Druhy nehrdzavejúcej ocele: Komplexný sprievodca

Zavedenie

Nehrdzavejúca oceľ je široko používaný materiál známy svojimi výnimočnými vlastnosťami ako je odolnosť, sila, a odolnosť proti korózii.

Používa sa v rôznych priemyselných odvetviach, od stavebníctva a automobilového priemyslu až po zdravotnícke zariadenia a kuchynské spotrebiče.

Výber vhodného typu nehrdzavejúcej ocele zaisťuje optimálny výkon a dlhú životnosť v rôznych aplikáciách. Táto príručka poskytuje podrobný prehľad rôznych druhov nehrdzavejúcej ocele, ich vlastnosti, a vhodné aplikácie.

1. Čo je nehrdzavejúca oceľ?

Nerezová oceľ je zliatina vyrobená predovšetkým zo železa a minimálne 10.5% chróm, čo mu dodáva výraznú odolnosť proti korózii. Prídavok chrómu umožňuje tvorbu riedkeho, ochranná vrstva oxidu na povrchu ocele, zabraňuje hrdzi a oxidácii.

Ďalšie prvky ako nikel, molybdén, a mangán môže byť tiež pridaný na zlepšenie špecifických vlastností, ako je pevnosť, ťažkosť, a odolnosť voči teplu a chemikáliám.

Spoločné vlastnosti nehrdzavejúcej ocele:

• ‌Odolnosť proti korózii: Prvok chrómu v nehrdzavejúcej oceli reaguje s kyslíkom za vzniku hustej vrstvy chrómanu sodného, čo účinne znižuje pravdepodobnosť korózie a vďaka čomu má nehrdzavejúca oceľ dobrú odolnosť proti korózii‌.
• ‌Tepelná odolnosť: Nerezová oceľ si dokáže zachovať vynikajúce fyzikálne a mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách, má dobrú tepelnú odolnosť, a môže si zachovať dobré fyzikálne a chemické vlastnosti v rôznych teplotných prostrediach‌.
• Vysoká pevnosť: Nerezová oceľ má vysokú pevnosť a vydrží väčší tlak a napätie.
• Bezpečnosť a hygiena: Nerezová oceľ neobsahuje rádioaktívne látky a nespôsobuje žiadne poškodenie ľudského tela. Je vhodný pre zariadenia na výrobu potravín alebo výrobné linky a iné zariadenia.
• Krásny povrch: Povrch z nehrdzavejúcej ocele je lesklý, Ľahko čistiteľné, a má nízke náklady na údržbu‌1.
• ‌Dobrá opracovateľnosť: Nerezová oceľ môže byť tvarovaná a spracovávaná rôznymi spôsobmi, ako je zváranie, spracovanie za studena, precízne spracovanie, tam.
• ‌Recyklovateľnosť: Materiály z nehrdzavejúcej ocele sa dajú recyklovať a majú malý vplyv na životné prostredie.
• ‌Dobrá elasticita a plasticita: Materiály z nehrdzavejúcej ocele majú dobrú elasticitu a plasticitu a nie sú náchylné na zlomenie.

Vďaka týmto vlastnostiam je nehrdzavejúca oceľ široko používaná v rôznych oblastiach, ako sú stroje, letectva, vojenský priemysel, chemický priemysel, tam.

2. Druhy nehrdzavejúcej ocele

Nerezová oceľ je rozdelená do piatich hlavných skupín, každý s jedinečnými mikroštruktúrami a chemickým zložením, ktoré dodávajú odlišné vlastnosti. Pochopenie týchto klasifikácií je rozhodujúce pre výber správneho materiálu pre rôzne aplikácie, od kuchynských spotrebičov až po letecké komponenty. Tu je podrobný pohľad na každý typ:

1. Austenitická nehrdzavejúca oceľ

Štruktúra:
Austenitická nehrdzavejúca oceľ má plošne centrovaný kubický (Fcc) kryštálovú štruktúru, ktorý je stabilný pri izbovej teplote. Táto štruktúra ho robí nemagnetickým a vysoko tvárnym.

Zloženie:
Tieto ocele zvyčajne obsahujú 16-26% chróm a 6-22% nikel, niektoré druhy tiež obsahujú molybdén alebo dusík na zvýšenie odolnosti proti korózii. Nízky obsah uhlíka (zvyčajne menej ako 0.1%) zabraňuje zrážaniu karbidov, ktoré môžu spôsobiť medzikryštalickú koróziu.

Vlastnosti:
Austenitické nehrdzavejúce ocele sú známe svojou vynikajúcou odolnosťou proti korózii, najmä v kyslom prostredí a prostredí bohatom na chloridy. Ponúkajú dobrú tvarovateľnosť a zvárateľnosť, vďaka čomu sú vhodné pre zložité tvary a veľké konštrukcie. Však, nedajú sa vytvrdiť tepelným spracovaním; namiesto toho, často sú opracované za studena, aby sa zvýšila pevnosť.

Bežné stupne:

• 304: Tiež známy ako 18/8 nehrdzavejúca oceľ, je to najpoužívanejšia trieda vďaka svojej všestrannosti a vynikajúcej odolnosti proti korózii.
• 316: Obsahuje molybdén, ktorý poskytuje vynikajúcu odolnosť proti jamkovej a štrbinovej korózii v morskom a chemickom prostredí.
• 310: Oceľ odolná voči vysokým teplotám používaná v častiach pecí a výmenníkoch tepla.

Žiadosti:
Austenitické nehrdzavejúce ocele sa nachádzajú v širokej škále produktov, vrátane kuchynských drezov, zariadenia na spracovanie potravín, chemické nádrže, a architektonické fasády.

2. Feritická nehrdzavejúca oceľ

Štruktúra:
Feritická nehrdzavejúca oceľ má kubický tvar v strede (BCC) štruktúru, podobne ako uhlíková oceľ, vďaka čomu je magnetická a menej ťažná ako austenitické triedy.

Zloženie:
Zvyčajne obsahuje 10.5-30% chróm a veľmi nízky obsah uhlíka (menej ako 0.1%), tieto ocele majú málo alebo žiadny nikel, vďaka čomu sú nákladovo efektívnejšie ako austenitické odrody.

Vlastnosti:
Feritické nehrdzavejúce ocele poskytujú dobrú odolnosť proti korózii a sú odolné voči koróznemu praskaniu pod napätím. Majú lepšiu tepelnú vodivosť ako austenitické druhy, ale sú menej vhodné na zváranie a tvárnenie.

Bežné stupne:

• 430: Bežne sa používa v automobilových obloženiach a paneloch spotrebičov vďaka svojej dobrej odolnosti proti korózii a tvarovateľnosti.
• 409: Obsahuje nižší obsah chrómu, ponúka strednú odolnosť proti korózii, často používané v automobilových výfukových systémoch.

Žiadosti:
Feritické nehrdzavejúce ocele sa často používajú v automobilových aplikáciách, priemyselné zariadenia, a ozdobným lemom.

3. Martenzitická nehrdzavejúca oceľ

Štruktúra:
Martenzitická nehrdzavejúca oceľ má štvoruholníkový stred v strede tela (BCT) štruktúru. Je magnetický a možno ho tepelne spracovať na dosiahnutie vysokej pevnosti a tvrdosti.

Zloženie:
Tieto ocele obsahujú 12-18% chróm, 0.1-1.2% uhlíka, a málo alebo žiadny nikel. Vysoký obsah uhlíka umožňuje ich kalenie a popúšťanie.

Vlastnosti:
Martenzitické nehrdzavejúce ocele sa vyznačujú vysokou pevnosťou, tvrdosť, a stredná odolnosť proti korózii. Môžu byť tepelne spracované, aby sa dosiahol široký rozsah mechanických vlastností, ale sú krehkejšie a menej odolné voči korózii ako iné rodiny nehrdzavejúcich ocelí.

Bežné stupne:

• 410: Univerzálna trieda ponúkajúca dobrú odolnosť proti korózii a vysokú mechanickú pevnosť.
• 420: Často sa používa na príbory vďaka svojej schopnosti leštiť do vysokého lesku a udržiavať ostré hrany.
• 440C: Vysoký obsah uhlíka ho robí vhodným pre aplikácie s vysokým opotrebovaním.

Žiadosti:
Na čepele nožov sa používajú martenzitické nehrdzavejúce ocele, chirurgické nástroje, šachty, a ventily.

4. Duplexná nehrdzavejúca oceľ

Štruktúra:
Duplexná nehrdzavejúca oceľ má zmiešanú mikroštruktúru austenitu a feritu, typicky v a 50:50 pomer. Táto dvojfázová štruktúra mu dáva jedinečné vlastnosti.

Zloženie:
Duplexné ocele zvyčajne obsahujú 18-28% chróm, 4.5-8% nikel, a až 5% molybdén, s nízkym obsahom uhlíka. Vyvážené zloženie znižuje náchylnosť na korózne praskanie a zvyšuje mechanickú pevnosť.

Vlastnosti:
Tieto ocele kombinujú najlepšie vlastnosti austenitických a feritických ocelí, ponúka vysokú pevnosť, vynikajúca odolnosť proti korózii, a dobrá zvárateľnosť. Dobre fungujú v drsnom prostredí, ako sú tie, ktoré sú vystavené chloridom a kyseline sírovej.

Bežné stupne:

• 2205: Najpoužívanejšia duplexná trieda, známy svojou vysokou pevnosťou a odolnosťou voči koróznemu praskaniu pod napätím.
• 2507: Super duplexný typ ponúka ešte vyššiu pevnosť a odolnosť proti korózii.

Žiadosti:
Duplexné nehrdzavejúce ocele sa používajú pri chemickom spracovaní, ropný a plynárenský priemysel, námorné aplikácie, a výmenníky tepla.

5. Zrážkovo-kalenie (PH) Nehrdzavejúca oceľ

Štruktúra:
Nerezové ocele PH majú jedinečnú mikroštruktúru, ktorá umožňuje ich tepelné spracovanie pre dosiahnutie vysokej pevnosti a húževnatosti. Začínajú ako austenitické alebo martenzitické a podliehajú precipitačnému vytvrdzovaniu za vzniku jemných častíc, ktoré zvyšujú pevnosť.

Zloženie:
Tieto ocele sú legované prvkami ako hliník, meď, a titán, ktoré tvoria intermetalické zlúčeniny, ktoré sa vyzrážajú pri tepelnom spracovaní.

Vlastnosti:
Nerezové ocele PH ponúkajú kombináciu vysokej pevnosti, dobrá odolnosť proti korózii, a vynikajúce mechanické vlastnosti. Môžu byť tepelne spracované na rôzne stupne pevnosti, vďaka čomu sú univerzálne pre mnohé náročné aplikácie.

Bežné stupne:

• 17-4 PH: Najpoužívanejší stupeň PH, kombinujúci vysokú pevnosť a strednú odolnosť proti korózii.
• 15-5 PH: Ponúka zvýšenú húževnatosť 17-4 PH a často sa používa v leteckých aplikáciách.

Žiadosti:
Nerezové ocele PH sa používajú v komponentoch leteckého priemyslu, vysokovýkonné ventily, ozubené kolesá, a ďalšie diely pre presné strojárstvo.