Rustfrit jern er en slags rustfrit stål. Dens materialer er hovedsageligt 409, 410, 430, 444 osv., som tilhører martensitisk og ferritisk rustfrit stål, og de vil blive tiltrukket af magneter. Den rustfri ståluniform refererer til stålet, der kan modstå korrosion af kemiske medier såsom atmosfære eller syre. Men rustfrit stål er ikke rustfrit, det har bare forskellig korrosionsadfærd i forskellige medier. Almindelige rustfrit stålmaterialer kan opdeles i tre typer: martensitisk rustfrit stål, ferritisk rustfrit stål og austenitisk rustfrit stål efter metallografisk struktur.
Martensitisk rustfrit stål
Almindelige martensitiske rustfrie ståltyper har et kulstofindhold på 0.1-0.45 procent og et chromindhold på 12-14 procent. De er chrom rustfrit stål, generelt kaldet Cr13 rustfrit stål. Typiske materialemodeller er 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13 osv. Denne type rustfrit stål bruges normalt til at lave forskellige ventiler, pumper og andre dele og nogle rustfrie værktøjer, der kan tåle både belastning og korrosionsbestandighed.
For at øge korrosionsbestandigheden kontrolleres kulstofindholdet i martensitisk rustfrit stål ved et meget lavt indholdsområde, normalt ikke mere end 0,4 procent. Jo lavere kulstofindhold, jo højere korrosionsbestandighed har det rustfri stål, og jo højere kulstofindhold, jo højere kulstofindhold i matrixen, jo højere styrke og hårdhed af rustfrit stål, men dette vil danne mængden af chromcarbider. Jo mere, jo dårligere bliver korrosionsbestandigheden af sådant rustfrit stål. Derfor kan det ses, at styrken og hårdheden af 4Cr13 er højere end for 1Cr13, men dens korrosionsbestandighed er værre end 1Cr13.
Både 1Cr13 og 2Cr13 er modstandsdygtige over for atmosfærisk, damp og andre medier korrosion og bruges generelt som korrosionsbestandigt konstruktionsstål. For at opnå en god omfattende ydeevne bruges bratkøling og højtemperaturanløbning (600~700 grader) ofte til at opnå hærdet sorbit til fremstilling af dampturbineblade, tilbehør til kedelrør osv. 3Cr13 og 4Cr13 stål har dog relativt dårlig korrosionsbestandighed pga. til højere kulstofindhold. Gennem bratkøling og lavtemperaturtempering (200 ~ 300 grader) opnås hærdet martensit, som har højere styrke og hårdhed (HRC op til 50), så det bruges ofte som værktøjsstål til fremstilling af medicinsk udstyr, skæreværktøj, varm oliepumpe aksler mv.
Ferritisk rustfrit stål
Kulstofindholdet i almindeligt ferritisk rustfrit stål er mindre end 0,15 procent, og chromindholdet er 12~30 procent. Det er også en slags chrom rustfrit stål. Fordi kulstofindholdet falder tilsvarende, stiger kromindholdet til en vis grad. Mikrostrukturen af rustfrit stål er altid enfaset ferrit, når den opvarmes fra stuetemperatur til høj temperatur (960 ~ 1100 grader). Dens korrosionsbestandighed, plasticitet og svejsbarhed er bedre end martensitisk rustfrit stål. For ferritisk rustfrit stål med højt krom er dets evne til at modstå oxidativ mediumkorrosion stærk, og med stigningen i kromindholdet forbedres korrosionsbestandigheden yderligere.
Ferritisk rustfrit stål kan ikke forstærkes ved varmebehandling, fordi det ikke undergår fasetransformation under opvarmning og afkøling. Hvis kornene gøres grove under opvarmningsprocessen, kan kun kold plastisk deformation og omkrystallisation bruges til at forbedre strukturen og forbedre egenskaberne.
Hvis denne type rustfrit stål forbliver ved 450~550 grader, vil det forårsage skørhed af rustfrit stål, hvilket kaldes "475 graders skørhed". Skørhed kan elimineres ved opvarmning til omkring 600 grader efterfulgt af hurtig afkøling.
Austenitisk rustfrit stål
Tilføj 8-11 procent nikkel til rustfrit stål, der indeholder 18 procent krom, og det bliver til austenitisk rustfrit stål. Såsom 1Cr18Ni9 er en typisk model. Denne type rustfrit stål udvider austenitområdet på grund af tilsætningen af nikkel, således at en metastabil enfaset austenitstruktur kan opnås ved stuetemperatur. Fordi det indeholder høj chrom og nikkel og har en enfaset austenitstruktur, har det højere kemisk stabilitet og bedre korrosionsbestandighed end chrom rustfrit stål. Det er en slags rustfrit stål, der er meget brugt nu.
Rustfrit stål af typen 18-8 viser strukturen af austenit og karbider i udglødet tilstand. Eksistensen af karbider gør stor skade på rustfrit ståls korrosionsbestandighed. Derfor bruges løsningsbehandlingsmetoden generelt, som er at opvarme det rustfrie stål til 1100 grader. Efter vandkøling opløses karbiderne i austenit opnået ved høj temperatur, og derefter gennem hurtig afkøling opnås en enfaset austenitstruktur ved stuetemperatur.
www.jstisco.com