Staal is voornamelijk een legering van ijzer en koolstof, maar het koolstofgehalte is doorgaans minder dan 2%. Dat is niet veel, maar koolstof is het belangrijkste element dat de sterkte en hardheid beïnvloedt. Roestvrij staal is een legering die ijzer, chroom, nikkel en soms andere elementen zoals molybdeen bevat. Het chroom maakt roestvrij staal uitstekend bestand tegen corrosie.

• KoolstofstaalDe primaire componenten zijn ijzer en koolstof, met een koolstofgehalte dat doorgaans varieert van 0,2% tot 2,1%. Andere elementen, zoals mangaan, silicium, fosfor en zwavel, kunnen ook in kleine hoeveelheden aanwezig zijn.
• roestvrij staal: Het bestaat voornamelijk uit ijzer, koolstof en minstens 10,5% chroom (soms ook nikkel). De toevoeging van chroom is cruciaal omdat het reageert met zuurstof in de lucht en zo een dichte chroomoxidelaag vormt, die roestvrij staal zijn roestwerende en corrosiewerende eigenschappen geeft.

Verschillen in eigenschappen

Door verschillen in samenstelling hebben roestvrij staal en staal ook zeer verschillende eigenschappen. In tegenstelling tot gewoon staal bevat roestvrij staal chroom, dat een beschermende oxidelaag vormt die roest en corrosie voorkomt.

Qua esthetische kwaliteiten is roestvrij staal gepolijster en moderner dan gewoon staal. De meeste soorten koolstofstaal zijn magnetisch, wat in bepaalde toepassingen voordelig kan zijn. Maar roestvrij staal, zoals 304 of 316, is niet-magnetisch.

Staal versus roestvrij staal: productieprocessen

Productieprocessen voor staal en roestvrij staal omvatten verschillende productiefasen om grondstoffen om te zetten in eindproducten. Hieronder volgen de kritieke productieprocessen die betrokken zijn bij de productie van staal en roestvrij staal:

Staalproductieprocessen

A. IJzerproductie

Tijdens dit proces worden ijzererts, cokes (koolstof) en vloeimiddelen (kalksteen) in een hoogoven gebracht. De intense hitte smelt het ijzererts, en de koolstof reduceert het ijzeroxide, waardoor gesmolten ijzer ontstaat, ook wel ruwijzer genoemd.

B. Staalproductie

Neem het basisproces van de zuurstofoven (BOF) als voorbeeld. Bij dit proces wordt het hoogovenroetmetaal (DRI) in een convertervat geladen. Zuurstof met een hoge zuiverheidsgraad wordt in de boot geblazen, waardoor onzuiverheden worden geoxideerd en het koolstofgehalte wordt verlaagd om staal te produceren.

C. Continu gieten

Continugieten is het gieten van gesmolten staal tot halffabricaten, zoals plakken, knuppels of blokken. Hierbij wordt het gesmolten staal in een watergekoelde mal gegoten en gestold tot een doorlopende streng. Deze streng wordt vervolgens op de gewenste lengte gesneden.

D. Vormen en modelleren

Walsen: De halffabricaten van het continugieten worden in warm- of koudwalserijen gewalst om de dikte te verminderen, de oppervlaktekwaliteit te verbeteren en de gewenste afmetingen te verkrijgen.

Smeden: Smeden is een proces waarbij verhit staal wordt gevormd met behulp van drukkrachten. Het wordt vaak gebruikt voor de productie van componenten die een hoge sterkte en duurzaamheid vereisen.

Productieprocessen van roestvrij staal

A. Productie van roestvrij staal

Smelten: roestvrij staal wordt geproduceerd door het smelten van een combinatie van ijzererts, chroom, nikkel en andere legeringselementen in elektrische vlamboogovens of inductieovens.

Raffinage: Het gesmolten roestvrij staal ondergaat raffinageprocessen zoals argon-zuurstofontkoling (AOD) of vacuüm-zuurstofontkoling (VOD) om de samenstelling aan te passen, onzuiverheden te verwijderen en de gewenste eigenschappen te controleren.

B. Vormen en modelleren

Warmwalsen: De roestvrijstalen blokken of platen worden verhit en door warmwalsmolens gevoerd om de dikte te verminderen en ze te vormen tot rollen, platen of platen.

Koudwalsen: Koudwalsen vermindert de dikte van roestvrij staal verder en zorgt voor de gewenste oppervlakteafwerking. Het verbetert ook de mechanische eigenschappen en maatnauwkeurigheid.

C. Warmtebehandeling

Gloeien: roestvrij staal ondergaat gloeien, een warmtebehandelingsproces, om interne spanningen te verlichten en de ductiliteit, bewerkbaarheid en corrosiebestendigheid te verbeteren.

Harden en ontlaten: Sommige soorten roestvrij staal ondergaan een hardings- en ontlaatproces om hun mechanische eigenschappen, zoals hardheid, taaiheid en sterkte, te verbeteren.

D. Afwerkingsprocessen

Beitsen: RVS-oppervlakken kunnen worden gebeitst in een zuuroplossing om aanslag, oxiden en andere oppervlakteverontreinigingen te verwijderen.

Passiveren: Passiveren is een chemische behandeling die de corrosiebestendigheid van roestvast staal verbetert door een beschermende oxidelaag op het oppervlak te vormen.

De specifieke processen die worden toegepast, kunnen variëren afhankelijk van de gewenste staal- of roestvaststaalsoort en de beoogde toepassing van het eindproduct.

Staal versus roestvrij staal: sterkte en duurzaamheid

De sterkte van staal hangt voornamelijk af van het koolstofgehalte en andere legeringselementen, zoals mangaan, silicium en sporen van verschillende componenten. Hoogsterktestaalsoorten, zoals hoogsterkte laaggelegeerd staal (HSLA) en geavanceerd hoogsterktestaal (AHSS), worden gebruikt in veeleisende toepassingen zoals de auto-industrie en de bouw. ​​Roestvast staal heeft over het algemeen een lagere sterkte dan staal, maar is nog steeds voldoende sterk voor de meeste toepassingen.

Staal versus roestvrij staal: kostenvergelijking

Qua prijs is staal over het algemeen goedkoper dan roestvrij staal, waardoor het voor veel projecten een budgetvriendelijke keuze is. Roestvrij staal is namelijk duurder om te produceren dan staal, zowel qua productieproces als qua samenstelling.

Staal versus roestvrij staal: toepassingen

Staal en roestvrij staal zijn veelzijdige materialen die in diverse toepassingen in diverse industrieën worden gebruikt. Staal, vanwege zijn sterkte en duurzaamheid, wordt veel gebruikt in bouwprojecten zoals bruggen, gebouwen en infrastructuur. Het is een populaire keuze voor structurele componenten.

De corrosiebestendige eigenschappen van roestvrij staal maken het ideaal voor omgevingen waar blootstelling aan vocht of chemicaliën een probleem is. Dit maakt roestvrij staal een uitstekende keuze voor keukenapparatuur, voedselverwerkende apparatuur, medische apparatuur en sieraden.

In de auto-industrie spelen beide materialen een cruciale rol: staal wordt vaak gebruikt in voertuigframes vanwege de sterkte, terwijl roestvrij staal wordt gebruikt in uitlaatsystemen vanwege de bestendigheid tegen hoge temperaturen en corrosie.

Conclusie

Het belangrijkste verschil tussen gewoon staal en roestvrij staal iscorrosiebestendigheidTerwijl gewoon staal sterk is, maar gevoelig voor roest, is roestvrij staal roestbestendig dankzij de aanwezigheid van chroom, dat een beschermende oxidelaag vormt. Afhankelijk van de toepassing kunt u het juiste materiaal kiezen om prestaties en kosten in evenwicht te brengen.