A rozsdamentes acél fajtái: Átfogó útmutató

Bevezetés

Rozsdamentes acél egy széles körben használt anyag, amely olyan kivételes tulajdonságairól ismert, mint a tartósság, erő, és korrózióállóság.

Különféle iparágakban használják, az építőipartól és az autóipartól az orvosi eszközökig és konyhai berendezésekig.

A megfelelő típusú rozsdamentes acél kiválasztása optimális teljesítményt és hosszú élettartamot biztosít a különböző alkalmazásokban. Ez az útmutató mélyreható áttekintést nyújt a különböző rozsdamentes acélfajtákról, azok jellemzőit, és megfelelő alkalmazások.

1. Mi az a rozsdamentes acél?

A rozsdamentes acél elsősorban vasból készült ötvözet és legalább 10.5% króm, jellegzetes korrózióállóságot biztosít. A króm hozzáadása lehetővé teszi a vékonyréteg kialakulását, védő oxidréteg az acél felületén, megakadályozza a rozsdát és az oxidációt.

Egyéb elemek, mint a nikkel, molibdén, és mangán is hozzáadható bizonyos tulajdonságok, például szilárdság fokozására, hajlékonyság, valamint hő- és vegyszerállóság.

A rozsdamentes acél általános tulajdonságai:

• ‌Korrózióállóság: A rozsdamentes acélban lévő krómelem reakcióba lép oxigénnel, és sűrű nátrium-kromát réteget képez, amely hatékonyan csökkenti a korrózió valószínűségét, és a rozsdamentes acélt jó korrózióállóvá teszi‌.
• ‌Hőállóság: A rozsdamentes acél kiváló fizikai és mechanikai tulajdonságokat képes megőrizni magas hőmérsékleten, jó hőállósággal rendelkezik, és jó fizikai és kémiai tulajdonságokat képes fenntartani különböző hőmérsékleti környezetben‌.
• Nagy szilárdság: A rozsdamentes acél nagy szilárdságú, és ellenáll a nagyobb nyomásnak és feszültségnek.
• Biztonság és higiénia: A rozsdamentes acél nem tartalmaz radioaktív anyagokat, és nem károsítja az emberi szervezetet. Alkalmas élelmiszergyártó berendezésekhez vagy gyártósorokhoz és egyéb eszközökhöz.
• Gyönyörű felület: A rozsdamentes acél felülete fényes, könnyen tisztítható, és alacsony fenntartási költséggel rendelkezik‐1.
• ‌Jó megmunkálhatóság: A rozsdamentes acél többféleképpen alakítható és feldolgozható, mint például a hegesztés, hideg feldolgozás, precíziós feldolgozás, stb.
• ‌Újrahasznosíthatóság: A rozsdamentes acél anyagok újrahasznosíthatók, és csekély hatással vannak a környezetre.
• ‌Jó rugalmasság és plaszticitás: A rozsdamentes acél anyagok jó rugalmassággal és plaszticitással rendelkeznek, és nem hajlamosak a törésre.

Ezek a jellemzők a rozsdamentes acélt széles körben használják különféle területeken, mint például a gépek, repülés, hadiipar, vegyipar, stb.

2. A rozsdamentes acél fajtái

A rozsdamentes acél öt fő családra osztható, mindegyik egyedi mikrostruktúrával és kémiai összetétellel rendelkezik, amelyek eltérő tulajdonságokat kölcsönöznek. Ezen osztályozások megértése döntő fontosságú a különböző alkalmazásokhoz megfelelő anyag kiválasztásához, a konyhai berendezésektől a repülőgép-alkatrészekig. Itt van egy alapos áttekintés az egyes típusokról:

1. Austenit rozsdamentes acél

Szerkezet:
Az ausztenites rozsdamentes acél felületközpontú köbösséggel rendelkezik (FCC) kristályszerkezet, amely szobahőmérsékleten stabil. Ez a szerkezet nem mágnesessé és nagyon rugalmassá teszi.

Összetétel:
Ezek az acélok jellemzően tartalmaznak 16-26% króm és 6-22% nikkel, egyes minőségek molibdént vagy nitrogént is tartalmaznak a korrózióállóság fokozása érdekében. Alacsony széntartalom (általában kevesebb, mint 0.1%) megakadályozza a karbid kicsapódását, amely szemcseközi korróziót okozhat.

Tulajdonságok:
Az ausztenites rozsdamentes acélok kiváló korrózióállóságukról ismertek, különösen savas és kloridban gazdag környezetben. Jó alakíthatóságot és hegeszthetőséget biztosítanak, alkalmassá téve őket összetett formákhoz és nagy szerkezetekhez. Viszont, hőkezeléssel nem keményíthetők; helyette, gyakran hidegen megmunkálják az erő növelése érdekében.

Közös fokozatok:

• 304: Más néven 18/8 rozsdamentes acél, sokoldalúsága és kiváló korrózióállósága miatt ez a legszélesebb körben használt minőség.
• 316: Molibdént tartalmaz, amely kiváló ellenállást biztosít a lyuk- és réskorrózióval szemben tengeri és vegyi környezetben.
• 310: Magas hőmérsékletnek ellenálló acél kemencealkatrészekben és hőcserélőkben.

Alkalmazások:
Az ausztenites rozsdamentes acélok a termékek széles skálájában megtalálhatók, beleértve a konyhai mosogatókat is, élelmiszer-feldolgozó berendezések, vegyszertartályok, és építészeti homlokzatok.

2. Ferrites rozsdamentes acél

Szerkezet:
A ferrites rozsdamentes acél testközpontú köbösséggel rendelkezik (BCC) szerkezet, hasonló a szénacélhoz, ami mágnesessé és kevésbé képlékenysé teszi az ausztenites minőségeknél.

Összetétel:
Jellemzően tartalmaz 10.5-30% króm és nagyon alacsony széntartalmú (kevesebb mint 0.1%), ezek az acélok alig vagy egyáltalán nem tartalmaznak nikkelt, így költséghatékonyabbak, mint az ausztenites fajták.

Tulajdonságok:
A ferrites rozsdamentes acélok jó korrózióállóságot biztosítanak, és ellenállnak a feszültségkorróziós repedéseknek. Jobb hővezető képességgel rendelkeznek, mint az ausztenites minőségek, de kevésbé alkalmasak hegesztésre és alakításra.

Közös fokozatok:

• 430: Jó korrózióállósága és alakíthatósága miatt gyakran használják autókárpitokban és készülékpanelekben.
• 409: Alacsonyabb króm tartalmat tartalmaz, közepes korrózióállóságot kínál, gyakran használják az autók kipufogórendszereiben.

Alkalmazások:
A ferrites rozsdamentes acélokat gyakran használják az autóiparban, ipari felszerelés, és dekoratív díszítéssel.

3. Martenzites rozsdamentes acél

Szerkezet:
A martenzites rozsdamentes acél testközéppontú tetragonális (BCT) szerkezet. Mágneses és hőkezelhető a nagy szilárdság és keménység elérése érdekében.

Összetétel:
Ezek az acélok tartalmaznak 12-18% króm, 0.1-1.2% szén, és kevés vagy semmi nikkel. A magas széntartalom lehetővé teszi a keményítést és a temperálást.

Tulajdonságok:
A martenzites rozsdamentes acélokat nagy szilárdság jellemzi, keménység, és mérsékelt korrózióállóság. A mechanikai tulajdonságok széles skálájának elérése érdekében hőkezelhetők, de törékenyebbek és kevésbé korrózióállóak, mint a többi rozsdamentes acélcsalád.

Közös fokozatok:

• 410: Általános célú minőség, amely jó korrózióállóságot és nagy mechanikai szilárdságot kínál.
• 420: Gyakran használják evőeszközökhöz, mivel fényesre csiszolható, és éles szélei is megmaradnak.
• 440C: A magas széntartalom alkalmassá teszi nagy kopású alkalmazásokhoz.

Alkalmazások:
A késpengékben martenzites rozsdamentes acélokat használnak, sebészeti műszerek, tengelyek, és szelepek.

4. Duplex rozsdamentes acél

Szerkezet:
A duplex rozsdamentes acél mikroszerkezete vegyes ausztenitből és ferritből áll, jellemzően a 50:50 hányados. Ez a kétfázisú szerkezet egyedi tulajdonságokat ad neki.

Összetétel:
A duplex acélok általában tartalmaznak 18-28% króm, 4.5-8% nikkel, és ig 5% molibdén, alacsony széntartalmú. A kiegyensúlyozott összetétel csökkenti a feszültségkorróziós repedésekre való hajlamot és növeli a mechanikai szilárdságot.

Tulajdonságok:
Ezek az acélok ötvözik az ausztenites és ferrites minőségek legjobb tulajdonságait, nagy szilárdságot kínálnak, Kiváló korrózióállóság, és jó hegeszthetőség. Jól teljesítenek zord környezetben, mint a kloridnak és kénsavnak kitett.

Közös fokozatok:

• 2205: A legszélesebb körben használt duplex minőség, nagy szilárdságáról és feszültségi korróziós repedésekkel szembeni ellenállásáról ismert.
• 2507: Szuper duplex minőség, amely még nagyobb szilárdságot és korrózióállóságot kínál.

Alkalmazások:
A duplex rozsdamentes acélokat vegyi feldolgozásban használják, olaj- és gázipar, tengeri alkalmazások, és hőcserélők.

5. Csapadék-keményedés (PH) Rozsdamentes acél

Szerkezet:
A PH rozsdamentes acélok egyedülálló mikroszerkezettel rendelkeznek, amely lehetővé teszi a hőkezelést a nagy szilárdság és szívósság elérése érdekében. Ausztenitesnek vagy martenzitesnek indulnak, és csapadékos keményedésen mennek keresztül, hogy finom részecskéket képezzenek, amelyek növelik a szilárdságot.

Összetétel:
Ezeket az acélokat olyan elemekkel ötvözik, mint az alumínium, réz, és a titán, amelyek a hőkezelés során kicsapódó intermetallikus vegyületeket képeznek.

Tulajdonságok:
A PH rozsdamentes acélok a nagy szilárdság kombinációját kínálják, jó korrózióállóság, és kiváló mechanikai tulajdonságokkal. Különböző szilárdsági fokozatokig hőkezelhetők, sokoldalúvá teszi őket számos igényes alkalmazáshoz.

Közös fokozatok:

• 17-4 PH: A legszélesebb körben használt PH fokozat, ötvözi a nagy szilárdságot és a közepes korrózióállóságot.
• 15-5 PH: Javított szívósságot kínál 17-4 PH, és gyakran használják az űrhajózási alkalmazásokban.

Alkalmazások:
A PH rozsdamentes acélokat repülőgép-alkatrészekben használják, nagy teljesítményű szelepek, fogaskerék, és egyéb precíziós mérnöki alkatrészek.