Ruostumattoman teräksen tyypit: Kattava opas

Esittely

Ruostumaton teräs on laajalti käytetty materiaali, joka tunnetaan poikkeuksellisista ominaisuuksistaan, kuten kestävyydestään, vahvuus, ja korroosionkestävyys.

Sitä käytetään eri toimialoilla, rakentamisesta ja autoteollisuudesta lääkinnällisiin laitteisiin ja keittiökoneisiin.

Sopivan ruostumattoman teräksen tyypin valitseminen varmistaa optimaalisen suorituskyvyn ja pitkän käyttöiän eri sovelluksissa. Tämä opas tarjoaa perusteellisen yleiskatsauksen erilaisista ruostumattomista teräksistä, niiden ominaisuudet, ja sopivat sovellukset.

1. Mikä on ruostumaton teräs?

Ruostumaton teräs on seos, joka on valmistettu pääasiassa raudasta ja ainakin 10.5% kromi, antaa sille erottuvan korroosionkestävyyden. Kromin lisääminen mahdollistaa ohuen muodostumisen, suojaava oksidikerros teräspinnalla, estää ruostetta ja hapettumista.

Muut elementit, kuten nikkeli, molybdeini, ja mangaania voidaan myös lisätä parantamaan tiettyjä ominaisuuksia, kuten lujuutta, taipuisuus, sekä lämmön ja kemikaalien kestävyys.

Ruostumattoman teräksen yleiset ominaisuudet:

• ‌Korroosionkestävyys: Ruostumattoman teräksen kromielementti reagoi hapen kanssa muodostaen tiheän natriumkromaattikerroksen, joka vähentää tehokkaasti korroosion todennäköisyyttä ja tekee ruostumattomasta teräksestä hyvän korroosionkestävyyden‌.
• ‌Lämmönkesto: Ruostumaton teräs voi säilyttää erinomaiset fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa, on hyvä lämmönkestävyys, ja pystyy ylläpitämään hyvät fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet eri lämpötiloissa‌.
• Korkea lujuus: Ruostumattomalla teräksellä on korkea lujuus ja se kestää suurempaa painetta ja jännitystä‌.
• Turvallisuus ja hygienia: Ruostumaton teräs ei sisällä radioaktiivisia aineita eikä aiheuta haittaa ihmiskeholle. Se sopii elintarviketuotantolaitteisiin tai tuotantolinjoihin ja muihin laitteisiin.
• Kaunis pinta: Ruostumattoman teräksen pinta on kirkas, helppo puhdistaa, ja sen ylläpitokustannukset ovat alhaiset‌1.
• ‌Hyvä työstettävyys: Ruostumatonta terästä voidaan muotoilla ja työstää monin eri tavoin, kuten hitsaus, kylmäkäsittely, tarkkuuskäsittely, jne.
• ‌Kierrätettävyys: Ruostumattomat teräsmateriaalit voidaan kierrättää ja niillä on vähän ympäristövaikutuksia.
• ‌Hyvä elastisuus ja plastisuus: Ruostumattomilla teräsmateriaaleilla on hyvä elastisuus ja plastisuus, eivätkä ne ole herkkiä rikkoutumaan.

Nämä ominaisuudet tekevät ruostumattomasta teräksestä laajan käytön eri aloilla, kuten koneita, ilmailu, sotateollisuus, kemianteollisuus, jne.

2. Ruostumattoman teräksen tyypit

Ruostumaton teräs on jaettu viiteen pääperheeseen, jokaisella on ainutlaatuiset mikrorakenteet ja kemialliset koostumukset, jotka antavat erilaisia ​​ominaisuuksia. Näiden luokittelujen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää oikean materiaalin valinnassa eri sovelluksiin, keittiökoneista ilmailukomponentteihin. Tässä on syvällinen katsaus jokaiseen tyyppiin:

1. Ruostumatonta terästä

Rakenne:
Austeniittisen ruostumattoman teräksen pinta on keskitetty kuutioon (FCC) kristallirakenne, joka on stabiili huoneenlämmössä. Tämä rakenne tekee siitä ei-magneettisen ja erittäin taipuisan.

Koostumus:
Nämä teräkset sisältävät tyypillisesti 16-26% kromi ja 6-22% nikkeli, joissakin laatulajeissa on myös molybdeenia tai typpeä korroosionkestävyyden parantamiseksi. Matala hiilipitoisuus (yleensä vähemmän kuin 0.1%) estää karbidin saostumisen, joka voi aiheuttaa rakeiden välistä korroosiota.

Ominaisuudet:
Austeniittiset ruostumattomat teräkset tunnetaan erinomaisesta korroosionkestävyydestään, erityisesti happamissa ja kloridipitoisissa ympäristöissä. Ne tarjoavat hyvän muovattavuuden ja hitsattavuuden, joten ne sopivat monimutkaisiin muotoihin ja suuriin rakenteisiin. Kuitenkin, niitä ei voi kovettaa lämpökäsittelyllä; sen sijaan, ne on usein kylmätyöstetty lujuuden lisäämiseksi.

Yhteiset arvosanat:

• 304: Tunnetaan myös nimellä 18/8 ruostumaton teräs, tämä on laajimmin käytetty laatu monipuolisuutensa ja erinomaisen korroosionkestävyyden ansiosta.
• 316: Sisältää molybdeeniä, joka tarjoaa erinomaisen kestävyyden piste- ja rakokorroosiota vastaan ​​meri- ja kemiallisissa ympäristöissä.
• 310: Korkean lämpötilan kestävää terästä käytetään uunin osissa ja lämmönvaihtimissa.

Sovellukset:
Austeniittisia ruostumattomia teräksiä löytyy laajasta tuotevalikoimasta, mukaan lukien tiskialtaat, elintarviketeollisuuden laitteet, kemikaalisäiliöt, ja arkkitehtoniset julkisivut.

2. Ferriittistä ruostumatonta terästä

Rakenne:
Ferriittisessä ruostumattomassa teräksessä on runkokeskeinen kuutio (BCC) rakenne, samanlainen kuin hiiliteräksessä, mikä tekee siitä magneettisen ja vähemmän sitkeän kuin austeniittiset lajit.

Koostumus:
Tyypillisesti sisältävät 10.5-30% kromia ja erittäin vähän hiiltä (vähemmän kuin 0.1%), näissä teräksissä on vähän tai ei ollenkaan nikkeliä, tekee niistä kustannustehokkaampia kuin austeniittiset lajikkeet.

Ominaisuudet:
Ferriittiset ruostumattomat teräkset tarjoavat hyvän korroosionkestävyyden ja kestävät jännityskorroosiohalkeilua. Niillä on parempi lämmönjohtavuus kuin austeniittisilla lajeilla, mutta ne eivät sovellu hitsaukseen ja muovaukseen.

Yhteiset arvosanat:

• 430: Käytetään yleisesti autojen verhoiluissa ja laitepaneeleissa hyvän korroosionkestävyyden ja muovattavuuden ansiosta.
• 409: Sisältää vähemmän kromia, tarjoaa kohtalaisen korroosionkestävyyden, käytetään usein autojen pakojärjestelmissä.

Sovellukset:
Ferriittisiä ruostumattomia teräksiä käytetään usein autoteollisuudessa, teollisuuslaitteet, ja koristeellinen koristelu.

3. Martensitic ruostumaton teräs

Rakenne:
Martensiittisen ruostumattoman teräksen runkokeskeinen nelikulmainen (Bct) rakenne. Se on magneettinen ja voidaan lämpökäsitellä korkean lujuuden ja kovuuden saavuttamiseksi.

Koostumus:
Nämä teräkset sisältävät 12-18% kromi, 0.1-1.2% hiili, ja vähän tai ei ollenkaan nikkeliä. Korkea hiilipitoisuus mahdollistaa niiden karkaisun ja karkaisun.

Ominaisuudet:
Martensiittisille ruostumattomille teräksille on ominaista korkea lujuus, kovuus, ja kohtalainen korroosionkestävyys. Ne voidaan lämpökäsitellä useiden mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi, mutta ne ovat hauraampia ja vähemmän korroosionkestäviä kuin muut ruostumattoman teräksen perheet.

Yhteiset arvosanat:

• 410: Yleiskäyttöinen laatu, jolla on hyvä korroosionkestävyys ja korkea mekaaninen lujuus.
• 420: Käytetään usein ruokailuvälineissä, koska se voidaan kiillottaa kiiltäväksi ja säilyttää terävät reunat.
• 440C: Korkea hiilipitoisuus tekee siitä sopivan kovaan kulutukseen.

Sovellukset:
Veitsen terissä käytetään martensiittista ruostumatonta terästä, kirurgiset instrumentit, akselit, ja venttiilit.

4. Duplex ruostumaton teräs

Rakenne:
Ruostumattomassa duplex-teräksessä on sekoitettu austeniitin ja ferriitin mikrorakenne, tyypillisesti a 50:50 suhde. Tämä kaksivaiheinen rakenne antaa sille ainutlaatuisia ominaisuuksia.

Koostumus:
Duplex-teräkset sisältävät tyypillisesti 18-28% kromi, 4.5-8% nikkeli, ja aina 5% molybdeini, alhaisella hiilipitoisuudella. Tasapainoinen koostumus vähentää herkkyyttä jännityskorroosiohalkeilulle ja lisää mekaanista lujuutta.

Ominaisuudet:
Näissä teräksissä yhdistyvät austeniittisten ja ferriittisten laatujen parhaat ominaisuudet, tarjoaa korkeaa lujuutta, Erinomainen korroosionkestävyys, ja hyvä hitsattavuus. Ne toimivat hyvin ankarissa ympäristöissä, kuten ne, jotka ovat alttiina kloridille ja rikkihapolle.

Yhteiset arvosanat:

• 2205: Yleisimmin käytetty duplex-laatu, tunnetaan korkeasta lujuudesta ja jännityskorroosiohalkeilun kestävyydestä.
• 2507: Super duplex -laatu, joka tarjoaa entistä paremman lujuuden ja korroosionkestävyyden.

Sovellukset:
Ruostumattomia duplex-teräksiä käytetään kemiallisessa käsittelyssä, öljy- ja kaasuteollisuus, merisovellukset, ja lämmönvaihtimet.

5. Sade-kovettuva (PHE) Ruostumaton teräs

Rakenne:
PH ruostumattomilla teräksillä on ainutlaatuinen mikrorakenne, jonka ansiosta ne voidaan lämpökäsitellä korkean lujuuden ja sitkeyden saavuttamiseksi. Ne alkavat austeniittisina tai martensiittisina ja käyvät läpi sakkakovettumisen muodostaen hienoja hiukkasia, jotka lisäävät lujuutta.

Koostumus:
Nämä teräkset on seostettu alumiinin kaltaisilla elementeillä, kupari, ja titaani, jotka muodostavat metallien välisiä yhdisteitä, jotka saostuvat lämpökäsittelyn aikana.

Ominaisuudet:
PH ruostumattomat teräkset tarjoavat yhdistelmän suurta lujuutta, hyvä korroosionkestävyys, ja erinomaiset mekaaniset ominaisuudet. Ne voidaan lämpökäsitellä eri vahvuuksilla, tekevät niistä monipuolisia moniin vaativiin sovelluksiin.

Yhteiset arvosanat:

• 17-4 PHE: Yleisimmin käytetty PH-luokka, yhdistyvät korkea lujuus ja kohtalainen korroosionkestävyys.
• 15-5 PHE: Tarjoaa parempaa sitkeyttä 17-4 PH ja sitä käytetään usein ilmailusovelluksissa.

Sovellukset:
PH ruostumattomia teräksiä käytetään ilmailun komponenteissa, korkean suorituskyvyn venttiilit, vaihde, ja muut tarkkuustekniikan osat.