Hoe kunt u producten van superieure kwaliteit en prestaties maken? Hoe kunnen we tegen lagere kosten producten van vergelijkbare kwaliteit maken? Deze vragen houden iedereen bezig, van de productontwerper tot de productiemanager en de koper, en ze zijn ook belangrijk voor productfabrikanten om een concurrentievoordeel op de markt te behouden. Op het gebied van nikkelhoudend roestvast staal hebben verschillende legeringen verschillende kenmerken. Als het om roestvast staal gaat, hoe kiest een materiaalselector dan het juiste type legering?
Duplex roestvrij staal
Duplex (austenitisch-ferritisch) roestvast staal heeft een veel hogere vloeigrens en treksterkte dan austenitisch of ferritisch roestvast staal. Daarom kan het gebruik van materialen uit de duplexserie met een hogere sterkte de wanddikte van opslagtanks of drukvaten verminderen, wat tot marktinteresse heeft geleid. De hogere taaiheid van duplex roestvast staal heeft echter invloed op de vervormbaarheid van het product. Bovendien verschilt duplex roestvast staal van de gebruikelijke austenitische legeringen, wat ook voor problemen bij het lasproces kan zorgen. Er kunnen ook aanzienlijke verschillen bestaan bij het lassen tussen verschillende subseries duplex roestvast staal, zoals economy, standaard en super duplex roestvast staal.
De temperatuur waarbij de toepassing naar verwachting zal plaatsvinden, is ook belangrijk omdat er een aantal beperkingen zijn aan het gebruik van duplexlegeringen. De ferrietfase kan bij lage temperaturen bros worden en kan ook schadelijke microstructurele veranderingen veroorzaken bij temperaturen zo laag als 270 graden. Elke subserie omvat veel verschillende soorten legeringen, wat voor fabrikanten tot veel problemen leidt bij het aanschaffen van complete sets in verschillende maten en productvormen. Sinds de stikstoflegering van duplex roestvast staal is hun marktaandeel aanzienlijk toegenomen. De afgelopen tien jaar schommelde het marktaandeel van duplex roestvast staal echter rond de 1% vanwege de complexiteit van het proces waarin het product wordt gebruikt.
Roestvrij staal uit de 200-serie
Het volledig austenitische roestvrij staal uit de 200-serie is al meer dan 70 jaar in ontwikkeling. Vanwege het hoge mangaangehalte van deze legering kan het nikkelgehalte op passende wijze worden verminderd, maar niet volledig worden geëlimineerd. Tegenwoordig zijn de meeste producten uit de 200-serie verkrijgbaar in legeringen met een laag chroomgehalte, waarbij het chroomgehalte doorgaans 16 tot 12 procent bedraagt. Daarentegen biedt 304 roestvrij staal, met een minimaal chroomgehalte van 17,5 procent, een hogere corrosieweerstand. Als een product slechts minimale corrosiebestendigheid vereist, kan de 200-serie worden gebruikt. Roestvrij staal uit de 200-serie hardt snel uit tijdens koudvervormen, waarbij soms koude scheuren ontstaan na een periode van afkoeling. Daarom wordt er vaak koper aan deze roestvrij staalsoorten toegevoegd om de hardingssnelheid te verminderen. Daarom moet er bij het selecteren van roestvast staal uit de 200-serie met een laag chroomgehalte rekening mee worden gehouden dat ze voldoende corrosieweerstand en geschikte bewerkbaarheid hebben.
Ferritische roestvaste staalsoorten
De unieke eigenschappen van ferritisch roestvast staal werden meer dan 110 jaar geleden ontdekt. Het chroomgehalte van deze familie van roestvast staal varieert van een absoluut minimum van 10,5% (de definitie van roestvast staal) tot bijna 30%. Ferritisch roestvast staal wordt het meest gebruikt voor plaatdiktes van minder dan of gelijk aan 4 mm, omdat extreme korrelgroei een probleem is in het middelmatige tot zware plaatdiktebereik, vooral tijdens het lassen. Net als bij duplex roestvast staal zijn er beperkingen aan het gebruik van ferritische fasen bij zowel lage als hoge temperaturen. Aanvankelijk waren de lage kosten de belangrijkste aantrekkingskracht van de ferritische serie voor materiaalselectors, omdat ze nikkelvrij zijn of een zeer laag nikkelgehalte hebben. Hun productiekosten zijn echter doorgaans hoger dan die van austenitisch roestvast staal en beperkingen in termen van dikte en gebruik bij verschillende temperaturen, evenals lasbaarheid, hebben de ontwikkeling van de ferritische serie beperkt. In feite is het percentage ferritische roestvrijstalen series in de totale productie sinds 2010 met ongeveer 30 procent gedaald. Bij toepassingen zoals dunwandige warmtewisselaarbuizen spelen de lagere thermische uitzetting en de hogere thermische geleidbaarheid van ferritisch roestvrij staal echter een belangrijke rol. .
