Rustfrit Stål / Duplex

Rustfrit stål er en stor gruppe materialer, der alle har det til fælles, at hovedelementet er jern (deraf ”stål”), og indholdet af krom (Cr) er mindst 10,5 %.
Udover krom og jern kan stålet indeholde en bred vifte af andre legeringselementer.
Det kan fx være nikkel (Ni), kulstof (C) og molybodæn (Mo).
De forskellige legeringer har til formål at forbedre enten de mekaniske og / eller korrosionsmæssige egenskaber for stålet.
Udover at forbedre stålet, har legeringslementerne betydning for, hvilken type eller kvalitet det rustfrie stål er.
Det samme gælder for mængden af krom. Det er nemlig kromindholdet og legeringerne, der har betydning for hvilken gruppe eller type af rustfrit stål, produktet hører til.
I alt findes der 5 rustfrie ståltyper eller –kvaliteter: Austinitisk, Ferritisk, Martensitisk, Duplex og Super Duplex.
Forskellige typer rustfrit stål Det lavest legerede af alle rustfri stålkvaliteter (f.eks. EN 1.4003) indeholder kun 10,5 % krom og resten jern.

Rustfrit stål kan efter krystalstruktur opdeles i forskellige typer rustfrit stål fordelt på fem hovedgrupper:

• Austenitisk, rustfrit stål
• Martensitisk, rustfrit stål
• Ferritisk, rustfrit stål
• Duplex, rustfrit stål
• Udskillelseshærdende, rustfrit stål

Forskellen på AISI 304 og AISI 316

AISI 304 er rustfri stål, hvor der kan komme overfladerust på. AISI 316 er rustfri og syrefast stål, hvor der ikke kan komme overfladerust eller syreskader.

AISI 304 rustfrit stål er det mest anvendte materiale til rustfrit stål, og det består af ca. 18% chrom og ca. 8% nikkel.

Fordelene ved AISI 304 er bl.a. 

• god korrosionsbestandighed og slidstyrke
• øget trækstyrke og flydepunkt
• gode mekaniske egenskaber ved lave temperaturer.

Rustfrit stål AISI 316 er et rustfrit stål med et molybdænindhold (2 til 3%). Massefraktionen af krom er 16% og nikkel - 10%.

Fordelene ved AISI 316 er bl.a.

• forbedret korrosionsbestandighed og varmebestandighed
• bedre modstandsdygtighed over for korrosion
• god modstandsdygtighed over for oxidation
  
  

Ofte anvendte legeringselementer i rustfrit stål:

Krom, Cr
Hovedlegeringselementet i alle rustfri stålkvaliteter og normalt tillegeret i 10-25 %.
Stålets usynlige passivfilm består primært af krom-oxider, og generelt stiger stålets korrosionsbestandighed i de fleste miljøer (især grubetæring og spaltekorrosion) med stigende indhold af netop Cr.
Passiverer bedst under iltende (oxiderende) betingelser.
Mekanisk stiger brudstyrken med stigende kromindhold, og det samme gør varmebestandigheden og bestandigheden mod dannelse af glødeskaller.
Ferritdanner, hvorfor øget kromindhold skal balanceres af en tilsvarende stigning i nikkelindholdet.

Molybdæn, Mo
Tillegeres 0,8-7,5 %. Endnu bedre end krom til at "passivere", og selv små mængder af Mo vil forbedre korrosionsbestandigheden mærkbart – især i sure, iltfattige medier.
Virker gavnligt mod alle korrosionsformer, men er desværre et dyrt legeringselement.
Prisforskellen mellem "almindeligt rustfrit" og "syrefast" kan i høj grad henføres til de mindst 2 % af molybdæn.
Ferritdanner, der øger stålets mekaniske styrke, og som ligesom krom kræver ekstra nikkel for at holde austenitstrukturen.

Carbon (kulstof), C
Skadeligt element, som i alle andre end martensitiske typer søges holdt så langt nede som muligt. Normalt < 0,08 %; lavkulstof < 0,03 %.
For marten- sitiske stålkvaliteter ligger C typisk på 0,12-1,2 % – jo højere, jo mere hærdbart.
C binder Cr, især ved temp. 500-850º C (= sensibilisering), som kan føre til interkrystallinsk korrosion.
Dette er årsagen til, at man i vore dage hyppigt an- vender lavkulstofståltyperne EN 1.4307 og 4404.
C er en stærk austenitdanner, hvorfor det lave indhold i moderne stål skal kompenseres ved ekstra Ni, hvis strukturen skal holdes. Dette ses ved 4306 og især 4435.

Nitrogen (kvælstof), N
0-0,5 %. Styrker passiviteten, selv i ekstremt små mængder, men er i praksis vanskeligt at tilsætte til det smeltede metal.
Bruges ofte i højtlegerede auste- nitter og duplexe stålkvaliteter.
Eneste austenitdanner, der gavner stålets pas- sivitet og særligt effektiv mod grubetæring og spaltekorrosion.

Silicium, Si
Tilføres som regel som forurening fra stålværkernes smeltedigler. Austenitdanner og normalt til stede under 1,0 %.
Ingen stor effekt på korrosions- bestandigheden i det normale koncentrationsområde.

Mangan, Mn
Som Si normalt til stede som forurening i stålet (1-2 %, dog op til 5-6 % i AISI 200-klassen).
Forbedrer stålets varmvalseegenskaber og virker moderat styrke- øgende. Austenitdanner, der ikke i sig selv har den store effekt på korrosions- forholdene, men kan binde svovl til de yderst skadelige mangan-sulfider (MnS).

Svovl, S
Forurening og yderst skadelig for korrosionsbestandigheden. Normalt S < 0,015 %, men rustfri automatstål indeholder 0,15-0,35 %.
Danner mangansulfider (MnS), som virker spånbrydende og reducerer værktøjsslid, og automatstål er derfor langt bedre til spåntagende bearbejdning end de "normale", seje auste- nitter.
Desværre er MnS en katastrofe for bestandigheden over for alle typer kor- rosion, og 4305 er i praksis meget mindre korrosionsbestandig end det almin- delige 4301.
Svovllegerede stålkvaliteter er ikke egnede til hverken svejsning eller bejdsning.

Fosfor, P
Som S en uønsket forurening, men knap så katastrofal for korrosionsbestandig- heden.
Søges nedbragt til et minimum ( < 0,045 %), men ligger oftest endnu lavere.

Kobber, Cu
0-2 %. Styrker korrosionsbestandigheden i sure, reducerende (ikke-iltende) medier (f.eks. svovlsyre) ved at accelerere brintudviklingen og derved få gjort mediet mere iltende (= anodisk beskyttelse).
904L indeholder 1,2-2 % Cu og er særligt egnet til svovlsyre. Cu virker styrkeøgende i PH-legeringerne.

Titan / Niob, Ti / Nb
Vigtige elementer, især fordi både Ti og Nb binder kulstof og derved modvirker C's skadelige effekt i austenitiske stålkvaliteter (sensibilisering og interkrystal- linsk korrosion).
Effekten af at tilsætte Ti/Nb svarer ca. til at anvende lavkulstof- stål, og 4541 og 4571 kan som regel erstattes med henholdsvis 4307 og 4404.
Mekanisk set er Ti-Nb-stål marginalt stærkere end lavkulstofstål (især ved høje temperaturer), men til gengæld sværere at polere op pga. Ti-karbider, og brugen af Formiergas kan få svejsesømmen til at blive gullig pga. dannelse af Ti-nitrider.
I ferritiske stålkvaliteter medvirker Ti og Nb til at stabilisere stålet og gøre det svejsbart (f.eks. 4512, 4509 og 4521).

Duplex

Super Duplex

Messing

Messing er en legering, der fremkommer ved blanding af metallerne kobber og zink, eventuelt med et mindre indhold af andre metaller.
blandingsforholdet mellem kobber (cu) og zink (zn) kan variere, alt efter hvad messingen skal bruges til,
da blandingsforholdet og indholdet af andre metaller har betydning for legeringens egenskaber, eksempelvis smeltepunkt, hårdhed og modstandsdygtighed over for kemiske påvirkninger.

Almindelig gul messing: 62 % cu, 38 % zn. smeltepunkt cirka 900 °c.
rød messing: 90 % cu, 10 % zn. smeltepunkt 996 °c.
messing kan ikke hærdes.

Messing har en en oligodynamiske effekt, det vil sige det dræber vira og bakterier.

Messing cuzn39pb3
materialegruppe messing, kortspån > 600 n/mm² (18.1)
materialebetegnelser
stnr:2.0401
din:cuzn39pb3
gost:лс58-3, ls58-3
materialeegenskaber
trækstyrke [n/mm²]:360 - 500
hårdhed:120 - 200 hb
e-modul [kn/mm²]:115
kc 1.1 [n/mm²]:980
m:0,25

Aluminium

Plast

PC (polycarbonat)
PETP kendetegnes ved materialets store stivhed, gode dimensionsstabilitet, gode friktion- og slidegenskaber, gode strålingsegenskaber samt lave fugtighedsabsorption. Kan fræses og drejes. Typiske applikationer er skinner, sliddele, lejer, greb og ruller. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -40 °C til +100 °C

PETP PVC - klar
Den klare PVC er kendetegnet ved god mekanisk styrke, stivhed, hårdhed og dimensionsstabilitet. Udover dette har klar PVC også en god bestandighed overfor de fleste syrer og baser. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -10 °C til +60 °C

PP
PP bliver blandt andet brugt til kar, pumpedele, kabinetter og meget andet. PP er typisk det valgte materiale, hvis der er krav om høj kemikalieresistens, høj udmattelsesstyrke samt lav vandabsorption. Kan både svejses, fræses og drejes. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. +5 °C til +100 °C

PETP
PETP kendetegnes ved materialets store stivhed, gode dimensionsstabilitet, gode friktion- og slidegenskaber, gode strålingsegenskaber samt lave fugtighedsabsorption. Kan fræses og drejes. Typiske applikationer er skinner, sliddele, lejer, greb og ruller. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -40 °C til +100 °C

PVC - klar
Den klare PVC er kendetegnet ved god mekanisk styrke, stivhed, hårdhed og dimensionsstabilitet. Udover dette har klar PVC også en god bestandighed overfor de fleste syrer og baser. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -10 °C til +60 °C

PEHD 300 - PEHD 500 - PEHD 1000
PEHD er ideelt til eksempelvis glideskinner – især mod metaller, da det har en meget lav friktion. Er let bearbej-delig ved spåntagende bearbejdning. PEHD 300 er derudover god ved varmebukning, form-ning og svejsning. Med en vægtfylde på kun 0,96 kg/m2 er materialet også meget let. Ring og hør hvilken kvalitet du skal vælge af de 3 varianter, PEHD 300, PEHD 500 og PEHD 1000. Kontinuerligt temperaturområde: PEHD 300: Ca. -50 °C til +80 °C PEHD 500: Ca.-100 °C til +80 °C PEHD 1000: Ca. -250 °C til +80 °C

PA6 - PA6 G - (nylon)
Materialet PA6 og PA6 G anvendes typisk, hvor der er høje krav til styrke, stivhed og sejhed. Ydermere har plasttypen en god resistens mod opløsningsmidler og kulbrinter. Ideel til applikationer såsom tandhjul, sliddele, glidelejer og lignende emner, hvor overstående egenskaber er et krav. Leveres i en standard variant samt med forskellige tilsætningsmidler for bedre friktion mm. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -40 °C til +110 °C (afhængig af variant)

POM-C
POM-C er nok den mest brugte plasttype til traditionel bearbejdning ved drejning og fræsning. POM-C har mange gode egenskaber såsom stor dimensionsstabilitet, stor hårdhed og stivhed samt en lav vandabsorption. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -60 °C til +100 °C

PETG
PETG kendetegnes blandt andet på dens hårde overflade, gode slagstyrke og høje transparens. Kan koldbukkes i tykkelser op til 3 mm. PETG har derudover en relativ høj kemikalieresistens. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -40 °C til +60 °C

PVDF
PVDF anvendes ved krævende applikationer indenfor kemisk- og medicinalteknisk industri. Eksempelvis tanke, kar, pumpedele mm. Materialet kendetegnes ved dens styrke og hårdhed, gode kemikalie resistens, gode mekaniske egenskaber, UV-resistens samt det store temperaturspænd. Kan fræses, drejes og svejses. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -40 °C til +150 °C

PEEK
PEEK kendetegnes ved sine fremragende mekaniske egenskaber, et stort temperaturspænd, høj kemisk resistens, stor sejhed (også i kulde) og ekstremt gode slid- og friktionsegenskaber. PEEK anvendes ved krævende applikationer bl.a. indenfor maskin-, elektronik- og fødevareindustrien. Kan både fræses og drejes. Kontinuerligt temperaturområde: Ca. -60 °C til +250 °C

Beabejdningsvejledning for Prodec 304L/4307 og Prodec 316L/4404

Prodec 304L/4307 og Prodec 316L/4404 er specialvarianter af standardtyperne 304 (UNS S30400) / 304L (UNS S30403) og 316 (UNS S31600) / 316L (UNS S31603)
henholdsvis med forbedret metallurgi for bedre bearbejdelighed.
De generelle regler for bearbejdning af rustfrit stål gælder også for Prodec-kvaliteterne.
Forskellen er, at Prodec-kvaliteter muliggør længere værktøjslevetid og/eller hårdere bearbejdningsforhold.

Retningslinjer for bearbejdning
Skæreparametrene i denne vejledning fungerer under normale skæreforhold.

Det anbefales at begynde med skæreparametre i de områder, der er angivet i tabellerne,
og derefter at forbedre parametrene ved at flytte til højere eller lavere hastighed, fremføring eller skæredybde, indtil den bedste ydeevne er nået.
Det er muligt at havne i et område noget uden for de værdier, der er angivet i tabellerne afhængig af den aktuelle maskinopsætning.

Andre fremstillingsoperationer såsom svejsning, varmbearbejdning og koldbearbejdning kan udføres på samme måde som for Core 304L/4307 og Supra 316L/4404.

Produkt forme
Prodec 304L/4307 og Prodec 316L/4404 fås som sekskantede, firkantede, flade og runde stænger samt valsede barrer og plade.

Drejning

• Maskinen og opsætningen skal være stabil.
• Brug den kortest mulige værktøjslængde.
• Brug kølevæske.
• Brug mindst mulig næseradius for at undgå vibrationer.

* = Belagte skær

Fræsning

• Undgå at skære gennem huller/hulrum.
• Sørg for god spånevakuering, genskæring af spåner kan forårsage skade på værktøjet.
• Brug kølevæske.

* = Fuld Cemented Hårdmetal

Boring – højhastigheds stålspiralbor

• Brug af højlegerede koboltbor foretrækkes.
• Brug kølevæske.
• Brug om muligt intern kølevæske gennem boret.
• Med PVD-belagte HSS-bor kan skærehastigheden øges med 10 %.
• Brug så korte bor som muligt.

* = HSS-5%Co

Andre bearbejdningsoperationer

Afstik

• Reducer tilspænding med 50 % ca. 6 mm fra midten.

Rømning

• Type kølemiddel: emulsion eller skæreolie.

GevindTappe

• Til bund huller, brug spiraltappe for god spånevakuering.
• For gennemgående huller, brug spidse spiraltappe med "gun nose" til at skubbe spånerne fremad.

Gevind Drejnind med enkelt platte

• Fuld profilplatte til bedste gevind kvalitet.
• V-profil skær – gevindskæring med minimum værktøjsbeholdning.
• Multi skær til økonomisk gevindskæring i masseproduktion.

Boring med vendeskær

• Brug producentens anbefaling.

Fejlfinding

	Kant slidtage For længere værktøjslevetid – reducer skærehastigheden, eller brug et hårdere skær.
	Not slidtage Not slidtage er en almindelig slidmekanisme ved bearbejdning af rustfrit stål. Øget skærehastighed vil reducere hakket, men øge kant slidtage. Hvis det er muligt, skal du bruge et skær med mindre indføringsvinkel 60-80 grader eller variabel skæredybde eller blødere skærkvalitet.
	Opbygget kant (B.U.E.) Opbygget kant opstår, når skærehastigheden er for lav, og det rustfri stål har en tendens til at klæbe til værktøjet (ved fræsning klæber spånerne til værktøjet). For at undgå – øg skærehastigheden eller brug en anden belægning.
	Plastisk deformation For at undgå – reducer enten skærehastigheden, fremfør eller brug et hårdere skær.
	Lange spåner For at undgå – øg tilspændingen eller brug et skær med mindre spånbryder.