Nerūsējošā tērauda kompozīcijas noslēpumu atklāšana

Pārskats

Precīzs nerūsējošā tērauda sastāvs nosaka tā īpašības.

Ne visi tēraudi ir kvalificējami kā nerūsējošie; galvenā īpašība, kas to nosaka, ir minimālais hroma saturs 10.5%. Šis elements veido aizsargājošu oksīda slāni uz virsmas, kas novērš rūsu un koroziju.

Papildus hromam, citi leģējošie elementi, piemēram, niķelis, mangāns, ogleklis, silīcijs, molibdēns, vara, slāpeklis, fosfors, un sēram arī ir izšķiroša loma, katrs no tiem veicina dažādu šķiru nerūsējošā tērauda unikālās īpašības.

Īpašais sastāvs nosaka ne tikai tērauda īpašības, piemēram, izturību, izturība, un izturība pret rūsu, bet arī ietekmē tā apstrādājamību un metināmību, tāpēc ir svarīgi izprast nerūsējošā tērauda ķīmisko sastāvu.

Apspriedīsim to sīkāk.

1. Izpratne par nerūsējošā tērauda leģēšanas aģentiem

Nerūsējošais tērauds galvenokārt satur dzelzi, hroms, niķelis, un mangāns. Iedziļināsimies katrā no šīm sastāvdaļām:

Dzelzs

Dzelzs kalpo kā galvenā sastāvdaļa, parasti izdomā 50% līdz 70% no sakausējuma. Dažādās nerūsējošā tērauda kategorijās:

• Austenīta nerūsējošais tērauds: Apkārt 70% dzelzs saturs.
• Ferīta nerūsējošais tērauds: Augstākais dzelzs līmenis plkst 70-75%.
• Martensīta nerūsējošais tērauds: Zemāks dzelzs saturs, aptuveni 50%.

Dzelzs saturs ietekmē izturību pret koroziju; augstāks līmenis var radīt mazāk stabilu oksīda slāni, padarot tēraudu uzņēmīgāku pret koroziju.

Hroms

Hroms ir ļoti svarīgs, lai nodrošinātu izturību pret koroziju, veidojot pašdziedinošu pasīvo oksīda slāni. Tas arī palielina cietību un izturību, metināmības uzlabošana. Hroma līmenis ir atšķirīgs:

• Austenīta nerūsējošais tērauds: 16-26%.
• Ferīta nerūsējošais tērauds: Vienmēr augstāk 10.5%.
• Martensīta nerūsējošais tērauds: Aptuveni 14-18%.

Niķelis

Niķelis būtiski ietekmē nerūsējošā tērauda īpašības, uzlabo gan izturību pret koroziju, gan izturību. Tas veicina austenīta struktūru un veido aizsargājošu oksīda slāni. Sakausējuma stiepes izturība korelē ar niķeļa saturu, padarot ar niķeli bagātas kategorijas ideāli piemērotas korozīvām vidēm un augstas stiprības lietojumiem.

Mangāns

Mangāns uzlabo sakausējuma mehāniskās īpašības, samazinot trauslumu. Lai gan tas tieši nenovērš koroziju, tas stabilizē austenīta struktūru un uzlabo cietību un izturību. To parasti izmanto elektrolītiskā vai feromangāna formās.

2. Citi elementi

• Ogleklis:

• • Loma: Ogleklis palielina cietību un izturību.
  • Īpašības: Lai arī, pārāk daudz oglekļa (parasti vairāk nekā 0.03%) var samazināt izturību pret koroziju, veidojot karbīdus. Zema oglekļa satura vai “L” kategorijas samazina šo efektu.

• Silīcijs:

• • Loma: Silīcijs darbojas kā deoksidētājs un uzlabo tērauda izturību pret oksidēšanu augstā temperatūrā.
  • Īpašības: Tas arī veicina stabila oksīda slāņa veidošanos, līdzīgs hromam.

• Molibdēns:

• • Loma: Molibdēns ievērojami uzlabo punktveida un plaisu korozijas izturību, īpaši hlorīdu vidē.
  • Īpašības: Parasti pievieno augstākās kvalitātes nerūsējošajam tēraudam, piemēram 316, molibdēns parasti satur apmēram 2-3% no sastāva.

• Vara:

• • Loma: Varš uzlabo izturību pret koroziju, īpaši pret skābu vidi un hlorīda joniem.
  • Īpašības: Tas arī uzlabo formējamību un apstrādājamību, ar tipisku saturu, sākot no 0.5% līdz 2%.

• Slāpeklis:

• • Loma: Slāpeklis stiprina tēraudu un uzlabo tā izturību pret koroziju.
  • Īpašības: Bieži lieto kopā ar zemāku oglekļa līmeni, slāpeklis panāk līdzsvaru starp izturību un izturību pret koroziju bez nepieciešamības termiski apstrādāt.

• Fosfors un sērs:

• • Loma: Šie elementi parasti tiek uzskatīti par piemaisījumiem un tiek turēti ļoti zemā līmenī.
  • Īpašības: Nelieli daudzumi var uzlabot apstrādājamību, bet pārmērīgs līmenis var izraisīt trauslumu un samazinātu izturību pret koroziju.

3. Faktori, kas ietekmē nerūsējošā tērauda sastāvu

• Piemaisījumi:

• • Ietekme: Piemaisījumi, piemēram, fosfors, sērs, un nemetāliski ieslēgumi var negatīvi ietekmēt mehāniskās un korozijizturīgās īpašības.
  • Kontrole: Uzlabotas attīrīšanas metodes samazina šos piemaisījumus, nodrošinot nemainīgu kvalitāti.

• Apstrāde:

• • Ietekme: Apstrādes metode, ieskaitot liešanu, ritošs, un veidošanās, ietekmē mikrostruktūru un galīgās īpašības.
  • Kontrole: Pareiza apstrādes parametru kontrole nodrošina vēlamo parametru sasniegšanu.

• Termiskā apstrāde:

• • Ietekme: Termiskās apstrādes procesi, piemēram, atkausēšana, rūdīšana, un rūdīšana var mainīt mikrostruktūru un īpašības, kas ietekmē tērauda veiktspēju.
  • Kontrole: Īpaši termiskās apstrādes grafiki optimizē dažādu kategoriju īpašības.

4. Dažādas kvalitātes nerūsējošais tērauds un to īpašības

• Austenīta nerūsējošais tērauds (Piem., 304, 316):

• • Sastāvs: Augsts hroma un niķeļa saturs, ar zemu oglekļa saturu.
  • Īpašības: Lieliska izturība pret koroziju, laba formējamība, un metināmība.
  • Pieteikumi: Virtuves aprīkojums, pārtikas pārstrāde, un ķīmiskā apstrāde.

• Ferīta nerūsējošais tērauds (Piem., 430, 409):

• • Sastāvs: Augsts hroma saturs, zems oglekļa saturs, un bez niķeļa.
  • Īpašības: Laba izturība pret koroziju, lieliska formējamība, un zemākas izmaksas.
  • Pieteikumi: Automobiļu izplūdes sistēmas, virtuves izlietnes, un arhitektūras apdare.

• Martensīta nerūsējošais tērauds (Piem., 410, 420):

• • Sastāvs: Augsts hroma saturs, mērens ogleklis, un bez niķeļa.
  • Īpašības: Augsta izturība un cietība, laba nodilumizturība, un magnētisks.
  • Pieteikumi: Galda piederumi, ķirurģiskie instrumenti, un turbīnu lāpstiņas.

• Dupleksais nerūsējošais tērauds (Piem., 2205, 2507):

• • Sastāvs: Sabalansētas austenīta un ferīta fāzes, augsts hroma un molibdēna saturs.
  • Īpašības: Lieliska izturība pret koroziju, lielas izturības, un laba metināmība.
  • Pieteikumi: Jūras naftas un gāzes ieguve, ķīmiskā apstrāde, un atsāļošanas iekārtas.

• Nokrišņu cietināšana nerūsējošais tērauds (Piem., 17-4 Ph, 15-5 Ph):

• • Sastāvs: Augsts hroma saturs, niķelis, un vara, ar kontrolētu citu elementu daudzumu.
  • Īpašības: Lielas izturības, laba izturība, un lieliska izturība pret koroziju.
  • Pieteikumi: Aviācijas un kosmosa komponenti, kodolatkritumu konteineri, un augstas slodzes daļas.

5. Kādi ir visizplatītākie nerūsējošā tērauda pielietojumi un kāpēc?

Nerūsējošā tērauda daudzpusība ļauj to izmantot dažādās nozarēs, ieskaitot:

• Avi kosmosa: Nepieciešamas augstas veiktspējas kategorijas, kas var izturēt ekstremālas temperatūras un spriedzes, piemēram 15-5 PH un 17-4 Ph.
• Autobūves: Nepieciešami materiāli ar izcilu karstumizturību un triecienizturību; atzīmes patīk 409 un 430 parasti izmanto izplūdes sistēmās.
• Nafta un gāze: Augsta spiediena vidē ir nepieciešams izturīgs nerūsējošais tērauds, ar atzīmēm, piemēram 310 ir populāri, pateicoties to izturībai pret koroziju un augstām temperatūrām.
• Ķīmiskā apstrāde: Nepieciešams nerūsējošais tērauds ar izcilu ķīmisko izturību; molibdēnu saturošām šķirnēm bieži dod priekšroku to izturības dēļ.
• Pārtikas pārstrāde: Sērija 300 nerūsējoši tēraudi, īpaši atzīmes 304 un 316, ir iecienītas to izturības pret koroziju un higiēnas īpašību dēļ.

6. Kā nerūsējošā tērauda sastāvs ietekmē tā ilgtspējību

• Pārstrāde:

• • Ietekme: Nerūsējošais tērauds ir 100% pārstrādājams, un pārstrādes process nepasliktina tā kvalitāti.
  • Ilgtspējība: Tas samazina nepieciešamību pēc izejvielām un enerģijas, veicinot ilgtspējīgāku ražošanas ciklu.

• Ilgmūžība:

• • Ietekme: Nerūsējošā tērauda izturība pret koroziju un izturība pagarina izstrādājumu un konstrukciju kalpošanas laiku.
  • Ilgtspējība: Produkti, kas kalpo ilgāk, samazina nomaiņas biežumu, līdz minimumam samazinot atkritumu un resursu patēriņu.

• Zema apkope:

• • Ietekme: Nerūsējošajam tēraudam nepieciešama minimāla apkope, samazinot vajadzību pēc biežas tīrīšanas un remonta.
  • Ilgtspējība: Tas samazina ietekmi uz vidi, kas saistīta ar apkopes darbībām un tīrīšanas līdzekļu lietošanu.

• Energoefektivitāte:

• • Ietekme: Nerūsējošā tērauda atstarojošā virsma var palīdzēt samazināt siltuma absorbciju, kas samazina dzesēšanas izmaksas ēkās.
  • Ilgtspējība: Tas veicina enerģijas ietaupījumu un samazina siltumnīcefekta gāzu emisijas.

7. Secinājums

Izpratne par nerūsējošā tērauda sastāvu ir ļoti svarīga, lai izvēlētos pareizo pakāpi konkrētiem lietojumiem.

Apsverot faktorus, kas ietekmē tā sastāvu, un dažādās pieejamās kategorijas, varat pieņemt apzinātus lēmumus, kas uzlabo jūsu projektu veiktspēju un ilgtspējību.

Dažādiem nerūsējošā tērauda izstrādājumiem dažādos sastāvos, sazinieties ar mums jau šodien!