Roestvast staal wordt vanwege zijn veelzijdigheid in een breed scala aan toepassingen gebruikt. Omdat roestvast staal zeer goed bestand is tegen trekspanning, corrosie en roest, is het een belangrijk onderdeel van rapid prototyping. Om met roestvast staal te kunnen werken, is het belangrijk om alle eigenschappen ervan te begrijpen. Daarom is er behoefte aan een materiaalkeuzegids voor roestvast staal die de verschillende soorten roestvast staal, hun kwaliteiten en toepassingen beschrijft.
Om het u gemakkelijker te maken, helpt dit artikel u bij het kiezen van het juiste materiaal roestvrij staal. Het beschrijft de verschillende soorten roestvrij staal, hoe roestvrij staal werkt en welke soorten roestvrij staal u voor uw project kunt gebruiken. Het geeft u ook een idee hoe u de juiste soort roestvrij staal kiest voor snelle prototyping.
Inhoudsopgave
Wat is roestvrij staal?
Eigenschappen van roestvrijstalen materialen
De metalen elementen waaruit roestvast staal bestaat, spelen een belangrijke rol in de chemische en mechanische eigenschappen ervan. Daarom is het een belangrijk materiaal voor rapid prototyping-productiemethoden zoals CNC-bewerking en plaatbewerking. De eigenschappen van roestvast staal zijn afhankelijk van de gewenste roestvaststaalsoort. Hieronder volgen echter enkele algemene eigenschappen van roestvast staal die van toepassing zijn op alle staalsoorten die u kunt gebruiken.
Corrosiebestendigheid
Roestvrij staal bevat chroom, waardoor het zeer corrosiebestendig is. Dit is een van de belangrijkste eigenschappen van staal en maakt roestvrij staal geschikt voor veel rapid prototyping-processen, zoals CNC-bewerking. Roestvrij staal is ook bestand tegen zware chemische en atmosferische omstandigheden dankzij de manier waarop de elementen worden gemengd.
Hoge treksterkte
Een andere belangrijke eigenschap van roestvrij staal is de hoge treksterkte. Hierdoor is roestvrij staal een uitstekend materiaal voor het maken van voorwerpen die druk en gewicht kunnen weerstaan.
Sterkte en taaiheid
Roestvrij staal is bestand tegen wrijving en stoten, zelfs in zware omstandigheden. Roestvrij staal is ook bestand tegen energie en zal niet barsten of breken bij druk.
Ductiliteit
Roestvrij staal is zeer rekbaar en kan daardoor de spanningen van het productieproces weerstaan zonder te vervormen. Bovendien is roestvrij staal hard en verliest het snel warmte. Het is daarom moeilijk te snijden of te vormen zonder het juiste gereedschap. Als nabewerking nodig is, kan dit leiden tot schade en verspilling van onderdelen.
Voordelen van roestvrij staal
Roestvrij staal wordt vanwege zijn vele nuttige eigenschappen in veel toepassingen gebruikt. Hieronder vindt u enkele redenen waarom roestvrij staal in verschillende industrieën wordt gebruikt.
- CorrosiebestendigheidOmdat roestvrij staal een legering is, maakt chroom het roestbestendig. Roestvrij staal kan daarom worden gebruikt om producten te maken die bestand zijn tegen chloor, alkaliën en zure omgevingen zonder te roesten. Verschillende soorten roestvrij staal, zoals 416, 316, 440, 2205, enz., hebben een uitstekende corrosiebestendigheid.
- Treksterkte. Roestvast staal zoals 416 en 431 heeft een hogere treksterkte dan andere metalen. Dit komt doordat het een hoger gewicht en een hogere belasting aankan, zelfs bij zeer hoge of lage temperaturen.
- Gemakkelijk te onderhouden. Roestvrij staal is eenvoudig te onderhouden nadat het is vervaardigd. Hierdoor is de waarde ervan op lange termijn hoger dan de oorspronkelijke kosten.
- Hittebestendig. Roestvrij staalsoorten zoals 2205 en 416 zijn bestand tegen kalkaanslag door hoge temperaturen en zijn daarom geschikter voor de productie van producten die aan extreme temperaturen worden blootgesteld.
Nadelen van roestvrij staal
Er kleven echter enkele problemen aan roestvrij staal, hoewel de eigenschappen ervan het in veel situaties bruikbaar maken. Hier zijn enkele nadelen van het gebruik van roestvrij staal bij uw volgende klus.
- Duur. Roestvrij staal bevat extra legeringselementen zoals nikkel en chroom. Dit maakt het duurder dan andere soorten staal. Deze elementen zijn essentieel voor de roestbestendigheid van roestvrij staal. Door de manier waarop roestvrij staal wordt verwerkt, zijn de oppervlaktebehandeling en het polijsten ervan ook kostbaar.
- Wordt snel vies. Producten van roestvrij staal worden snel vuil, waardoor ze minder aantrekkelijk worden.
- Moeilijk te fabriceren. De verwerking kan erg lastig zijn, afhankelijk van het type roestvrij staal dat gebruikt wordt. Daarom is het belangrijk om de verschillende soorten roestvrij staal te kennen voordat u de juiste kiest.
Verschillende soorten roestvrij staal
Voordat u de juiste roestvrijstaalsoort voor uw project kiest, moet u de verschillende soorten roestvrij staal begrijpen. Elk type roestvrij staal heeft andere eigenschappen. Daarom zijn ze in sommige gevallen een goede keuze. Hieronder vindt u de belangrijkste soorten roestvrij staal en de kwaliteiten waartoe ze behoren.
Ferritisch roestvrij staal
Ferritisch roestvast staal wordt vaak gebruikt in bouwprojecten omdat het sterker is dan andere soorten staal. Het heeft dezelfde kubische kristalstructuur (BCC) als zuiver ijzer of koolstofstaal en bevat meer ijzer en chroom, evenals kleine hoeveelheden andere metalen.
Vanwege de structuur kan ferritisch roestvast staal niet worden gehard door verhitting. Ferritisch roestvast staal is bovendien goedkoper. Wanneer uiterlijk niet belangrijk is, is ferritisch roestvast staal een goede keuze.
In de verschillende soorten ferritisch staal vind je metaalelementen zoals nikkel, mangaan, silicium, fosfor, zwavel en titanium. Hieronder vind je een lijst met veelvoorkomende soorten roestvrij staal gemaakt van ferritisch staal:
- Cijfer 409. Dit roestvrij staal roest niet bij extreme temperaturen en heeft goede mechanische eigenschappen. Het wordt voornamelijk gebruikt in uitlaatpijpen van auto's en in gebouwen die worden blootgesteld aan hoge temperaturen, enzovoort.
- Cijfer 416. Dit type ferritisch staal is het meest geschikt voor machinale bewerking. Het wordt daarom gebruikt bij de productie van bewerkte onderdelen met schroefdraad, moeren, pomp- en motorassen, kleppen en tandwielen.
- Cijfer 430. Ferritisch roestvast staal van klasse 430 is minder roestgevoelig. Het is ook hitte- en oxidatiebestendig. Daarom wordt dit type roestvast staal veel gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie en voor huishoudelijke producten.
Austenitisch roestvast staal
Een van de bekendste staalsoorten op de markt is austenitisch roestvast staal, zoals roestvrij staal 316. Deze staalsoorten hebben een face-centered cubic (FCC) kristalstructuur en bevatten veel nikkel en chroom. Hierdoor hebben ze een uitstekende corrosiebestendigheid en zijn ze niet-magnetisch, vooral na gloeien.
Door het hoge nikkelgehalte en de sterkere eigenschappen na koudvervorming, werken austenitisch roestvast staalsoorten goed bij lage temperaturen. Daarnaast kan austenitisch roestvast staal worden gebruikt in de voedingsmiddelen- en productie-industrie. Hieronder volgen drie veelgebruikte austenitische roestvast staalsoorten en hun toepassingen.
- Graad 316. Kwaliteit 316 is verkrijgbaar in twee types: 316 en 316 L. Beide types zijn gemakkelijk te bewerken en kunnen daarom worden gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie en de energiesector om producten te produceren met behulp van rapid prototyping-technieken.
- Graad 304. Je komt dit type roestvrij staal waarschijnlijk tegen. De non-ferrometalen zijn nikkel en chroom. Daarom wordt het gebruikt voor de productie van producten die geschikt zijn voor gebruik in zout water. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt voor bevestigingsmiddelen, buizen en vriezers in de voedingsmiddelenindustrie.
- Klas 310Dit roestvrij staal is zeer goed bestand tegen hoge temperaturen. Het wordt gebruikt als cryogeen materiaal in verbrandingstanks omdat het zeer goed bestand is tegen hitte en kalkaanslag. Vanwege deze eigenschappen hebben ze ook andere toepassingen.
We hebben een vergelijking gemaakt tussen 4140 en 4130 staal. Bekijk de!
Martensitische roestvaste staalsoorten
Martensitisch roestvast staal bevat veel koolstof (0,1% tot 0,12%) en chroom (10,5% tot 18%) en is magnetisch. Vanwege het hoge koolstofgehalte moeten deze roestvaste staalsoorten worden verhit en afgekoeld om te harden.
Hierdoor kunnen ze worden gebruikt in toepassingen waar de sterkte, bestendigheid en bewerkbaarheid van roestvast staal vereist zijn. Er zijn veel soorten martensitisch roestvast staal. Hieronder volgen enkele van de meest gebruikte soorten voor rapid prototyping.
- Graad 431. Van de martensitische roestvaste staalsoorten die we hier bespreken, is klasse 431 het minst gevoelig voor roest. Na een warmtebehandeling zoals ontlaten wordt het hard en zeer corrosiebestendig. Om deze reden wordt het vaak gebruikt voor onderdelen voor gebruik in zoet water.
- Cijfer 440. Staal van klasse 440 is verkrijgbaar in drie varianten: 440a, 440b en 440c. Ze zijn gemaakt van hard, koolstofstaal dat warmtebehandeld is voor extra sterkte en slijtvastheid. Bovendien zijn ze ongevoelig voor zuren, logen of water. Daarom kunnen ze in dergelijke omstandigheden worden gebruikt.
- Cijfer 416. Als u roestvast staal wilt bewerken, is 416 een van de beste soorten (ongeveer 85% bewerkbaarheid). Het is daarom een belangrijk materiaal voor de productie van motorassen, schroeven, moeren, bouten, tandwielen en kleppen.
Duplex roestvrij staal
Duplex roestvast staal is een nieuw type roestvast staal dat voornamelijk bestaat uit gelijke hoeveelheden ferriet en austeniet. Dit mengsel heeft een zeer hoge sterkte en corrosiebestendigheid, met name tegen chloridecorrosie.
Ze zijn ook bestand tegen spanning omdat ze een hoog chroom- en molybdeengehalte en een laag nikkelgehalte bevatten. Dit maakt ze twee keer zo sterk als andere staalsoorten. Duplexstaal is kosteneffectief en wordt veel gebruikt in offshore-, bouw- en constructietoepassingen. Duplexstaal is verkrijgbaar in twee verschillende kwaliteiten:
- Cijfer 2304. Mensen geven de voorkeur aan roestvrij staal van klasse 2304 omdat het niet roest en zeer sterk is. Het is beter dan roestvrij staal van klasse 316 omdat het geen molybdeen bevat. Het is een populair materiaal voor de productie van producten voor de voedingsmiddelen- en drankenindustrie.
- Cijfer 2205. Roestvrij staal van klasse 2205 heeft de eigenschappen van zowel ferritisch als austenitisch roestvrij staal. Het is zeer roestbestendig dankzij het hoge gehalte aan molybdeen en chroom.
Neerslaggehard roestvrij staal
Roestvast staal dat door neerslag gehard is, is austenitisch of martensitisch roestvast staal. Het kan ook warmtebehandeld worden om het gemakkelijk te bewerken, magnetisch te maken en zeer sterk te maken. Er zijn verschillende soorten roestvast staal, afhankelijk van het nikkel- en chroomgehalte. Hieronder volgen enkele veelvoorkomende soorten roestvast staal die door neerslag gehard zijn.
- 17-4PH (17% chroom, 4% nikkel)Dit roestvrij staal bevat 17% chroom en 4% nikkel. Door de hoge corrosiebestendigheid is het geschikt voor veel toepassingen in de voedingsindustrie. Het wordt ook gebruikt voor grotere CNC-bewerking toepassingen, zoals de vervaardiging van vliegtuigmotorbladen of andere mechanische onderdelen.
- 15-5 PH (15% chroom, 5% nikkel). 15% chroom en 5% nikkel vormen dit type roestvrij staal, dat dezelfde eigenschappen heeft als deze twee materialen. Het kan worden gebruikt voor de productie van vele producten, zoals vliegtuigonderdelen, kleppen, tandwielen, assen, onderdelen van oliebronnen en onderdelen van kernreactoren.
Hoe kiest u de juiste kwaliteit roestvrij staal?
Er zijn verschillende soorten roestvrij staal. Daardoor zijn er diverse instapmogelijkheden. Toch kan het lastig zijn om de juiste roestvrijstaalkwaliteit voor uw project te kiezen. Daarom dient dit gedeelte als leidraad bij het kiezen van roestvrijstaalmaterialen, waarbij de verschillende factoren worden beschreven die u helpen bepalen welke roestvrijstaalkwaliteit u moet gebruiken.
Denk aan het lasproces
Austenitisch roestvast staal is geschikt voor elk proces waarbij roestvast staal moet worden vervaardigd dat goed lasbaar is. Dit komt doordat het weinig koolstof bevat.
Ook ferritische roestvaste staalsoorten zoals 409 en 430 kunt u lassen. Martensitisch staal is daarentegen niet geschikt om te lassen, omdat het zwak is, gemakkelijk breekt en vaak scheurt.
Houd rekening met vormbaarheid
Austenitische staalsoorten zoals 316 en 304 en ferritische staalsoorten zoals 430 en 409 zijn goede keuzes voor processen waarbij roestvast staal vereist is dat gemakkelijk te vormen is. Martensitische roestvaste staalsoorten zijn minder bros en moeilijk te vormen.
Corrosiebestendigheid
Van de verschillende soorten roestvast staal is austenitisch roestvast staal zeer corrosiebestendig. Dit komt door de hoge concentraties chroom en molybdeen. Het kan buiten worden gebruikt, omdat roestvast staal niet wordt aangetast door weersinvloeden en andere factoren. Ferritisch en martensitisch roestvast staal zijn goedkoper dan austenitisch roestvast staal wat betreft corrosiebestendigheid.
Warmtebehandelbaarheid
Warmtebehandeling is een belangrijke overweging bij het zoeken naar de juiste roestvrijstaalsoort voor een project. 17-4 PH martensiet kan warmtebehandeld worden. Austenitisch en ferritisch staal zijn echter niet bestand tegen de hoge temperaturen die gepaard gaan met warmtebehandeling.
Mechanische eigenschappen
De mechanische eigenschappen van roestvast staal zijn uiteraard erg belangrijk bij de keuze van het juiste staal. U moet rekening houden met factoren zoals temperatuur, sterkte, taaiheid, ductiliteit en rekbaarheid voordat u uw keuze maakt.
Kosteneffectiviteit en beschikbaarheid
Kwaliteit is erg belangrijk bij het kiezen van de juiste kwaliteit. U kunt kiezen voor een kwaliteit die gemakkelijk te vinden is, minder corrosiegevoelig, goedkoper en van goede kwaliteit. Austenitisch staal is een goede keuze wat betreft kwaliteit, maar is moeilijker te vinden omdat het duurder is dan andere staalsoorten.
Veelvoorkomende toepassingen van roestvrij staal
Veel verschillende industrieën gebruiken roestvrij staal op verschillende manieren. Hier zijn enkele manieren waarop roestvrij staal wordt gebruikt in rapid prototyping-producten.
Voedingsindustrie
Keukengerei zoals gootstenen, bestek, borden en schalen zijn gemaakt van roestvrij staal. Het kan in deze ruimte worden gebruikt omdat het niet roest of corrodeert en micro-organismen er niet op kunnen groeien.
Medisch veld
De medische sector is een belangrijk gebied waar roestvrij staal wordt gebruikt. In dit geval kan roestvrij staal worden gebruikt voor chirurgische instrumenten. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor chirurgische implantaten voor het fixeren van gebroken botten en voor het implanteren van instrumenten.
Lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie
Onderdelen van vliegtuigen en auto's zijn gemaakt van roestvrij staal, een belangrijk materiaal. Roestvrij staal kan in deze sectoren worden gebruikt, mits het correct en nauwkeurig wordt geproduceerd.
Andere industrieën
Roestvrij staal kan ook op andere manieren worden gebruikt, bijvoorbeeld voor kookgerei en verlichtingsproducten. Zoals u ziet, is roestvrij staal zeer veelzijdig, wat belangrijk is voor rapid prototyping, zoals CNC-bewerking.
Conclusie
Roestvrijstalen materialen zijn erg belangrijk in de productie. Welke roestvrij staalsoort u moet gebruiken, hangt af van veel factoren, zoals de kwaliteit en eigenschappen van het roestvrij staal. Dit artikel helpt u dit volledig te begrijpen door u te vertellen hoe u het juiste roestvrijstaal kiest. Het bespreekt de verschillende soorten roestvrij staal, hun kwaliteiten en hun kenmerken. Het geeft ook richtlijnen voor het kiezen van het juiste staal.
Veelgestelde vragen
Waarom roest roestvrij staal niet?
De roestwerende eigenschappen van roestvrij staal komen voort uit de eigenschappen van de metalen waaruit het bestaat. Door de aanwezigheid van elementen zoals chroom heeft roestvrij staal een uitstekende corrosiebestendigheid.
Welk roestvrij staal is het beste?
Afhankelijk van uw behoeften en de locatie is roestvrij staal van klasse 316 zeer corrosiebestendig en de beste keuze bij blootstelling aan chloor, chemicaliën en de omgeving.
Hoe lang gaat roestvrij staal mee?
De levensduur van roestvrij staal is relatief, omdat deze afhangt van hoe en waar het wordt gebruikt en de elementen waaruit het bestaat. Normaal gesproken varieert de levensduur van roestvrij staal van 20 jaar tot meer dan 1000 jaar.