Rostfria stål och interkristallin korrosion

Rostfria stål och interkristallin korrosion

Den sort som avses (enligt europeisk standard) som EN 1.4571 är rostfritt stål av typen 316Ti. Det kan kallas för huvudsort av stål av typ 316 (1.4401) med ett stabiliseringstillägg. Detta tillägg är titan. Titanets roll i detta stål är avgörande. Det har en särskild betydelse vid processen för uppvärmning av produkten till en maximal temperatur på 815 °C. När ett tillägg av titan används minskar risk för interkristallin korrosion. Titan tillsammans med kol skapar lämpliga karbider som förhindrar bildning av kromkarbider. Det garanterar att kromhalt är stabil, vilket gör att interkristallin korrosion inte uppstår.

Vad är interkristallin korrosion (intergranular corrosion)?
Den uppstår när en lösning angriper korngränserna utan att skada själva kornen. Det kallas även för en selektiv lösning av korngränserna eller de närliggande områdena till följd av korrosionsprocessen. En faktor som orsakar denna process är en potentialskillnad mellan en kromfattig (Cr) korngräns för kromkarbider – en anod och en utfällning, en intermetallisk fas eller föroreningar som samlas på korngränsen. Denna korrosion beror på den kemiska sammansättningen och värmebehandling. Den fortsätter från ytan in i metallen. Då minskar hållfastheten och duktiliteten kraftigt. Ett materialprov som utsätts för ett sådant korrosionsangrepp avger inget metalliskt ljud och spricker istället för att böjas. I ett särskilt fall kan det brytas ner till pulver. Denna typ av korrosion är mycket farlig. Det är mycket svårt att fastställa den exakta korrosionsgraden i detta fall. Bedömning av denna korrosion görs genom mikroskopiska undersökningar och genom att mäta ökning av elektriskt motstånd.

Det finns också ett annat sätt att förebygga denna korrosion. Det är en radikal minskning av kolhalten i stålet. Denna begränsning kan gå ända ner till 0,03 %. På så sätt skapades en annan sort av stål som kallas för 316L (1.4404). Till skillnad från huvudsort 316 (1.4401) är dess kolhalt mycket sänkt. Dessa behandlingar gör att stål 316Ti och 316L har högre motstånd mot interkristallin korrosion.

Titan som finns i stål av sort 316Ti (EN 1.4571) förbättrar dess mekaniska prestanda i höga temperaturer över 590 °C. I samband med detta är användning av stålsort 1.4404 inte helt motiverat överallt där miljön är utsatt för höga temperaturer. På motsvarande sätt har sort 1.4571 lägre sträckgräns än stål 1.4404 i driftmiljö vid rumstemperatur. Dessutom är sort 316Ti svårare att polera och har lägre bearbetbarhet än 316L. Det framgår av att det finns titankarbonitrider 1.4571. Svetsbarhet av de båda sorterna (316Ti och 316L) är liknande. Skillnader på detta område är inte mycket synliga.

Stål 1.4404 och 1.4571 kontrollerades i mycket låga temperaturer. Resultaten visar att de båda sorterna kan användas i kryoteknik därför att god slagtålighet är nödvändig där. I temperaturer under 200 °C rekommenderar vi att använda lågkolstål såsom 1.4301 och 1.4404.

Till skillnad från klassiska austenitiska stål har stål av typen duplex och superduplex en mycket högre brottgräns. Den brukar vara ca. två gånger högre än sträckgränsen, medan för austenitiska stål uppgår förhållandet till bara ca. 0,35. Denna jämförelse visar att duplex stål är bättre därför att det är sträckgräns som är den grundläggande storheten för konstruktörer i ett projekt. Vid arbete i högre temperaturer måste man räkna med att sträckgränsen minskar till följd av att kvävets förstärkande påverkan försvagas. Det händer därför att kvävets atomer som är lösta i austenit blir rörligare och kan alltså blockera förskjutningsrörelsen i mindre grad.