5 van de beste bewerkbare roestvrij staalsoorten om uw product naar een hoger niveau te tillen

Roestvast staal behoort tot de meest populaire materiaalopties voor de metaalproductie en wordt gebruikt in toepassingen variërend van kookgerei tot auto-onderdelen tot chemische verwerkingsapparatuur. Veel roestvrijstalen artikelen worden geproduceerd via CNC-bewerking, een veelzijdige productiemethode die gebruikmaakt van de precisie van computergestuurde frezen, boren, draaibanken en andere snijgereedschappen om efficiënt en kosteneffectief nauwkeurige, herhaalbare onderdelen te maken.

De term "roestvrij staal" verwijst echter naar meer dan alleen een enkel materiaal. Roestvast staal is een categorie metalen, die elk hun eigen kenmerken hebben. Het selecteren van het juiste roestvrij staal voor een bepaalde toepassing kan de prestaties van het onderdeel aanzienlijk verbeteren of belemmeren. Dit is wat productteams moeten weten.

Wat zijn roestvrij staal?

Roestvrij staal is een legering die voornamelijk bestaat uit ijzer, koolstof en chroom, hoewel veel soorten een iets hoger percentage koolstof bevatten voor meer sterkte en hardheid. Het opnemen van andere metalen - zoals nikkel om de kristallijne microstructuur van het ijzer te stabiliseren, of molybdeen of titanium om de hitte- en corrosieweerstand van de legering te vergroten - is ook gebruikelijk. Roestvast staal kan relatief kneedbaar en kneedbaar zijn, afhankelijk van de warmtebehandeling.

De corrosie- en roestbestendigheid van roestvrij staal komt voort uit het gedrag van de legeringen bij blootstelling aan zuurstof. Zodra het blanke metaal wordt blootgesteld aan open lucht, vormt het chroom in de legering een dunne oxidelaag. Deze oxidelaag remt verdere oxidatie van het metaal en voorkomt daarmee corrosie en roest die anders door vocht en zuurstof wordt veroorzaakt. Deze weerstand tegen corrosie en roest maakt veel roestvast staal zeer geschikt voor onderdelen die langdurig aan de elementen worden blootgesteld.

Er zijn vijf hoofdcategorieën roestvrij staal:

• Austenitisch
• Ferritisch
• Martensitisch
• Duplex
• Neerslag hard geworden

Hoewel roestvast staal over het algemeen moeilijk te bewerken is, kan de bewerkbaarheid van al deze categorieën worden verbeterd door een aantal best practices te volgen, waaronder:Het gebruik van scherp gereedschap met de juiste snijgeometrie en het kiezen van de juiste voedingen en snedediepte voor elke specifieke legering.

Bovendien kan het opnemen van elementen zoals zwavel, koper, lood en andere legeringen de bewerkbaarheid van het materiaal veranderen. Vooral zwavel vermindert de taaiheid van spanen, waardoor ze gemakkelijker los kunnen komen.

1. Austenitisch roestvast staal

Austenitisch roestvast staal - genoemd naar de austenitische kristallijne microstructuren in het ijzer - is de meest voorkomende vorm van roestvast staal. Deze staalsoorten bieden een hoge corrosieweerstand en sterkte, indrukwekkende vervormbaarheid na bewerking, goede lasbaarheid en hebben doorgaans een veel hoger nikkelgehalte in vergelijking met andere legeringstypen. Austenitische staalsoorten worden aangeduid met getallen in het bereik van 300.

Staalsoorten van klasse 304 - algemeen bekend als standaard 18/8 roestvrij staal - hebben minimaal 18% chroom en 8% nikkel en maximaal 0,07% koolstof. Ze worden gebruikt om een ​​breed scala aan huishoudelijke en industriële componenten te maken, waaronder kookgerei, schroeven en machines.

Staalsoorten van klasse 316 lijken redelijk op elkaar, maar bevatten hogere niveaus van nikkel en molybdeen, die een grotere weerstand bieden tegen zuren en chloriden. Kwaliteit 316 is daarom zeer geschikt voor onderdelen die worden gebruikt in maritieme en chemische verwerkingscontexten. De extra metalen verhogen echter de materiaalkosten.

Zowel 304- als 316-staalsoorten zijn verkrijgbaar in koolstofarme kwaliteiten (304L en 316L), die een verminderd risico op chroomcarbideprecipitatie bieden (een fenomeen dat de corrosieweerstand langs lasnaden drastisch vermindert). Deze hebben de voorkeur voor zeer corrosieve omgevingen.

Austenitisch roestvast staal kan het moeilijkst te bewerken zijn, grotendeels omdat ze gomachtig zijn en snel hard worden. Koel- en smeermiddelen zijn vooral belangrijk tijdens het bewerken om te voorkomen dat de warmte zich concentreert.

2. Ferritisch roestvast staal

Ferritische roestvaste staalsoorten zijn magnetische legeringen met een hoog chroomgehalte en een laag koolstofgehalte met een hoge weerstand tegen spanningscorrosie (een veelvoorkomend type staaldegradatie) en oxidatie bij hoge temperaturen.

Deze kwaliteiten worden vaak gebruikt voor auto-onderdelen, keukengerei, petrochemische apparatuur en andere toepassingen die in wisselwerking moeten staan ​​met potentieel corrosieve materialen. Ferritisch roestvast staal vertoont ook uitstekende thermische geleidbaarheidseigenschappen, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen zoals ketelwarmtewisselaars en ovens.

Hoewel ferritische materialen niet dezelfde sterkte en corrosieweerstand hebben als austenitisch roestvast staal, zorgt hun lage koolstofgehalte voor een superieure ductiliteit, waardoor deze soorten uitgebreide vormgeving kunnen ondergaan zonder het materiaal te verzwakken. Ze zijn ook niet hardbaar door warmtebehandeling. Door hun gebrek aan nikkel zijn ferritische roestvaste staalsoorten vaak goedkoper dan austenitische soorten. Deze cijfers worden aangeduid met getallen in het bereik van 400.

Grade 434 is een van de meest gebruikte ferritische roestvaste staalsoorten. Molybdeen verhoogt de corrosieweerstand van de legering, wat resulteert in een materiaal met goede mechanische eigenschappen en een sterke weerstand tegen hitte en oxidatie.

Grade 444, aan de andere kant, bevat lage niveaus van koolstof en stikstof en biedt superieure weerstand tegen putcorrosie, spleetcorrosie en chloridespanningscorrosie - waardoor het ideaal is voor toepassingen zoals warmwatertanks en brouwerij- of wijngaardapparatuur.

Ferritica behoren tot de gemakkelijkst te bewerken roestvaste staalsoorten, hoewel legeringen met een hoger chroomgehalte — zoals kwaliteit 446 — vaak verspaningsproblemen opleveren.

3. Martensitisch roestvast staal

Martensitisch roestvast staal is structureel vergelijkbaar met ferritisch staal, maar bevat hogere percentages koolstof (het koolstofgehalte van ferritisch staal is doorgaans lager dan 0,10%, terwijl martensitische soorten tot 1% of meer kunnen bevatten). Dit creëert martensietmicrostructuren in het materiaal, die deze legeringen een superieure sterkte en slijtvastheid geven na bewerking in vergelijking met andere roestvaste staalsoorten, maar ook de brosheid van het materiaal kunnen vergroten.

Verder zorgt hun verhoogde koolstofgehalte ervoor dat martensitische staalsoorten een warmte- en verouderingsbehandeling kunnen ondergaan om het metaal verder te harden en te versterken. Het verhoogt echter ook de gevoeligheid van de materialen voor roest en corrosie. Deze familie is daarom ideaal voor toepassingen die een hoge sterkte en duurzaamheid vereisen, maar slechts een gemiddelde corrosieweerstand, zoals turbinecomponenten, hoogwaardig bestek en mechanische kleppen en pompen.

Martensitische roestvaste staalsoorten worden ook aangeduid met een getal van 400 en zijn, net als ferritische materialen, relatief eenvoudig te bewerken, hoewel een hoger koolstofgehalte de bewerkbaarheid vermindert. Kwaliteit 440C staat bekend om het bieden van enkele van de grootste sterkte, hardheid en slijtvastheid die mogelijk is voor roestvrijstalen legeringen - maar vereist eerst een warmtebehandeling om deze kenmerken volledig te realiseren. In gegloeide toestand, 440C-staal in de staat die het gemakkelijkst te bewerken is, hoewel robuust gereedschap wordt geadviseerd.

4. Duplex roestvast staal

Duplex roestvast staal is extreem corrosiebestendige legeringen die zowel austeniet als ferritische microstructuren bevatten. Het resultaat is een redelijk kneedbare en lasbare set staalsoorten met een mix van kenmerken uit beide categorieën.

Duplexlegeringen kunnen tweemaal de sterkte bieden van austenitisch of ferritisch roestvast staal en vertonen een veel grotere weerstand tegen spanningscorrosie dan gewone austenitische legeringen zoals 304 en 316, zij het minder dan standaard ferritisch staal. Deze combinatie van hoge sterkte en corrosieweerstand maakt duplexlegeringen echter ideaal voor onderwatertoepassingen waar onderdelen langdurig bestand moeten zijn tegen corrosief zout water.

De weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie wordt bepaald door het chroom-, molybdeen- en stikstofgehalte van een bepaalde legering, maar duplex-staalsoorten bevatten minder nikkel en molybdeen dan austenitische legeringen en zijn daarom over het algemeen goedkoper. Bovendien stelt hun hoge sterkte ontwerpers ook in staat om de sectiedikte voor sommige componenten te verminderen, wat verder bijdraagt ​​aan lagere kosten en het totale gewicht van het onderdeel.

Misschien wel de meest voorkomende vorm van duplex roestvast staal is 2205 (genoemd naar zijn samenstelling van 22% chroom en 5% nikkel), dat vaak wordt gebruikt in chemische verwerkings- en opslagapparatuur en ladingtanks. Duplex-staalsoorten zijn doorgaans moeilijker te bewerken vanwege hun hoge gegloeide sterkte.

5. Neerslaggehard roestvast staal

Precipitatiegehard roestvast staal combineert de voordelen van zowel austenitische als martensitische legeringen, waardoor ze in staat zijn om hoge sterkte en mechanische eigenschappen te bereiken door middel van warmtebehandelingen met behoud van een goede corrosieweerstand.

Naast een goede oxidatie, presteren deze door precipitatie geharde roestvaste staalsoorten in de meeste omstandigheden vergelijkbaar met austenitische kwaliteit 304. De meest voorkomende vorm van precipitatiegehard roestvrij staal is 17-4 PH, of klasse 630, die zijn naam dankt aan de samenstelling van 17% chroom en 4% nikkel.

Hoewel de bewerkbaarheid van door precipitatie gehard roestvrij staal varieert op basis van de specifieke legering, is een belangrijk voordeel van deze metalen dat ze gemakkelijk machinaal kunnen worden bewerkt wanneer ze in een oplossing worden behandeld - wat kan worden gevolgd door een verouderingsproces om het staal te verbeteren sterkte.

Vind de ideale roestvrijstalen legering voor elk project

Roestvast staal is er in een aantal verschillende vormen. Als productteams op zoek zijn naar supersterkte met een gemiddelde corrosieweerstand, dan passen martensitische legeringen goed. Evenzo kunnen teams die een staal nodig hebben met een hoge sterkte, hoge pitting en corrosieweerstand een duplexlegering ideaal vinden.

Het bepalen van het juiste materiaal voor een bepaald onderdeel is een cruciaal onderdeel van het productontwerp en de productieprocessen, en het betaamt productteams om grondig te zijn in het doorlichten van materiaalopties. Dat gezegd hebbende, kan het vinden van het juiste materiaal om te voldoen aan de unieke vereisten van een project worden vereenvoudigd met de hulp van een ervaren productiepartner zoals Fast Radius.

Fast Radius biedt efficiënte on-demand productiediensten. Ons team van ervaren ingenieurs, ontwerpers, adviseurs en technologen werkt zij aan zij met klanten tijdens elke ontwerp- en productiefase en zorgt ervoor dat onderdelen worden geoptimaliseerd voor produceerbaarheid en dat de best passende productiemethode — of combinatie van methoden — wordt altijd werkzaam. Fast Radius helpt teams van alle soorten en maten superieure onderdelen te maken tegen een concurrerende prijs en een snelle doorlooptijd. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie.

Bezoek het Fast Radius-leercentrum voor meer informatie over geavanceerde hogesterktestaalsoorten, CNC-bewerkingen en ons volledige dienstenaanbod.