korrosjonsbestandige legeringer av jern og stål ble senket i antikken: den Iron Pillar of Delhi , reist etter ordre fra Kumaragupta jeg st til V th århundre fortsatt eksisterer i dag i perfekt stand. Imidlertid må det skilles i ordforrådet: disse legeringene skyldte deres motstand mot deres høye innhold av fosfor , og ikke av krom. De var derfor ikke rustfritt stål i dagens forstand av begrepet. I disse legeringene og under gunstige klimatiske forhold, dannes et lag av passivering av jernoksid og fosfater på overflaten som beskytter resten av metallet mye bedre enn et rustlag.
De første motstandsdyktige krombaserte stålene ble utviklet av den franske metallurgen Pierre Berthier , som la merke til deres motstand mot visse syrer og forestilte seg at de skulle brukes i bestikk. På den tiden brukte vi imidlertid ikke de lave karbonnivåene og de høye kromnivåene som ofte brukes i moderne rustfritt stål, og legeringene som ble oppnådd da, for rik på karbon, var for skjøre til å være av reell interesse.
I 1878 startet Jacob Holtzer- etablissementene i Unieux (Loire) industriell produksjon av forkromede digelstål . Imidlertid blir det bare søkt etter bedre mekaniske egenskaper, korrosjon av liten interesse for metallurgene . Således, i 1890, om dette emnet, er Henry Marion Howe fornøyd med å rapportere at "krom er kjent for å akselerere rusting av jern" !
På 1890-tallet utviklet og patenterte tyskeren Hans Goldschmidt en prosess kalt thermite som gjorde det mulig å skaffe jern uten karbon. Mellom 1904 og 1911 utviklet forskjellige forskere, særlig franskmannen Léon Guillet , forskjellige legeringer som vi i dag kunne betrakte som rustfrie. I 1911 demonstrerte tyskeren Philip Monnartz innflytelsen av krominnholdet i legeringer og deres motstand mot korrosjon.
Til slutt, i 1913 , utviklet engelskmannen Harry Brearley laboratorier Brown-Firth ( Sheffield , England), som arbeidet med erosjon i skytevåpen, et stål han kalte rustfritt ("rust"): han la merke til at prøver som ble polert for laboratorieundersøkelser, ikke ble oksidert. Dette stål vil da bli omdøpt rustfritt ("skinnende rent", eller "rent"), og det vil offisielt være det første stål som bærer navnet "rustfritt"; Brearley gikk inn i historien som deres oppfinner. Det var da et martensittisk rustfritt stål (0,24% karbon og 12,8% krom). Imidlertid hadde andre sammenlignbare stål blitt utviklet i Tyskland av Eduard Maurer (de) og Benno Strauss (de) som utviklet austenittisk rustfritt stål (21% krom og 7% nikkel) for Krupp AG . I USA har Christian Dantsizen og Frederick Becket allerede startet industriell produksjon av ferritisk rustfritt stål. I 1908 hadde Krupp allerede bygget skip med skrog av rustfritt stål i krom-nikkel.
I 1924 produserte William Herbert Hatfield (i) , som etterfulgte Harry Brearley i spissen for Brown-Firth-laboratorier, “18/8” stål (18 massemasse krom og 8% nikkel) som sannsynligvis er representanten for mest brukte rustfritt stål av jern-nikkel-krom.
I 1925 ble Ugine-Perrin-prosessen utviklet i Savoyard-fabrikkene til Company of Electrochemistry, Electrometallurgy and Electric Steelworks of Ugine , fremtidig Ugitech , en metode som gjør det mulig å oppnå både rent rustfritt stål, pålitelig og billig, ved å røre stål med tidligere smeltet slagg , for å oppnå fullstendig rensing av stålene.
For å klassifiseres i rustfri kategori, må et stål inneholde minst 10,5% krom (Standard EN 10020).
Hovedfamilier av rustfritt stål:
Den vanligste (kjemiske analyser: i vekt%):
De fleste rustfritt stål som brukes er i samsvar med standarder:
Når det gjelder ekvivalens-tabellen nedenfor, bør det bemerkes at den amerikanske karakteren 316 tillater et molybdeninnhold på maksimalt 3%, noe som kan utgjøre et samsvarsproblem når spesifikasjonen anbefaler en europeisk standard som begrenser molybdeninnholdet til 2,5%.
EN 10027 (europeisk) |
Afnor NF A 35573 (Frankrike) |
AISI (USA) |
Sammensetning | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
% VS | % Cr | % Ni | % Mo | % Ja | % Mn | % P | % S | Annen | |||
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 viktigste produktformene er:
Som alle metaller, kan disse stålene gjennomgå jevn kjemisk korrosjon som regelmessig angriper overflater; vi kan da måle massen tapt per arealenhet og per tidsenhet.
Andre former for korrosjon kjennetegner austenittisk rustfritt stål og kan være veldig plagsomme i bruk:
Rustfritt stål er stål som det er tilsatt krom på. I samsvar med europeisk standard EN 10088-1, klassifiseres et stål som rustfritt stål hvis det inneholder minst 10,5 masseprogram krom og mindre enn 1,2% karbon.
KarbonKarboninnholdet er begrenset til maksimalt 1,2 vekt% for å unngå dannelse av karbider (spesielt kromkarbider som er meget stabile kjemiske forbindelser) som er skadelige for materialet. For eksempel, det Cr 23 C 6 karbid som kan vises i austenitt-18-9 har en negativ effekt vis-a-vis interkrystallinsk korrosjon (meget betydelig reduksjon av krom rundt karbidene dannes forårsaker tap av karakteren av rustfritt stål capture).
Andre elementerDen jern ren har tre allotropes som en funksjon av temperaturen:
Krom er et såkalt alfageneelement. Det favoriserer sterkt den ferritiske formen. På Fe-Cr fasediagrammet er det austenittiske domenet ganske lite og representeres av et begrenset domene som kalles gammasløyfen .
For innhold som er større enn 11,5% krom, forblir legeringen ferritisk over hele temperaturområdet. Det er forsvinning av den allotrope α-γ-transformasjonen. Mellom 10,5 og 11,5% krom er legeringen tofaset ferrit + austenitt i visse temperaturområder. Den gjennomgår en ferritt / austenitt-transformasjon for innhold på mindre enn 10,5%.
Det skal bemerkes at krom opptil 8% senker temperaturen A3 og oppfører seg som et gammagent element. Denne oppførselen er reversert for innhold som er større enn 8%, hvor temperaturen øker.
Utover 12,7% krom, under langsom avkjøling, kan det være fasedannende intermetallisk sigma (σ) ved temperaturer mellom 820 ° C og 475 ° C . Det utfelles ved korngrensen eller i ferritisk matrise og forårsaker sprøhet. Hyperquenching består av raskt avkjøling (vannslokking) av stålet under 475 ° C for å blokkere dannelsen av σ-fasen.
Nikkel er, i motsetning til krom, et såkalt gammagent element. Det åpner det austenittiske domenet.
Konkret øker tilsetning av nikkel størrelsen på gammasløyfen .
Andre elementer har en alfagen eller gammagen rolle. En spesiell rolle spilles av karbon og nitrogen .
Karbon har en gammagenisk rolle og konkurrerer derfor med krom. Faktisk mer enn karbon alene, er det karbon-nitrogenparet som må tas i betraktning. Disse to elementene er innsettingslegeringselementer i motsetning til de andre elementene som er substitusjonselementer
Alfagene er krom, molybden , silisium , titan , niob , vanadium , wolfram , aluminium og tantal .
De gammagene elementene er nikkel, karbon, nitrogen, kobolt og mangan. Mangan kan ha en mer kompleks rolle.
Flere omtrentlige modeller er utviklet for å forutsi legeringenes oppførsel som en funksjon av legeringens samlede sammensetning. Innholdet tildeles koeffisienter som er etablert av erfaring for å ta hensyn til vekten til hvert av elementene.
For valsede produkter er det modellen til Pryce og Andrew som gir følgende ligninger:
Legg merke til den betydelige vekten av karbon og nitrogen.
Det er også Schaeffler-modellen og Delong-modellen for rustfritt stål i sveiset tilstand:
I Delongs modell er bare den tilsvarende nikkelformelen forskjellig fra Schaefflers modell når nitrogen tas i betraktning:
De kromstål er ferrittisk og magnetisk i herdet tilstand. Noen oppfører seg som spesielle selvherdende stål, andre herder bare delvis eller ikke i det hele tatt. Den stål krom-nikkel er generelt austenittisk, de leveres til herdet tilstand. Etter visse arbeidsfaser, i visse tilfeller etter sveising, hender det at disse stålene igjen gjennomgår en herdebehandling (gjenoppvarming til ca. 1100 ° C ), for å sette opp igjen intermetalliske og / eller kjemiske forbindelser i oppløsningen som kunne ha dannet seg. Hyperquenching blir alltid fulgt av hurtig avkjøling for å passere meget hurtig temperatursoner hvor utfellinger kan dannes, slik som krom-karbid (Cr 23 C 6 ), eller uønskede intermetalliske faser. Denne hyperherdingen gir stålet de egenskapene den hadde under forberedelsen.
Vi kan skille mellom følgende fire familier av rustfritt stål:
Martensittisk stålDe brukes når de mekaniske motstandskarakteristikkene er viktige. Den vanligste analysen 13% krom med minst 0,08% karbon. Andre karakterer er mer belastet med tilleggselementer, muligens med en lav andel nikkel.
Eksempler: X20Cr13, X46Cr13, X29CrS13, N690Co (X105CrCoMo18-2).
Ferritiske stålDe tar ikke temperamentet. Denne kategorien inneholder ildfast stål med høyt krominnhold (opptil 27%), som er spesielt nyttig i nærvær av svovel. Ferritiske stål brukes noen ganger som en korrosjonsbestandig barriere (plater, belagte plater, beskyttet [kalt "kledd", kledning , "kledning", "belegg"]) av veggene til ståltrykksutstyr som brukes i petrokjemisk og kjemisk industri. Disse stålene brukes ofte i stedet for austenittiske stål til produksjon av kjøkkenutstyr. Enkelte ferritiske stål, som inneholder titan i sammensetningen, utvikler korrosjonsmotstand i likhet med austenittiske stål.
Eksempler: X6Cr17, X6CrMo17-1, X3CrTi17.
Austenittiske stålDe er langt de fleste på grunn av deres meget høye kjemiske motstand og deres duktilitet som er sammenlignbar med kobber. Innholdet av tilsetningselementer er omtrent 18% krom og 10% nikkel. Karboninnholdet er veldig lavt og deres stabilitet kan forbedres av elementer som titan eller niob . På grunn av sin utmerkede duktilitet har disse stålene også en rekke bruksområder ved lave temperaturer (ned til minus 200 ° C ) og konkurrerer med lette legeringer og stål med 9% nikkel for produksjon av utstyr beregnet for kryogenikk.
Eksempler: X2CrNi18-9, X2CrNiMo17-12-2.
Austeno-ferritisk stålDeres størkning skjer først i en ferritisk struktur (delta ferritt) etterfulgt av en delvis transformasjon, i fast fase, i austenittisk struktur, noen (spesielt i sveiseverdenen) foretrekker derfor begrepet ferrito-austenittisk. De har bemerkelsesverdige egenskaper av motstand mot intergranulær korrosjon så vel som for korrosjon i sjøvann, og har under strekkprøven et elasto-plastlager. De har en mekanisk oppførsel som ligner strukturelle stål. Det enkle faktum med riktig betegnelse av disse stålene gjør det mulig å umiddelbart forstå at en langsom avkjøling fra væsketilstanden, for eksempel under sveising, vil tillate et maksimum av ferritisk fase å transformere til austenittisk fase og omvendt, rask avkjøling. Vil resultere i en gel av ferritt som gir liten mulighet for austenittisk transformasjon og følgelig en økt følsomhet for sprekkdannelse.
Eksempel: X2CrNiN23-4.
Kunnskap om ståltypene er avgjørende for systemer som består av elementer som er samlet mekanisk eller ved sveising. Tilstedeværelsen av to for forskjellige rustfrie stål i en elektrolytt kan faktisk forårsake meget destruktive elektrokjemiske korrosjonsfenomener.
Betegnelse | Tetthet ( kg / dm 3 ) | Elastisitetsmodul ( GPa ) | Gjennomsnittlig utvidelseskoeffisient (10 −6 K −1 ) | Varmeledningsevne ( W / m K ) | Massevarmekapasitet ( J / kg K ) | Motstand ( Ω mm 2 / m ) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
NO [ 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 |
Austenittisk rustfritt 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 rustfritt stål (dupleks) | ||||||||
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 rustfritt 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 |
Martensittisk rustfritt 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 | |
Nedbørsherdende rustfritt stål | ||||||||
1.4542 | 630 | 7.8 | 200 | 10.8 | 11.6 | 16 | 500 | 0,71 |
Verdensproduksjonstall for rustfritt stål publiseres årlig av ISSF. De dekker alle flate og lange produkter.
År | European Union |
Amerika | Kina | Asia unntatt Kina |
Annen | 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 = tonn som forlater stålverket (før valsing og nedstrømsbehandling).
Kina har produsert mer enn halvparten av verdens rustfrie stål siden 2017.
Fordelingen av produksjonen etter familie er som følger (2017-tall):
# tallene 300, 200 og 400 er de som tilhører ASTM / AISI-nummereringen av rustfrie stålkvaliteter.
Denne fordelingen endrer seg lite fra ett år til det neste.
De gunstige faktorene for bekjempelse av korrosjon gjelder også rustfritt stål:
Sammenlignet med andre metalliske materialer har rustfritt stål visse spesielle egenskaper som må tas i betraktning ved utforming:
Den massive deler må langsomt oppvarmet til omtrent 800 ° C før de bringes raskere til den arbeidstemperatur som ligger rundt 1000 ° C . Det er fremfor alt nødvendig å unngå avkalkning av martensittisk stål, langvarig vedlikehold ved høy temperatur av ferritiske stål og austenittiske stål, hvis korn vokser lett og viser seg vanskelig eller noen ganger til og med umulig å regenerere. Rask avkjøling med vann etter arbeid anbefales ofte.
Det er oftest i form av ark eller rør man bruker rustfritt stål, og i dette tilfellet er man ofte forpliktet til å øve en myk gløding etter operasjoner som stempling , for å unngå vedlikehold. For høye restspenninger.
Avfetting før behandling må være spesielt forsiktig, oksiderende atmosfærer er de mest egnede og drivstoffatmosfærer må være forbudt.
Martensittiske stål finner sin viktigste bruk i mekanisk konstruksjon, i form av massive deler. For å oppnå ønsket motstand er de vanligvis fuktet og inntekt . Oppmykning er vanligvis nødvendig etter herding av arbeid som følge av kaldbearbeiding. Ettersom herdingen senker korrosjonsmotstanden , er det bedre å bruke en klasse som er mindre rik på karbon, noe som reduserer slukningsintensiteten og gjør det mulig å unngå herding ved for høy temperatur.
Ferritiske stål herder ikke, men de må ofte glødes, for eksempel mellom to stemplingskort og, i helt spesifikke tilfeller og etter konsultasjon med stålprodusenten, etter sveising . Å holde for lenge ved høy temperatur forårsaker en viss sprøhet på grunn av grovhet av kornet .
Austenittisk og austenittisk- ferritisk stål myknes ved høy temperaturbehandling, fra 900 ° C til 1150 ° C , etterfulgt av avkjøling så raskt som mulig. Korrosjonsbestandighet, spesielt mot dens intergranular form, krever bruk av herdebehandling så mye som mulig.
Avslapping av indre spenninger kan utføres ved forholdsvis lav temperatur, omtrent 400 ° C eller 450 ° C .
Aldersherdende rustfritt stål krever spesielle behandlinger avhengig av karakter.
Alle vanlige kaldbearbeidingsteknikker kan brukes på rustfritt stål og derfor på deler hentet fra ark eller ledninger som finnes i utallige gjenstander til daglig bruk.
Rustfritt stål er relativt hardt, og denne hardheten øker ved herding når de blir deformert. Dette fenomenet er spesielt markert for austenittiske stål. Ferritiske stål herder mindre, og forlengelsen som kan pålegges dem er lavere.
"Springback" etter forming er mye større enn for "vanlig" mild stål.
Den smøring mellom de danner strømdeler og verktøy er kritisk og medfører ingen spesielle problemer for de fleste operasjoner. For stykker av dekorativ karakter må det imidlertid tas forsiktighet med å danne overfladiske feil som følge av utilsiktet beslaglegging. Bruk av verktøy i herdet stål, i grått støpejern med lamellgrafitt (GJL-type "meehanite") eller i kobberaluminium, samt beskyttelse av skrellbare lakker eller plastplater er ofte en god løsning.
Arbeidsherding reduserer korrosjonsmotstanden og skaper noen ganger gjenværende magnetisme som et resultat av dannelsen av martensitt (kjent som "arbeidsherdende martensitt") i den austenittiske familien. Annealing gjenoppretter strukturene.
Den sammenleggbare presse eller søm utgjør ingen vanskelighet.
Den stempling krever dobbel maskin kraftigere enn de som brukes for bløtt stål. Trykket som utøves av nedtrappingen må være tilstrekkelig for å unngå rynker, men ikke for mye for å unngå å rive. Dyser og slag laget av støpejern av nikkel-kromlegering gir de beste resultatene, tynne ark kan formes til kobber-sinklegeringsformer. Filetene må ha en radius som verken er for liten eller for stor, for å unngå både overdreven belastning og rynking, vanligvis mellom 5 og 10 ganger tykkelsen på emnene. Smøring utføres med alle konvensjonelle smøremidler, såpevæsker , oppløselige eller uoppløselige oljer, med, i vanskelige tilfeller, tilsetning av faste smøremidler eller kjemisk aktive materialer: bly , talkum , grafitt , molybdendisulfid , svovel- eller sulfoklorerte oljer, fosforadditiver etc. Annealing utføres fortrinnsvis i en oksiderende atmosfære og så mye som mulig umiddelbart etter stempling.
Den spinnende utgjør ingen spesielle problem, forholdsreglene er de samme som for stempling, de beste verktøyene er herdet stål .
De eksisterende sveiseprosessene forblir generelt gyldige; lydsveiser, uten porøsiteter, med god mekanisk styrke, er naturlig nok ettertraktet, men her må de også beholde egenskapene til korrosjonsbestandighet som er de grunnleggende materialene.
Før du fortsetter med sveisingen av rustfritt stål, er det ekstremt viktig å rengjøre kantene som skal sveises ordentlig, inkludert omgivelsene (på et område som kan nå en temperatur over 400 ° C ) av alle spor av fett, avsetninger av karbon (sporing med en blyant) eller andre urenheter, slik som for å unngå dannelsen av karbider av Cr- 23 C- 6 type , som ville føre til en sterk reduksjon av krom (av størrelsesorden 95%) og derfor tap av oxidisability av disse fattige områder. En veldig god rengjøringsmetode er å bruke en stråle med overopphetet damp. De samme forholdsregler må tas under termisk skjæring (plasma, LASER) og termisk behandling.
I prinsippet bearbeides rustfritt stål i såkalte “hvite” verksteder, det vil si med økt renslighet og fravær av materiale som kan forurense rustfritt stål. I tilfeller der rensligheten må forbedres (luftfart, rom, mat, kjemikalier, apotek osv.), Er tilgangen til verkstedet via en luftsluse og atmosfæren er overtrykk.
Egenskapen til oksydlaget bør ikke få oss til å glemme at krom er oksiderbart og derfor av behovet for å beskytte det smeltede badet fra oksygenvirkning av en inert atmosfære som, avhengig av tilfellet, kan være av argon eller helium eller nitrogen eller til og med vakuum, i sveiseprosesser uten slagg som TIG, MIG, A-TIG, plasma, laser, elektronstråle ...
Vi har alltid en interesse i å favorisere metoder som begrenser smeltingen av metallet i tid og volum: motstandssveising (ved flekk, søm , blits) gir utmerkede resultater, og vi må ikke glemme lodding , som ikke forårsaker smelting av basen metall. Vakuum diffusjon lodding gir utmerkede resultater for montering av relativt små maskinbaserte deler med komplekse profiler (klokker, mikromotorer, proteser, instrumentering, etc.). Sølvsølgere gir veldig sterke skjøter, men lodding med kobber, tinn og følgelig lodding med messing er strengt forbudt fordi de forårsaker granulær dehesjon og ødelegger monteringen.
Den beste måten å sveise rustfritt stål på, når det er mulig, er sveising med austenittisk fyllstoff. Alle tradisjonelle prosesser kan brukes med unntak av fakkelen: belagt elektrodesveising, nedsenket lysbuesveising, inerte atmosfæreprosesser som TIG og MIG, plasmasveising. Strømmen av argon eller helium rundt den elektriske buen forhindrer oksidasjon av sveisebassenget så vel som under overføring av fyllstoffet. Fakkelen skal ikke brukes fordi karbonet i flammen trenger gjennom det smeltede metallet og gjør det sprøtt. Fakkelen kan bare brukes til lodding, derfor uten å smelte rustfritt stål.
Klitting og boltingNitter gir tette skjøter på grunn av deres høye utvidelseskoeffisient. Under 5 mm kan du klikke kaldt. Tetningen er generelt dårligere enn for vanlig stål på grunn av fravær av rust.
Det er selvfølgelig tilrådelig å ikke gifte seg med metallene på ulik måte, for å unngå elektrokjemisk korrosjon som dette uunngåelig ville forårsake. Derfor er det naturlig å kreve skruer og bolter i rustfritt stål.
Fra et bearbeidingssynspunkt kan rustfritt stål klassifiseres i to kategorier:
Skjærevinklene må være så store som mulig for å fremheve soliditeten til kantene og lette evakueringen av varmen. De veldig positive skjærevinklene forhindrer fenomenet stikkende og oppbygd kant.
Skjærevæsker spiller en spesielt viktig rolle når det gjelder austenittiske stål. En veldig sterk smøreevne (kapasiteten til et smøremiddel for å feste seg godt til veggene som et resultat av forskjellige adsorpsjonsfenomener ) er nødvendig: vi vil derfor bruke svovel eller sulfoklorerte mineraloljer muligens tilsatt fettstoffer som ricinusolje eller ricinusolje raps.
Ferritiske og martensittiske stål bearbeides som vanlige stål, men ikke austenittiske stoffer. Disse har en sterk tendens til å gripe, og det er nødvendig å ta vare på den gode laterale klaring av sagene og stansene; maskinens kraft må være betydelig høyere. I alle tilfeller vil det tas hensyn til å eliminere de skadede delene, spesielt i tilfelle plasmaskjæring.
Den primære rustfrie stål-beskaffenheten til det rustfrie stål skyldes hovedsakelig beskyttelsen som tilbys av kromoksydlaget, og det er noen ganger viktig å rekonstituere det ved hjelp av en passende overflatebehandling.
Beising og passiveringFremfor alt er det nødvendig å fjerne all skalaen, de mer eller mindre sammenhengende jernholdige partiklene etter passering gjennom produksjonsverktøyene eller børsting med en stålbørste, de slipende verktøyrester (spesielt hvis de tidligere har blitt brukt til å bearbeide vanlig stål). Kjemisk stripping og sandblåsing anbefales på det sterkeste.
Det må alltid utvises forsiktighet for å sikre at delene som tas i bruk passiveres på passende måte , noe som kan gjøres hvis de blir stående lenge nok i luften eller hvis de er kjemisk oksidert for å spare tid.
Sliping og poleringFor å unngå forurensning av overflater, bør slipings- og poleringsverktøy så mye som mulig reserveres for arbeid med rustfritt stål. De fettete filmene som ofte dannes under disse operasjonene, må fjernes forsiktig fordi de isolerer metallet og forhindrer passivering.
Polering er bare indikert i tilfeller der det virkelig kan forbedre overflatefinishen, det kan ofte gjøres uten for kaldvalsede ark.
Den vibrerende etterbehandlingen er en effektiv og svært reproduserbar metode for å forbedre overflaten av rustfritt stål. Utstyret som brukes er vibratorer eller satellitsentrifuger ; det er da nødvendig å identifisere det slipende mediet som er tilpasset morfologien til delene som skal behandles.
Så mye som mulig blir kvaliteten på sveisene ivaretatt slik at de ikke trenger å bli ferdig med sliping, fordi denne operasjonen reduserer motstanden.
Elektrolytisk polering forårsaker generelt mindre materialtap enn mekanisk polering. Det må imidlertid utføres i henhold til meget strenge regler for å gi gode resultater.
IntervjuI mange tilfeller er det tilstrekkelig med rengjøring med såpe. Det er egnede vaskemidler, men til slutt slår ingenting salpetersyre som fjerner avleiringer og etterlater en veldig godt passivert overflate.