Rostfritt stål
10 tips på rostfritt stål
- Rostfritt stål är inte enbart ett definierat material, utan ett gemensamt begrepp för ett brett spektrum av legeringar, som alla har tre saker gemensamt:
* Huvudelementet måste vara järn (dvs. ett "stål")
* Stålet måste innehålla minst 10,5 % Krom (Cr)
* Stålet får innehålla maximalt 1,2 % Kol (C)
Utöver dessa tre krav kan det laboreras fritt och vi kan lägga till en mängd olika element för att påverka de fysiska eller kemiska egenskaperna i en riktning. Endast det periodiska systemet och fantasin sätter gränsen. - Det finns fem huvudgrupper av rostfritt stål, och de klart viktigaste av dessa är de austenitiska. I denna grupp har stål vanligtvis 16-20% Krom (Cr), 8-25% Molybden (Mo) och – viktigast av allt – minst 8% Nickel (Ni). Nickel är en effektiv austenitstabilisator och bidrar i hög grad till att driva stålet in i just de kubiska strukturerna (FCC). FCC-strukturen har i synnerhet fantastiska mekaniska egenskaper så som god töjbarhet och svetsbarhet, och dessutom är korrosionsegenskaperna inte så dåliga heller. Bland austeniterna hittar vi både det "vanliga rostfria" i 18/8-klassen (4301/AISI 304-klassen) och det molybdenhaltiga, "syrabeständiga" stålet i 4404(316-klassen). Den austenitiska gruppen av stål täcker cirka 70% av världsmarknaden.
- Om Nickel inte adderas till stålet så kommer oftast stålet att förbli kroppscentrerad kubisk (BCC). Detta är den struktur vi kallar ferritisk, och det är vanligt för den stålplåt som används för bilar, fartyg, byggnadsstål etc. Även om stålets korrosionsbeständighet har stärkts genom att tillsätta minst 10,5 % Krom (Cr) så är strukturen densamma.
Ferritiskt rostfritt stål är mycket magnetiskt och är lättast att hitta som tunnplåt. Vi ser dem ofta i köket bland annat som kylskåpsfasader och andra hushållsapparater, fläktkåpor, durkslag, rostfria skålar och – för tvättstugan – trummor av tvättmaskiner och torktumlare. Ferritiska stål är mer vanligt än vad folk tror. - Om Nickelnivån är på hälften av det som krävs för austenit, får vi en intressant dubbel struktur: Duplex. Nästan hälften av mikrostrukturen hos stålet äter allt Nickel och blir austenitisk, medan den andra halvan blir utan Nickel och blir således ferritisk. Duplex är därför en blandning av ferrit och austenit, vanligtvis 55% ferrit. Mekaniskt är duplexstål betydligt starkare (och därmed mindre böjbart) än både ferrit och austenit, det har även mycket hög korrosionsbeständighet. Duplexstål används därför oftast för ändamål där särskilt höga krav ställs på materialen – t.ex. på Nordsjön och inom den kemiska industrin.
- Vissa typer av rostfritt stål kan härdas. Detta är särskilt det så kallade martensitiska stålet, där kombinationen av hög kolhalt (C) och låg kromhalt (Cr) gör att stålet kan härdas av höga temperaturer och snabb nedkylning. De härdade martensiterna syns oftast i form av köksknivar. De kan slipas rakbladsvassa och på grund av hårdheten förblir de skarpa under lång tid. De rostfria bladen är mycket magnetiska (knivmagnet), men inte särskilt korrosionsbeständiga. Detta kan vi se genom att de kan få "röda prickar" efter några vändor i diskmaskinen. Detta kallas ofta "flugrost", men det är inte korrekt, eftersom det faktiskt är korrosion av bladen själva.
Fina köksknivar skall diskas för hand och under kranen. - Tack vare att minimumhalten på 10,5% Krom(Cr) har rostfritt stål en utmärkt förmåga att passiveras. Stålet är täckt av ett tunt (5-10 nm!) lager av kromoxider och detta lager fungerar som en ultratunn film som skyddar effektivt stålet från externa olyckor. Detta kallas "passivitet".
Tyvärr är den passiva filmen inte beständig mot allt; I vissa fall kan stålet korrodera. Oftast görs detta genom en lokal nedbrytning av den passiva filmen, medan resten förblir passiva. Korrosionsattacken blir därmed mycket lokal i form av t.ex. pinnhål (punktfrätning) eller sprickor (spänningskorrosion). - Stålens korrosionsbeständighet gentemot punktfrätning styrs ofta av halten Krom- (Cr) Molybden- (Mo) och delvis även Kväve- (N). Ju högre innehåll, desto bättre, så i praktiken är valet av det optimala rostfria stålet "bara" en fråga om att välja ett stål med hög halt av av Krom (Cr) och Molybden (Mo). Detta är också orsaken till att syrafast stål 4401 är mer hållbart än ”vanligt rostfritt” 4301. Nackdelen är naturligtvis att höglegerat stål tenderar att vara dyrare, så i praktiken måste du analysera varje situation och välja det stål som ger den bästa balansen mellan korrosionsbeständighet och pris.
- Korrosion är vanligtvis värst under helt nedsänkta förhållanden, men det kan också vara ett problem ovanför vattenlinjen. Den största skillnaden mellan förhållandena ovanför och under vattenlinjen är mängden elektrolyter. Under vatten finns det gott om; över vatten är det "bara" stänk, men det kan också vara illa nog vid kusten. Om du vill maximera stålets korrosionsbeständighet över vatten är det nödvändigt att tänka maximal dränering. Ytorna måste hållas fina och rena för att säkerställa minimal vidhäftning, och horisontella platser eller områden med backfall måste undvikas helt.
Ju mindre vatten, desto mindre sannolikhet för korrosion. - Det finns inget officiellt "livsmedelsgodkänt stål". Enligt EU-förordning 1935/2004 får stål inte påverka vare sig livsmedel eller konsumenter men det finns ingen lista över godkända ståltyper. Lyckligtvis är världen ganska enkel, och det danska projektet "Metal in Food" (2004-07) visade tydligt att när vi medvetet väljer stål och processer så att det inte finns någon korrosion, kommer tungmetaller inte heller att släppas ut till mediet. Ett annat bra argument för att välja ett tillräckligt korrosionsbeständigt stål och följa ”Good Manufacturing Practice” (GMP).
- Man skulle inte kunna tro det, men rostfritt stål är en av världens mest återvinningsbara metaller/legeringar, och upp till 80% av Europas nya stål är tillverkat med återvunnen råvara. Skrotet hämtas tillbaka från det enskilda företaget, varifrån det sorteras och körs till stålverket, där det smälts och justeras med extra Krom, Molybden, Nickel eller vad som än krävs för att få stål typ X:
* Alla användbara delar av stålet går tillbaka till nytt stål
* Vi begränsar den mycket miljöskadliga gruvdriften
* Vi behöver inte använda energi till att rena och raffinera malm för att få bort oönskade element som S, P etc.
* Det finns god ekonomi i att återanvända skrotet av rostfritt stål.
* Vi undviker rostfritt stål i naturen.
Faktum är att rostfritt stål är ett av de mest återvinningsbara materialen på planeten. Inga andra vanliga legeringar kan ge samma nivå av "återvinning".
