Što je nehrđajući čelik?
Nehrđajući čelik zapravo je skraćenica za "nehrđajući čelik -otporan na kiseline," koji se odnosi na klasu legiranih čelika sa željezom kao osnovnim materijalom i sadržajem kroma ne manjim od 10,5% (po masi). Ovaj se metal može modificirati dodavanjem legirajućih elemenata kao što su nikal, molibden, mangan i dušik kako bi se prilagodio njegov unutarnji sastav i svojstva. Na primjer, ugradnja nikla u nehrđajući čelik povećava njegovu otpornost na koroziju i otpornost na visoke-temperature. Posljedično, ovaj metalni materijal nakon obrade nalazi široku primjenu u raznim industrijama.
Klasifikacija nehrđajućeg čelika
Na temelju mikrostrukture nakon toplinske obrade, nehrđajući čelik prvenstveno se kategorizira u sljedećih pet glavnih vrsta.
Austenitni nehrđajući čelik
Tipični stupnjevi uključuju 304 i 316. Ovaj tip sadrži visoke razine austenitnih-elemenata kao što su nikal, mangan i dušik. Karakteriziraju ga ne-magnetska svojstva, izvrsna duktilnost i žilavost, vrhunska zavarljivost i općenito dobra otpornost na koroziju. Međutim, ne može se ojačati toplinskom obradom.
Feritni nehrđajući čelik
Feritni nehrđajući čelik primarno koristi krom kao svoj legirajući element i pokazuje tijelo-kubičnu (BCC) strukturu. Tipična klasa je 430. Karakteriziraju ga magnetska svojstva i visoka čvrstoća, ali pokazuje slabu žilavost pri niskim-temperaturama, sklono je grubljenju zrna u zoni utjecaja topline-tijekom zavarivanja i nižoj otpornosti na koroziju u usporedbi s austenitnim čelikom.
Martenzitni nehrđajući čelik
Tipični stupnjevi uključuju 410 i 420. Oni pokazuju visoku čvrstoću i tvrdoću, s mehaničkim svojstvima podesivim kaljenjem, ali nude relativno slabu otpornost na koroziju.
Nehrđajući čelik-otvrdnjavanje taloženjem
Dodavanjem elemenata kao što su Cu, Nb i Al, nakon čega slijedi obrada u otopini i precipitacijsko otvrdnjavanje kako bi se formirale faze ojačanja, ovi čelici kombiniraju visoku čvrstoću s dobrom otpornošću na koroziju. Tipična ocjena je 17-4PH.
Duplex nehrđajući čelik
Sastoji se od austenitnih i feritnih faza, kao što je 2205. Kombinira žilavost austenitnog čelika sa čvrstoćom feritnog čelika, nudeći izvrsnu otpornost na pucanje uslijed korozije.
Svojstva metala od nehrđajućeg čelika
| Kategorija imovine | Ključni parametar | Opis i tipične vrijednosti |
|---|---|---|
| Mehanička svojstva | Vlačna čvrstoća | Tipično u rasponu od 500-1000 MPa, ovisno o stupnju i stanju. |
| Granica tečenja | Tipično od 200 MPa do preko 550 MPa (niži za austenitne čelike, viši za martenzitne i taložno{2}}očvrsle čelike). | |
| Elongacija | Austenitic steels usually >40%; feritni i martenzitni čelici su relativno niži. | |
| Tvrdoća | Mjereno Brinellom (HB), Rockwellom (HRB/HRC), itd., pokrivajući širok raspon. | |
| Fizička svojstva | Gustoća | Otprilike 7.7 - 8.0 g/cm³. |
| Talište | Približno 1370 - 1450 stupnjeva, ovisno o sastavu. | |
| Toplinska vodljivost | Relativno nizak, oko 15-30 W/(m·K), što je 1/3 do 1/2 ugljičnog čelika. | |
| Koeficijent toplinskog širenja | Više za austenitne čelike (npr. ~17×10⁻⁶/K za 304), zahtijevajući pozornost na toplinsko naprezanje. | |
| Magnetizam | Austenitni čelici obično nisu-magnetični (mogu postati lagano magnetični nakon obrade); feritni/martenzitni čelici su magnetski. | |
| Kemijska svojstva | Otpornost na koroziju | Uključuje otpornost na ravnomjernu koroziju, piting, pukotinsku koroziju, interkristalnu koroziju itd. |
| Ekvivalentni broj otpora na ubod (PREN) | PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Viša vrijednost općenito ukazuje na bolju otpornost na piting. | |
| Proizvodna svojstva | Obradivost | Značajno varira, pod utjecajem tvrdoće, žilavosti, sklonosti -otvrdnjavanju i aditiva (npr. sumpora). |
| Zavarljivost | Općenito dobro za austenitne čelike; smanjena žilavost u ZUT-u feritnih čelika; martenzitni čelici zahtijevaju predgrijavanje i PWHT. | |
| Mogućnost oblikovanja | Austenitni čelici pokazuju izvrsna svojstva hladne obrade (štancanje, duboko izvlačenje); druge vrste su relativno siromašnije. |
Koji su stupnjevi završne obrade površine nehrđajućeg čelika?
Nakon prilagođene CNC obrade, oblici od nehrđajućeg čelikaPrilagođeni dijelovi od nehrđajućeg čelika. Njegova površina može dodatno postići različite izglede i funkcionalnosti valjanjem, poliranjem i kemijskim tretmanima.
Valjane površine: kao što je br. 1 (vruće-valjano + žareno), 2B (hladno-valjano + svijetlo žareno), BA (svijetlo žareno);
Mehaničko poliranje: uključuje brušeno (HL), kratko{0}}zrnato (SB) i zrcalno (8K).
Nehrđajući čelik u odnosu na legure titana
| Vlasništvo | Nehrđajući čelik | legura titana |
|---|---|---|
| Gustoća (g/cm³) | 7.9 | Otprilike 4.5 |
| Specifična snaga | srednje | Izuzetno visoka |
| Otpornost na koroziju | Izvrsno (u oksidirajućem mediju) | Izvrsno (posebno u okruženjima kloridnih iona) |
| trošak | Niska do srednja | Vrlo visoko |
| Poteškoće strojne obrade | Srednje (Teškoća obrade ovisi o stupnju.) | Visoko (jako trošenje alata) |
| Tipične primjene | Strukturni dijelovi, proizvodi-za svakodnevnu upotrebu, spremnici za kemikalije | Zrakoplovstvo, medicinski implantati, oprema za morsku vodu |
FAQ
P: Pod kojim uvjetima nehrđajući čelik može hrđati?
O: Nehrđajući čelik će korodirati u okruženjima u kojima je njegov pasivacijski film kontinuirano oštećen ili se ne može sam -popraviti, kao što su: mediji s visokim koncentracijama kloridnih iona (morska voda), okruženja koja smanjuju kiselost, strukture pukotina ili galvanska korozija uzrokovana kontaktom s ne-metalima.
P: Kako odabrati između nehrđajućeg čelika 304 i 316?
O: 304 je prikladan za većinu atmosferskih, slatkovodnih i općih kemijskih okruženja . 316, sadrži molibden, prikladan je za okruženja s kloridnim ionima (npr. morska voda, kemijska postrojenja) ili gdje je potrebna veća otpornost na rupičastu koroziju.
P: Što je "tretman pasivizacije"? Koja je njegova svrha?
O: Pasiviranje je tehnika post-kemijske obrade koja obično koristi otopine dušične kiseline ili limunske kiseline za uklanjanje slobodnih čestica željeza s površine nehrđajućeg čelika (prvenstveno nastalih u kontaktu s čeličnim alatima tijekom izrade) i poticanje stvaranja potpunog, jednolikog filma krom oksida. Njegova je svrha maksimizirati inherentnu otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju i spriječiti površinsko hrđanje (mrlje uzrokovane onečišćenjem željezom).
P: Kako se nehrđajući čelik ponaša na različitim temperaturama?
O: Austenitni nehrđajući čelici (npr. 304, 316) pokazuju izvrsnu žilavost na niskim -temperaturama, što ih čini prikladnima za kriogena okruženja poput tekućeg dušika ili kisika. 304/316 stupnja se mogu koristiti povremeno ispod 925 stupnjeva (1632 stupnja F) i kontinuirano ispod 870 stupnjeva (1572 stupnja F), pokazujući dobru otpornost na oksidaciju. Međutim, produljena izloženost između 450-850 stupnjeva povećava rizik od taloženja karbida, što zahtijeva upotrebu L-grade ili stabiliziranih stupnjeva (npr. 321).