Eigenschappen en toepassingen van ferritisch roestvrij staal

Ferritisch staalsoorten zijn hoog-chroommagnetische roestvrij staalsoorten met een laag koolstofgehalte. Bekend om hun goede taaiheid, weerstand tegen corrosie en spanningscorrosie, ferritisch staal wordt vaak gebruikt in automobieltoepassingen, keukengerei en industriële apparatuur.

Vergeleken met austenitisch roestvrij staal, die een aan het oppervlak gecentreerde kubische (FCC) korrelstructuur hebben, worden ferritische staalsoorten gedefinieerd door een op het lichaam gecentreerde kubische (BCC) korrelstructuur. Met andere woorden, de kristalstructuur van dergelijke staalsoorten bestaat uit een kubische atoomcel met een atoom in het midden.

Deze korrelstructuur is typerend voor alpha ijzer en geeft ferritische staalsoorten hun magnetische eigenschappen. Ferritisch staal kan niet worden gehard of versterkt door warmtebehandeling, maar heeft een goede weerstand tegen spanningscorrosie. Ze kunnen koud worden bewerkt en verzacht door gloeien (verwarmen en dan langzaam afkoelen).

Hoewel ze niet zo sterk of corrosiebestendig zijn als austenitische soorten, hebben de ferritische soorten over het algemeen betere technische eigenschappen. Hoewel ze over het algemeen zeer lasbaar zijn, kunnen sommige soorten ferritisch staal gevoelig zijn voor overgevoeligheid van de door de laswarmte beïnvloede zone en het hete kraken van lasmetaal. Beperkingen in lasbaarheid beperken daarom het gebruik van deze staalsoorten tot dunnere meters.

Vanwege hun lagere chroomgehalte en gebrek aan nikkel zijn standaardferritische staalsoorten doorgaans goedkoper dan hun austenitische tegenhangers. Specialiteiten zijn vaak molybdeen.

Ferritische legeringen van roestvrij staal kunnen in het algemeen worden ingedeeld in vijf groepen, drie families van standaardkwaliteiten (groepen 1 tot 3) en twee families van speciaal staal (groepen 4 en 5). Terwijl standaard ferritisch staal veruit de grootste consumentengroep is in termen van tonnage, neemt de vraag naar roestvrij staal van speciale kwaliteit gestaag toe.

Deze hebben het laagste chroomgehalte van alle roestvrij staalsoorten en zijn dus de goedkoopste van de vijf groepen. Ze zijn ideaal voor licht corrosieve omgevingen waar plaatselijke roest acceptabel is. Klasse 409 werd oorspronkelijk gemaakt voor uitlaatdempers voor auto-uitlaatsystemen, maar is nu te vinden in uitlaatbuizen voor auto's en behuizingen van katalysatoren. Grade 410L wordt vaak gebruikt voor containers, bussen en LCD-monitorframes.

De meest gebruikte ferritische staalsoorten zijn te vinden in groep 2. Ze hebben een hoger chroomgehalte en zijn daardoor beter bestand tegen corrosie door salpeterzuren, zwavelgassen en veel organische en voedselzuren. In sommige toepassingen kunnen deze kwaliteiten worden gebruikt als vervanging voor austenitisch roestvrij staal 304. Grade 430 wordt vaak aangetroffen in het interieur van apparaten, inclusief wasmachinetrommels als gootstenen, binnenpanelen, vaatwassers, bestek, kookgerei en voedselproductie apparatuur.

Met betere lasbaarheid en vervormbaarheidseigenschappen dan ferritische staalplaten van groep 2, kan staal van groep 3 worden gebruikt om te vervangen austenitische kwaliteit 304 voor een breder scala aan toepassingen, waaronder in gootstenen, uitwisselingsbuizen, uitlaatsystemen en gelaste wasonderdelen machines.

Met een hoger molybdeengehalte hebben de ferritische roestvrijstalen kwaliteiten in Groep 4 een verbeterde corrosiebestendigheid en zijn dat ook gebruikt in warmwatertanks, zonneboilers, uitlaatsysteemonderdelen, waterkokers, magnetronelementen en auto's trimmen. Met name klasse 444 heeft een putweerstandsequivalent (PRE) die vergelijkbaar is met klasse 316 austenitisch roestvrij staal, waardoor het kan worden gebruikt in meer corrosieve buitenomgevingen.

Deze groep speciale roestvast staalsoorten wordt gekenmerkt door een relatief hoog chroomgehalte en de toevoeging van molybdeen. Het resultaat is staal met een uitstekende weerstand tegen corrosie en schilfering (of oxidatie). In feite is de corrosieweerstand van klasse 447 gelijk aan die van titaniummetaal. Staalsoorten van Groep 5 worden doorgaans gebruikt in zeer corrosieve kust- en offshore-omgevingen.