Druhy nerezové oceli: Komplexní průvodce

Zavedení

Nerez je široce používaný materiál známý pro své výjimečné vlastnosti, jako je odolnost, pevnost, a odolnost proti korozi.

Používá se v různých průmyslových odvětvích, od stavebnictví a automobilového průmyslu až po zdravotnická zařízení a kuchyňské spotřebiče.

Výběr vhodného typu nerezové oceli zajišťuje optimální výkon a dlouhou životnost v různých aplikacích. Tato příručka poskytuje podrobný přehled různých druhů nerezové oceli, jejich vlastnosti, a vhodné aplikace.

1. Co je nerezová ocel?

Nerezová ocel je slitina vyrobená především ze železa a minimálně 10.5% Chromium, dodává mu výraznou odolnost proti korozi. Přídavek chrómu umožňuje tvorbu řídkého, ochranná vrstva oxidu na povrchu oceli, zabraňující korozi a oxidaci.

Další prvky jako nikl, molybden, a mangan může být také přidán pro zlepšení specifických vlastností, jako je pevnost, tažnost, a odolnost vůči teplu a chemikáliím.

Společné vlastnosti nerezové oceli:

• ‌Odolnost proti korozi‌: Prvek chrómu v nerezové oceli reaguje s kyslíkem za vzniku husté vrstvy chromanu sodného, což účinně snižuje pravděpodobnost koroze a díky tomu má nerezová ocel dobrou odolnost proti korozi‌.
• ‌Tepelná odolnost: Nerezová ocel si může zachovat vynikající fyzikální a mechanické vlastnosti při vysokých teplotách, má dobrou tepelnou odolnost, a může si udržet dobré fyzikální a chemické vlastnosti v různých teplotních prostředích‌.
• ‌HIGH SEWERAL‌: Nerezová ocel má vysokou pevnost a vydrží větší tlak a napětí.
• Bezpečnost a hygiena: Nerezová ocel neobsahuje radioaktivní látky a nezpůsobuje žádné poškození lidského těla. Je vhodný pro zařízení na výrobu potravin nebo výrobní linky a další zařízení.
• Krásný povrch: Povrch z nerezové oceli je lesklý, snadno se čistí, a má nízké náklady na údržbu‌1.
• ‌Dobrá obrobitelnost: Nerezová ocel může být tvarována a zpracovávána různými způsoby, jako je svařování, zpracování za studena, precizní zpracování, atd.
• ‌Recyklovatelnost: Nerezové materiály lze recyklovat a mají malý dopad na životní prostředí.
• ‌Dobrá elasticita a plasticita: Materiály z nerezové oceli mají dobrou elasticitu a plasticitu a nejsou náchylné k rozbití.

Díky těmto vlastnostem je nerezová ocel široce používána v různých oblastech, jako jsou stroje, letectví, vojenský průmysl, chemický průmysl, atd.

2. Typy nerezové oceli

Nerezová ocel je rozdělena do pěti hlavních skupin, každý s jedinečnými mikrostrukturami a chemickým složením, které propůjčují odlišné vlastnosti. Pochopení těchto klasifikací je klíčové pro výběr správného materiálu pro různé aplikace, od kuchyňských spotřebičů po letecké komponenty. Zde je podrobný pohled na každý typ:

1. Austenitická nerezová ocel

Struktura:
Austenitická nerezová ocel má krychlový tvar uprostřed (FCC) Krystalová struktura, který je stabilní při pokojové teplotě. Díky této struktuře je nemagnetický a vysoce tvárný.

Složení:
Tyto oceli obvykle obsahují 16-26% chrom a 6-22% nikl, některé druhy také obsahují molybden nebo dusík pro zvýšení odolnosti proti korozi. Nízký obsah uhlíku (obvykle méně než 0.1%) zabraňuje srážení karbidů, které mohou způsobit mezikrystalovou korozi.

Vlastnosti:
Austenitické nerezové oceli jsou známé svou vynikající odolností proti korozi, zejména v kyselém prostředí a prostředí bohatém na chloridy. Nabízejí dobrou tvarovatelnost a svařitelnost, making them suitable for complex shapes and large structures. Však, they cannot be hardened by heat treatment; místo toho, they are often cold-worked to increase strength.

Běžné známky:

• 304: Also known as 18/8 nerez, this is the most widely used grade due to its versatility and excellent corrosion resistance.
• 316: Contains molybdenum, which provides superior resistance to pitting and crevice corrosion in marine and chemical environments.
• 310: High temperature-resistant steel used in furnace parts and heat exchangers.

Aplikace:
Austenitic stainless steels are found in a wide range of products, including kitchen sinks, zařízení pro zpracování potravin, chemical tanks, and architectural facades.

2. Ferritická nerezová ocel

Struktura:
Ferritic stainless steel has a body-centered cubic (BCC) struktura, similar to that of carbon steel, which makes it magnetic and less ductile than austenitic grades.

Složení:
Typically containing 10.5-30% chromium and very low carbon (Méně než 0.1%), these steels have little to no nickel, což je činí nákladově efektivnějšími než austenitické odrůdy.

Vlastnosti:
Feritické nerezové oceli poskytují dobrou odolnost proti korozi a jsou odolné vůči praskání korozí pod napětím. Mají lepší tepelnou vodivost než austenitické druhy, ale jsou méně vhodné pro svařování a tváření.

Běžné známky:

• 430: Běžně se používá v automobilových obloženích a panelech spotřebičů díky své dobré odolnosti proti korozi a tvarovatelnosti.
• 409: Obsahuje nižší obsah chrómu, nabízí střední odolnost proti korozi, často se používá ve výfukových systémech automobilů.

Aplikace:
Feritické nerezové oceli se často používají v automobilových aplikacích, průmyslová zařízení, a dekorativní obložení.

3. Martensitická nerezová ocel

Struktura:
Martenzitická nerezová ocel má čtyřúhelníkový střed ve středu těla (BCT) struktura. Je magnetický a lze jej tepelně zpracovat pro dosažení vysoké pevnosti a tvrdosti.

Složení:
Tyto oceli obsahují 12-18% Chromium, 0.1-1.2% uhlík, a málo až žádný nikl. Vysoký obsah uhlíku umožňuje jejich kalení a popouštění.

Vlastnosti:
Martenzitické nerezové oceli se vyznačují vysokou pevností, tvrdost, a střední odolnost proti korozi. Mohou být tepelně zpracovány pro dosažení široké škály mechanických vlastností, ale jsou křehčí a méně odolné proti korozi než jiné rodiny nerezových ocelí.

Běžné známky:

• 410: Univerzální třída nabízející dobrou odolnost proti korozi a vysokou mechanickou pevnost.
• 420: Často se používá na příbory díky své schopnosti leštění do vysokého lesku a zachování ostrých hran.
• 440C: Díky vysokému obsahu uhlíku je vhodný pro aplikace s vysokým opotřebením.

Aplikace:
Na čepele nožů se používají martenzitické nerezové oceli, Chirurgické nástroje, hřídele, a ventily.

4. Duplexní nerezová ocel

Struktura:
Duplexní nerezová ocel má smíšenou mikrostrukturu austenitu a feritu, typicky v a 50:50 poměr. Tato dvoufázová struktura mu dává jedinečné vlastnosti.

Složení:
Duplexní oceli obvykle obsahují 18-28% Chromium, 4.5-8% nikl, a až 5% molybden, s nízkým obsahem uhlíku. Vyvážené složení snižuje náchylnost ke koroznímu praskání a zvyšuje mechanickou pevnost.

Vlastnosti:
Tyto oceli kombinují nejlepší vlastnosti austenitických a feritických jakostí, nabízí vysokou pevnost, Vynikající odolnost proti korozi, a dobrá svářetelnost. Dobře fungují v drsném prostředí, jako jsou ty vystavené působení chloridu a kyseliny sírové.

Běžné známky:

• 2205: Nejpoužívanější duplexní třída, známý pro vysokou pevnost a odolnost proti praskání korozí pod napětím.
• 2507: Super duplexní třída nabízející ještě vyšší pevnost a odolnost proti korozi.

Aplikace:
Duplexní nerezové oceli se používají v chemickém zpracování, ropný a plynárenský průmysl, Marine aplikace, a výměníky tepla.

5. Srážko-kalení (Ph) Nerez

Struktura:
Nerezové oceli PH mají jedinečnou mikrostrukturu, která umožňuje jejich tepelné zpracování pro dosažení vysoké pevnosti a houževnatosti. Začínají jako austenitické nebo martenzitické a procházejí precipitačním tvrzením za vzniku jemných částic, které zvyšují pevnost.

Složení:
Tyto oceli jsou legovány prvky jako hliník, měď, a titan, which form intermetallic compounds that precipitate during heat treatment.

Vlastnosti:
PH stainless steels offer a combination of high strength, Dobrá odolnost proti korozi, a vynikající mechanické vlastnosti. They can be heat-treated to various strength levels, making them versatile for many demanding applications.

Běžné známky:

• 17-4 Ph: The most widely used PH grade, combining high strength and moderate corrosion resistance.
• 15-5 Ph: Offers improved toughness over 17-4 PH and is often used in aerospace applications.

Aplikace:
PH stainless steels are used in aerospace components, high-performance valves, rychlostní stupně, and other precision engineering parts.