Įvadas
Nerūdijantis plienas XX amžiaus pradžioje įžengė į pramonės sceną ir užsitarnavo savo vardą, nes atrodė, kad jis tikrai atsparus rūdims.
Daugiausia sudaryta iš geležies, Chromas, Nikelis, ir mikroelementų, nerūdijantis plienas sujungia unikalias savybes, kurios tinka viskam – nuo dangoraižių fasadų iki chirurginių skalpelių.
Dar, nepaisant daugybės privalumų, nerūdijantis plienas turi kompromisų.
Šiame straipsnyje, Išnagrinėsime pagrindinius nerūdijančio plieno privalumus ir trūkumus, paremta duomenimis,
todėl galite priimti pagrįstus sprendimus rinkdamiesi nerūdijantį plieną lakštinio metalo priedams ar bet kokiam kitam pritaikymui.
Nerūdijančio plieno pranašumai
Aukščiausias atsparumas korozijai
Nerūdijančio plieno skiriamasis bruožas išryškėja iš minimumo 10.5 % Chromas turinys, kuris sudaro savaime gyjantį chromo oksido sluoksnį.
Todėl, pažymiai patinka 304 korozijos lygis yra toks mažas kaip 0.01 mm per metus neutralioje aplinkoje, kol 316 (su pridėtu molibdenu) atsparus įdubimui chlorido tirpaluose -0,2 V vs. SCE.
Be to, ši pasyvi plėvelė akimirksniu atsinaujina po nedidelių įbrėžimų, užtikrina ilgalaikį patvarumą atšiaurioje atmosferoje.
Todėl, namų savininkai ja pasitiki kriauklės ir virtuvės reikmenys, o virėjai ja naudojasi virtuvės reikmenims, kurie liečiasi su rūgščiu maistu be duobių ar rūdžių.
Didelis stiprumo ir svorio santykis
Be atsparumo korozijai, daugelis nerūdijančio plieno rūšių pasižymi tempimo stipriu nuo 500 į 1 200 MPA— dažnai atitinka arba viršija konstrukcinį anglinį plieną, o apytiksliai sveria 20 % mažiau.
Pavyzdžiui, 17-4 Ph pasiekia 1 000 MPA H900 temperamente, todėl idealiai tinka velenams, pavaros, ir didelės apkrovos komponentai, kuriems naudingas mažesnis svoris neprarandant stiprumo.
Išskirtinis našumas aukštoje temperatūroje
Be to, nerūdijantis plienas išlaiko mechaninį vientisumą ir atsparumą oksidacijai aukštesnėje temperatūroje.
310S išlaiko daugiau nei 80 % savo tempimo stiprio kambario temperatūroje esant 800 ° C., ir 601 (karščiui atspari klasė) veikia nuolat 1 100 ° C..
Todėl, tokiose pramonės šakose kaip energijos gamyba ir naftos chemija krosnių komponentams naudoja nerūdijantį plieną, šilumokaičio vamzdžiai, ir išmetimo sistemos.
Puikios higieninės savybės
Perėjimas prie sanitarinių įrenginių, nerūdijantis plienas yra lygus, neakytas paviršius atsparus bakterijų sukibimui.
Maisto aptarnavimo ir medicinos aplinkoje, profesionalai nerūdijančią įrangą dezinfekuoja šarminiais valikliais arba autoklave, įsitikinęs, kad metalas neslepia nei mikrobų, nei likučių.
Tiesą sakant, atliktas tyrimas parodė, kad tinkamai nupoliruoti 316L kuponai parodė nulinių kolonijas formuojančių vienetų po to 24 valandas sultinio kultūroje¹.
Estetinis universalumas ir apdailos parinktys
Be našumo, nerūdijantis plienas džiugina akį. Dizaineriai pasiekia veidrodinį poliravimą (Ra < 0.1 µm), šlifuotos tekstūros (Ra ≈ 0.4 µm), arba spalvotos anodinės dangos dekoratyvinėms plokštėms ir skulptūroms.
Be to, jo vienoda apdaila tolygiai atspindi šviesą, suteikiant fasadams aukščiausios kokybės išvaizdą, virtuvės prietaisai, ir papuošalai.
Perdirbamumas ir tvarumas
Kalbant apie poveikį aplinkai, nerūdijantis plienas išsiskiria: šiuolaikiniuose lydiniuose dažnai yra 60–80 % perdirbtas turinys, o metalas lieka 100 % perdirbamas neribotam laikui.
Be to, gaminant nerūdijantį iš laužo sunaudojama iki 40 % mažiau energijos nei pirminė gamyba, suderinimas su LEED kreditais ir įmonių ESG tikslais.
Atsparumas dilimui ir smūgiams
Daugelis martensitinių ir kritulių kietėjimo nerūdijančio plieno rūšių, pvz 420 ir 630– pasiekti
Rokvelo kietumo vertės aukščiau HRC 40, užtikrinantis išskirtinį siurblio velenų atsparumą dilimui, peilių ašmenys, ir vožtuvų lizdai.
Be to, šie lydiniai išlaiko tvirtumą (Charpy V-Notch > 50 J esant –40 °C) esant pakartotiniam poveikiui, dinamiškose programose prailginamas tarnavimo laikas.
Maža priežiūros ir gyvavimo ciklo vertė
Pagaliau, nerūdijančio plieno atsparumo korozijai derinys, stiprybė, o estetika sumažina priežiūros ciklus.
Pavyzdžiui, architektūrinės apdailos sistemos, pagamintos iš 316 klasės dažnai reikalauja tik periodinio plovimo, lyginant su dažytu plienu, kuris reikalauja perdažyti kiekvieną 5– 7 metai.
Pastato eksploatavimo laikas daugiau nei 50 metų, nerūdijančio plieno gali pristatyti a 30–50 % mažesnės bendros nuosavybės išlaidos nepaisant didesnių išankstinių medžiagų sąnaudų.
Nerūdijančio plieno trūkumai
Didesnės medžiagos išlaidos
Pirmiausia ir svarbiausia, nerūdijančio plieno lydiniai pasižymi aukščiausios kainos etikete.
Pavyzdžiui, 304-klasės nerūdijančio plieno kaina apytiksliai 20–30 % daugiau už kilogramą nei standartinis anglinis plienas, o dvipusės arba daug nikelio turinčios klasės (Pvz., 2205, 316L) gali bėgti 50–80 % aukštesnis.
Todėl, projektuose su nedideliu biudžetu nerūdijantis plienas dažnai rezervuojamas tik svarbiausiems komponentams.
Mažesnis šilumos laidumas
Be to, nerūdijančio plieno šilumos laidumas svyruoja 15 W/m · k– tik apie 8 % vario ir 7 % iš aliuminio.
Dėl to, pritaikymas, reikalaujantis greito šilumos išsklaidymo (kaip elektroniniai radiatoriai ar indų dugnai) prastai veikia su nerūdijančio plieno, pirmaujantys inžinieriai vietoj to renkasi alternatyvius metalus.
Sudėtinga gamyba ir apdirbimas
Be to, nerūdijantis darbas-greitai sukietėja. Frezavimo ar tekinimo metu, pjūvio zona gali sukietėti 20–30 %, kuris pagreitina įrankių nusidėvėjimą.
Nors karbido arba keramikos įrankiai sumažina šį poveikį, parduotuvės vis dar susiduria 30–40 % trumpesnis įrankio tarnavimo laikas, palyginti su švelnaus plieno apdirbimu.
Be to, jo kietumas reikalauja didesnių pjovimo jėgų, didėjantis energijos suvartojimas.
Suvirinimo sunkumai ir iškraipymai
Panašiai, nerūdijančio plieno suvirinimas reikalauja kruopštaus valdymo. Didelis šiluminis plėtimasis (≈ 17 × 10⁻⁶ K⁻¹) gali sukelti iškraipymus,
ir greitas aušinimas kelia įjautrinimo pavojų – grūdelių ribos chromo karbido nusodinimas, mažinantis atsparumą korozijai.
Norėdami kovoti su šiomis problemomis, gamintojai dažnai iš anksto pašildo dalis ir atlieka atkaitinimą po suvirinimo, o tai prideda laiko ir išlaidų gamybai.
Paviršiaus žymėjimas ir pirštų atspaudų matomumas
Be to, ant nerūdijančio plieno lengvai matomi pirštų atspaudai, vandens dėmės, ir smulkių įbrėžimų.
Net ir su aukštos kokybės apdaila (2B arba BA), Kasdienis tvarkymas palieka riebių dėmių, kurias dizaineriai turi nuvalyti specialiais poliravimo priedais.
Instaliacijose, kuriose srautas intensyvus, pvz., liftų viduje, techninės priežiūros komandos praneša apie išlaidas 20–30 % daugiau pastangų, kad nerūdijantis plienas atrodytų nesugadintas, palyginti su milteliniu būdu dengtu plienu.
Magnetizmas feritinėse klasėse
Pagaliau, daug feritinių nerūdijančio plieno rūšių (Pvz., 430) pasižymi magnetinėmis savybėmis, dėl kurių gali kilti problemų elektroninėse ar medicinos srityse, kurioms reikalingos nemagnetinės medžiagos.
Nors austenitinės klasės (304, 316) iš esmės lieka nemagnetiniai, jie kainuoja daugiau ir pasižymi mažesne takumo riba, sukurti kompromisą tarp našumo ir kainos.
Išvada
Nerūdijančio plieno atsparumo korozijai mišinys, stiprybė, o dėl estetinio universalumo jis yra nepakeičiamas daugelyje programų – nuo virtuvės reikmenų iki cheminio apdorojimo gamyklų.
Tačiau jo didesnė kaina, suvirinimo/formavimo poreikiai, ir paviršiaus priežiūros poreikiai kelia tikrus iššūkius.
Pasverdami šiuos privalumus ir trūkumus su projekto reikalavimais, galite nustatyti, ar nerūdijantis plienas yra optimalus pasirinkimas kitam lakštinio metalo priedui ar pramoniniam komponentui.
