Vrste nerđajućeg čelika: Sveobuhvatan vodič

Uvođenje

Nehrđajući čelik je široko korišten materijal poznat po svojim izuzetnim svojstvima poput izdržljivosti, snaga, i otpornost na koroziju.

Koristi se u raznim industrijama, od građevinarstva i automobilizma do medicinskih uređaja i kuhinjskih aparata.

Odabir odgovarajuće vrste nehrđajućeg čelika osigurava optimalne performanse i dugovječnost u različitim primjenama. Ovaj vodič pruža detaljan pregled različitih vrsta nehrđajućeg čelika, njihove karakteristike, i odgovarajuće aplikacije.

1. Šta je nerđajući čelik?

Nehrđajući čelik je legura napravljena prvenstveno od željeza i najmanje 10.5% hrom, dajući mu karakterističnu otpornost na koroziju. Dodatak hroma omogućava formiranje tanke, zaštitni sloj oksida na površini čelika, sprečava rđu i oksidaciju.

Ostali elementi poput nikla, molibdenum, a mangan se takođe može dodati da bi se poboljšala specifična svojstva kao što je snaga, duktilnost, i otpornost na toplotu i hemikalije.

Zajednička svojstva nerđajućeg čelika:

• ‌Otpornost na koroziju: Kromov element u nehrđajućem čeliku reagira s kisikom i formira gusti sloj natrijevog hromata, što efektivno smanjuje vjerovatnoću korozije i čini da nehrđajući čelik ima dobru otpornost na koroziju‌.
• ‌Otpornost na toplotu: Nehrđajući čelik može zadržati izvrsna fizička i mehanička svojstva na visokim temperaturama, ima dobru otpornost na toplotu, i može održavati dobra fizička i hemijska svojstva u različitim temperaturnim okruženjima‌.
• ‌Visoke snage‌: Nehrđajući čelik ima veliku čvrstoću i može izdržati veći pritisak i napetost‌.
• ‌Sigurnost i higijena‌: Nehrđajući čelik ne sadrži radioaktivne tvari i neće uzrokovati nikakvu štetu ljudskom tijelu. Pogodan je za opremu za proizvodnju hrane ili proizvodne linije i druge uređaje.
• ‌Prelepa površina‌: Površina od nerđajućeg čelika je svetla, lako čišćenje, i ima niske troškove održavanja‌1.
• ‌Dobra obradivost: Nehrđajući čelik se može oblikovati i obrađivati ​​na različite načine, kao što je zavarivanje, hladna obrada, precizna obrada, itd.
• ‌Reciklabilnost‌: Materijali od nerđajućeg čelika mogu se reciklirati i imaju mali uticaj na životnu sredinu.
• ‌Dobra elastičnost i plastičnost: Materijali od nerđajućeg čelika imaju dobru elastičnost i plastičnost i nisu skloni lomljenju‌.

Ove karakteristike čine da se nerđajući čelik široko koristi u raznim oblastima, kao što su mašinerije, avijacija, vojne industrije, Hemijska industrija, itd.

2. Vrste nerđajućeg čelika

Nerđajući čelik je podeljen u pet glavnih porodica, svaki sa jedinstvenom mikrostrukturom i hemijskim sastavom koji daje različita svojstva. Razumijevanje ovih klasifikacija je ključno za odabir pravog materijala za različite primjene, od kuhinjskih aparata do vazduhoplovnih komponenti. Evo detaljnog pogleda na svaku vrstu:

1. Austenitni nerđajući čelik

Struktura:
Austenitni nehrđajući čelik ima kubik centriran na lice (FCC) Kristalna struktura, koji je stabilan na sobnoj temperaturi. Ova struktura ga čini nemagnetnim i vrlo duktilnim.

Sastav:
Ovi čelici obično sadrže 16-26% hrom i 6-22% nikl, s nekim vrstama koje također sadrže molibden ili dušik za povećanje otpornosti na koroziju. Nizak sadržaj ugljenika (obično manje od 0.1%) sprečava taloženje karbida, što može uzrokovati intergranularnu koroziju.

Nekretnine:
Austenitni nehrđajući čelici su poznati po odličnoj otpornosti na koroziju, posebno u kiselim sredinama i sredinama bogatim hloridima. Nude dobru formabilnost i zavarljivost, što ih čini pogodnim za složene oblike i velike strukture. Međutim, ne mogu se očvrsnuti termičkom obradom; umjesto toga, često se obrađuju hladno kako bi se povećala snaga.

Uobičajene ocjene:

• 304: Također poznat kao 18/8 nehrđajući čelik, ovo je najrasprostranjeniji tip zbog svoje svestranosti i odlične otpornosti na koroziju.
• 316: Sadrži molibden, koji pruža vrhunsku otpornost na koroziju u obliku šupljina i pukotina u morskim i hemijskim okruženjima.
• 310: Čelik otporan na visoke temperature koji se koristi u dijelovima peći i izmjenjivačima topline.

Aplikacije:
Austenitni nehrđajući čelici nalaze se u širokom spektru proizvoda, uključujući kuhinjske sudopere, Oprema za preradu hrane, hemijski rezervoari, i arhitektonske fasade.

2. Feritni nerđajući čelik

Struktura:
Feritni nerđajući čelik ima kubik usredsređen na telo (BCC) strukturu, sličan onom od ugljičnog čelika, što ga čini magnetnim i manje duktilnim od austenitnih razreda.

Sastav:
Obično sadrži 10.5-30% hroma i vrlo malo ugljika (manje od 0.1%), ovi čelici imaju malo ili nimalo nikla, što ih čini isplativijim od austenitnih varijanti.

Nekretnine:
Feritni nehrđajući čelici pružaju dobru otpornost na koroziju i otporni su na pucanje pod naponom. Imaju bolju toplotnu provodljivost od austenitnih klasa, ali su manje pogodni za zavarivanje i oblikovanje.

Uobičajene ocjene:

• 430: Često se koristi u automobilskim ukrasima i pločama uređaja zbog dobre otpornosti na koroziju i mogućnosti oblikovanja.
• 409: Sadrži manji sadržaj hroma, nudi umjerenu otpornost na koroziju, često se koristi u automobilskim izduvnim sistemima.

Aplikacije:
Feritni nehrđajući čelici se često koriste u automobilskim aplikacijama, Industrijska oprema, i ukrasna obloga.

3. Martenšitski nehrđajući čelik

Struktura:
Martenzitni nehrđajući čelik ima tetragonalno usredsređeno na tijelo (Bct) strukturu. Magnetna je i može se termički obraditi kako bi se postigla visoka čvrstoća i tvrdoća.

Sastav:
Ovi čelici sadrže 12-18% hrom, 0.1-1.2% ugljenik, i malo ili nimalo nikla. Visok sadržaj ugljika omogućava im da budu kaljeni i temperirani.

Nekretnine:
Martenzitni nehrđajući čelici odlikuju se visokom čvrstoćom, tvrdoća, i umjerena otpornost na koroziju. Mogu se termički obraditi da bi se postigla široka lepeza mehaničkih svojstava, ali su krhkiji i manje otporni na koroziju od drugih porodica nerđajućeg čelika..

Uobičajene ocjene:

• 410: Vrsta opće namjene koja nudi dobru otpornost na koroziju i visoku mehaničku čvrstoću.
• 420: Često se koristi za pribor za jelo zbog svoje sposobnosti poliranja do visokog sjaja i održavanja oštrih ivica.
• 440C: Visok sadržaj ugljika čini ga pogodnim za aplikacije koje se jako troše.

Aplikacije:
Martenzitni nehrđajući čelici koriste se u oštricama noževa, Hirurški instrumenti, osovine, i ventili.

4. Duplex nerđajući čelik

Struktura:
Duplex nerđajući čelik ima mešovitu mikrostrukturu austenita i ferita, tipično u a 50:50 odnos. Ova dvofazna struktura daje mu jedinstvena svojstva.

Sastav:
Dupleks čelici obično sadrže 18-28% hrom, 4.5-8% nikl, i do 5% molibdenum, sa niskim sadržajem ugljenika. Uravnotežena kompozicija smanjuje podložnost korozijskom pucanju pod naponom i povećava mehaničku čvrstoću.

Nekretnine:
Ovi čelici kombinuju najbolje atribute austenitnih i feritnih razreda, nudi visoku čvrstoću, Izvrsna otpornost na koroziju, i dobra zavarljivost. Dobro se ponašaju u teškim okruženjima, kao što su oni izloženi hloridu i sumpornoj kiselini.

Uobičajene ocjene:

• 2205: Najrasprostranjeniji duplex razred, poznat po visokoj čvrstoći i otpornosti na koroziju pod naponom.
• 2507: Super duplex klasa nudi još veću čvrstoću i otpornost na koroziju.

Aplikacije:
Dupleks nerđajući čelici se koriste u hemijskoj preradi, naftne i gasne industrije, Morske aplikacije, i izmjenjivači topline.

5. Padavine-otvrdnjavanje (Ph) Nehrđajući čelik

Struktura:
PH nehrđajući čelici imaju jedinstvenu mikrostrukturu koja im omogućava da se termički obrađuju kako bi se postigla visoka čvrstoća i žilavost. Počinju kao austenitni ili martenzitni i podvrgavaju se taložnom stvrdnjavanju kako bi formirali fine čestice koje povećavaju čvrstoću.

Sastav:
Ovi čelici su legirani elementima poput aluminija, bakar, i titanijum, koji formiraju intermetalna jedinjenja koja se talože tokom termičke obrade.

Nekretnine:
PH nehrđajući čelici nude kombinaciju visoke čvrstoće, Dobra otpornost na koroziju, i odličnih mehaničkih svojstava. Mogu se termički obraditi na različite nivoe čvrstoće, što ih čini raznovrsnim za mnoge zahtjevne primjene.

Uobičajene ocjene:

• 17-4 Ph: Najrasprostranjeniji PH razred, kombinujući visoku čvrstoću i umerenu otpornost na koroziju.
• 15-5 Ph: Nudi poboljšanu čvrstoću 17-4 PH i često se koristi u vazduhoplovnim aplikacijama.

Aplikacije:
PH nerđajući čelici se koriste u komponentama vazduhoplovstva, ventili visokih performansi, zupčanici, i ostali precizni inženjerski dijelovi.