www.damstahl.dk Damstahl - a member of the NEUMO Ehrenberg-Group
Rustfrit stål er det tætteste, man kan komme på en standardlegering til kritiske formål, og vore hjemlige køkkener er ingen undtagelser. Der er rustfrit stål her og der og alle vegne, og det er efterhånden svært at finde et køkken, hvor der ikke er store mængder af rustfrit stål lige fra køkkenbordet til forskærerkniven og det almindelige bestik. Et moderne køkken uden rustfrit stål er nærmest utænkeligt. Typer og anvendelser af rustfrit stål ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 2) For de fleste mennesker er rustfrit stål nærmest synonymt med den umagnetiske og blanke ståltype, som man typisk finder til fx køkkenborde og vaske, de såkaldte austenitiske, rustfri stål. Det kendteste medlem af denne omfangsrige gruppe er det almindelige 18/8-stål, også kendt som AISI 304 (= EN 1.4301), og det er ingen tilfældighed, at mange af de større, rustfri dimser i både køkkenet og resten af verden køkkenet er lavet af netop AISI 304. Samlet dækker austenitterne omkring 70 % af verdens samlede forbrug af rustfri stål, og udover 304-klassen finder vi her de syrefaste stål af 316-klassen plus en lang række endnu højere legerede stål. Imidlertid er austenitterne kun en af hele fem grupper af rustfri stål: Austenitisk Ferritisk Martensitisk Duplex (ferritisk-austenitisk) Udskillelseshærdende (PH-) Navnet på hver eneste gruppe refererer til strukturen i stålet, altså hvordan de enkelte atomer er placeret i forhold til hinanden. De austenitiske er kubisk fladecentrerede, ferritterne er kubisk rumcentrerede, og de duplexe er en ca. 50-50-blanding af austenit og ferrit. Alle disse stål er glimrende konstruktionsstål, de er svejsbare, og kan i mange tilfælde erstatte hinanden. Kubisk rumcentreret Kubisk fladecentreret Placeringen af atomerne i hhv. kubisk rumcentreret og kubisk fladecentreret struktur. De ferritiske stål hører ligesom sort stål til i den kubisk rumcentrerede afdeling, mens de austenitiske stål er kubisk fladecentrerede ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 3). 2
Rustfrit stål i husholdningen Rustfrit stål i husholdningen Køkkenbord med indbygget vask lavet af AISI 304. At netop de austenitiske stål er populære til den slags, skyldes, at denne gruppe har en særdeles stor brudforlængelse, hvilket gør, at de kan strækkes næsten uendeligt uden brud. Netop derfor er de austenitiske stål særligt velegnede til dybtræk og strækformgivning. De martensitiske og PH-stålene er noget anderledes, idet de er hærdbare, men til gengæld ikke svejsbare. Disse ståltyper anvendes derfor ikke som egentlige konstruktionsstål, men til anvendelser, hvor man ønsker stor styrke og hårdhed fx knive, aksler, kuglelejer og lignende. Af disse er det naturligvis knivene, der er mest relevante i et køkken. Mens de austenitiske altid er umagnetiske eller næsten umagnetiske, er alle ferritiske stål stærkt magnetiske. Også martensitterne er stærkt magnetiske, hvilket vi hver dag ser ved vores knivmagnet, hvor Gobal-knivene smukt hænger på rad og række. De duplexe og PH-typerne er en slags magnetisk mellemting mellem ferrit/martensit og austenit og delvist magnetiske ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 2 + 3). 3
Hvorfor er mit køleskab og min emhætte magnetiske? ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 2 + 3) Næst efter de austenitiske stål er de nikkelfri, ferritiske stål den største gruppe af rustfri stål. De dækker omkring 20 % af verdensmarkedet og anvendes især som tyndplader under 2-3 mm. Fordelen ligger især i den lavere pris, så ikke overraskende har ferritterne også fundet vej til det hjemlige køkken. Mekanisk set er de ferritiske stål mindre bøjelige og mindre strækkelige end de gummiagtige austenitter, så de anvendes oftest til simple geometrier lavet af tyndplader fx køleskabe, emhætter, tromler til vaskemaskiner og den slags. To af de hyppigst anvendte, ferritiske typer er EN 1.4016 og 4509. Mens den ikke-svejsbare 4016 er en ret simpel legering med kun 16 % krom (Cr) og det meste af resten jern, er den svejsbare 4509 en noget mere avanceret legering med 17,5 % Cr og dertil både niob (Nb) og titan (Ti) for at stabilisere strukturen under svejsning. Begge legeringer er særdeles almindelige i køkkenet, hvilket man kan overbevise sig om ved at teste køleskab eller emhætte med en magnet. Den sidder godt fast, og det er jo ret praktisk, for hvordan kan juniors tegninger ellers hænge på køleskabsdøren? Både frontpladerne på køleskabe og det meste af emhætter er fremstillet af ferritisk, rustfrit stål, typisk kvalitet 4509 eller (som her) 4016. Alle ferritiske stål er kraftigt magnetiske. 4
Rustfrit stål i husholdningen Rustfrit stål i husholdningen Hvorfor kommer der flyverust på mine knive? ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 6.2.7) Skærende værktøj skal helst være både hårde og skarpe, og af denne grund er næsten alle kvalitetsknive lavet med et blad af martensitisk, rustfrit stål. Martensitiske stål kan hærdes termisk, og resultatet er, at martensitterne er den hårdeste og stærkeste, men også den sprødeste af alle de fem grupper. Bladene på knive og ostehøvle skal helst være både hårde og skarpe, og derfor laves disse som regel af martensitisk, rustfrit stål. Georg Jensen-kniven øverst (model New York ) har således blad af det martensitiske 4021, mens Zones ostehøvl har blad af martensitisk 4006. Begge håndtag er af austenitisk 4301 aht. formbarheden. 5
Desværre sætter selve hærdningen en kedelig, øvre grænse for stålets indhold af krom (Cr). Netop Cr er et yderst nyttigt legeringselement, når det gælder bestandigheden mod især grubetæring, og jo mere Cr, jo bedre. Et stål med 18 % Cr vil derfor (alt andet lige) være mere korrosionsbestandig end et med 17, 16, 15 eller endnu lavere. Uheldigvis ligger alle de martensitiske stål i den tunge ende. En type som 4057 har op til 15 % Cr, mens 4006 ligger på 13 %, og 4021 helt nede på 12 %. Dette nedsætter desværre korrosionsbestandigheden gevaldigt, og det er alt for almindeligt at opleve grubetæringer og rustpletter på knivbladene efter en tur i opvasken. Flyverust er altså ikke noget, der er tilført udefra, men simpelt hen knivbladene, der ikke er tilstrækkeligt korrosionsbestandige til at klare mosten i opvaskemaskinen. Flyverust har ikke noget med malede trådnet at gøre, men skyldes ganske enkelt korrosion af selve knivbladet. De martensitiske knivblade har meget ringere korrosionsbestandighed end de almindelige austenitter (fx skeer og gafler), og grubetæring er mere reglen end undtagelsen. Hvordan forebygges flyverust, og hvordan fjerner man det? Grubetæring (og dermed flyverust ) er en korrosionsform, der accelereres voldsomt af dels temperaturen og dels saltindholdet i vandet (klorid). Saltet er meget svært at undgå, både fordi postevand kan indeholde op til 250 ppm klorid, men også pga. den ionbytter, der sørger for at blødgøre vandet i opvaskemaskinen. Blødgøringen sker ved at fjerne calcium og magnesium, og ionbytteren regenereres typisk med NaCl, og herved kommer et vigtigt ekstra-bidrag til klorid. Den anden nøglefaktor er temperaturen. Jo højere, jo værre, og en standardtemperatur på 55-60 C er i praksis alt for høj til de sarte knive. Alt andet lige vil det derfor være en fordel at vaske op ved en lavere temperatur. I så fald må man dog påregne en ringere effektivitet af opvasken, og det bliver vigtigere at skylle af. Endelig har tiden stor betydning. Jo længere tid, jo værre, så ved at vælge et opvaskeprogram, der kun tager 35 minutter i stedet for en time eller halvanden, vil alt andet lige være en fordel. Endnu bedre vil det naturligvis være at vaske op i hånden det tager jo kun få sekunder, og ydermere bliver knivene ikke sløve af at slå imod hinanden. 6
Rustfrit stål i husholdningen Rustfrit stål i husholdningen Hvad siger myndighederne? ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 6.9) Brugere af rustfrit køkkengrej har sjældent mulighed for at vælge kvalitet ud fra miljøet. Det er trods alt sjældent, at samme gryde fås i forskellige kvaliteter rustfrit stål, så man både kan få en 18/8 og en syrefast af samme design. Og det er godt det samme, for til næsten alle private anvendelser i et normalt køkken er kontakttiden så tilpas kort, at korrosion kun meget sjældent sker. Til industrielle anvendelser har man derimod ofte længere kontakttider og deraf følgende øget risiko for korrosion. Til gengæld har flere års projekter (bl.a. Metal in Food ) vist, at risikoen for afgivelse af tungmetaller til fødevarerne er minimal, så længe der ikke sker egentlig korrosion, og øvelsen bliver derfor at vælge rustfrit stål, så der aldrig kan ske korrosion. I tråd med tiden har Fødevarestyrelsen på deres hjemmeside (www.fvst.dk) angivet følgende anbefalinger: Rustfrit stål består typisk af jern, krom og fx nikkel. Rustfrit stål til kontakt med fødevarer bør indeholde mindst 13 % krom. Lower alloy standard rustfrit stål, der indeholder 17-18 % Cr og 9 % Ni bør ikke anvendes til opbevaring af aggressive fødevarer som f.eks. rabarber og rødvinssovs. Nye gryder og pander af rustfrit stål bør ikke anvendes til syreholdige fødevarer de første to gange, de anvendes. Materialer og genstande til kontakt med fødevarer, som indeholder nikkel, bør mærkes. Dette gælder ikke for nikkelholdigt rustfrit stål. Et centralt ord gennem alle anbefalinger er bør. Det er altså kun en anbefaling, og som så er det ikke direkte forbudt at anvende en for ringe type stål til et korrosivt medie. Det er bare dumt! 7
Sammenfatning af kvaliteterne Skal vi sammenfatte brugen af de forskellige rustfri stål i køkkenet, kan det se sådan ud: Austenitisk: Køkkenborde, vask, kasseroller, skeer, gafler og håndtagene på knivene samt facader på køleskabe, ovne og andre hvidevarer. Ferritisk: Facader på alle typer hvidevarer og emhætter samt til kasseroller til induktion. Er stålet stærkt magnetisk, er det en ferrit undtagen knivbladene, naturligvis. Martensitisk: Alt skærende udstyr, lige fra sakse og knivblade til ostehøvle. Duplex: Bruges trods mange fine egenskaber ikke i husholdningen. Udskillelseshærdende (PH-) Sjældneste type og vist aldrig brugt i et køkken. Til gengæld god til golfkøller! Rengøring af rustfrit stål, hvordan? ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 6.1) Trods alle sine fine egenskaber er rustfrit stål aldrig 100 % rustfrit. Kun hvis man passer på det, kan man undgå ulykker, og i køkkenet gælder det især om at være forsigtig med rengøringen. I de fleste køkkenmiljøer vil det være grubetæring, der er den største korrosionsrisiko både over og under vandlinjen. Risikoen for grubetæring stiger som regel med følgende faktorer: Stigende kloridkoncentration (salt!) Stigende temperatur Stigende korrosionspotentiale (iltningsgrad) Faldende ph For at hindre korrosionsangreb bør man derfor undgå alle sure og/eller saltholdige produkter især ved forhøjet temperatur. Oveni skal man passe gevaldigt på de stærkt oxiderende (iltende) ren gøringsmidler. Midler, som indeholder peroxid (fx brintoverilte), klor (fx klorin) og lignende, kan være yderst korrosive overfor rustfrit stål ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 6.2.3). Den måske mest kritiske faktor ved rengøring af rustfrit stål er tiden ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 6.6). Rengøringsmidler har det med at være ganske korrosive, især sammen med det naturlige saltindhold i poste vandet (max. 250 ppm klorid i EU-postevand), og meget ofte overskrider man under rengøringen stålets modstandskraft. 8
Rustfrit stål i husholdningen Rustfrit stål i husholdningen Selv ellers uskadelige vanddråber kan give korrosion. Vandet damper jo af, men da saltet bliver liggende, ender man med en kraftigt koncentreret dråbe saltvand med ganske højt klorid. Lidt som Det Døde Hav vandet fordamper, saltene bliver tilbage. Dette er mest kritisk for de martensitiske knivstål (se afsnittene om flyverust ) og i lidt mindre grad de lavest legerede ferritiske stål, fx 4016. Især slebne overflader er følsomme for den slags pga. slibningernes uheldige evne til at fastholde salte og andre urenheder ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 11). Løsningen er, at man holder kontakttiden så lav som muligt. Man skal gøre rent og derpå tørre både vand og rengøringsmidler op med det samme, så man ikke risikerer, at vandsjatter får lov at sidde og inddampe. Hvis vandsjatter og aggressive kemikalier får lov at blive siddende, kan man i første omgang risikere mørke skjolder pga. fortykket oxidfilm de såkaldte interferensfarver ( Rustfrit Stål og Korrosion kapitel 5.6 og 9.1.2); i alvorlige tilfælde kan resultatet blive grubetæring. En sidste fidus: Undgå brugen af slidende rengøringsmidler. Rustfrit stål er utroligt optisk aktivt og tager særdeles let mod selv små sliberidser, og selvom det ikke betyder noget for funktionen af ens rustfri udstyr, kan det alligevel genere rent visuelt. Selv bløde midler skal bruges i stålets sliberetning for at undgå forstyrrende ridser. Alle kapitelhenvisninger er til bogen Rustfrit Stål og Korrosion (Claus Qvist Jessen, Damstahl, april 2011). Bogen bestilles via www.damstahl.dk. 9