Врсте нерђајућег челика: Свеобухватан водич

Увођење

Нехрђајући челик је широко коришћен материјал познат по својим изузетним особинама као што је издржљивост, снага, и отпорност на корозију.

Користи се у различитим индустријама, од грађевинарства и аутомобилизма до медицинских уређаја и кухињских апарата.

Избор одговарајуће врсте нерђајућег челика обезбеђује оптималне перформансе и дуговечност у различитим применама. Овај водич пружа детаљан преглед различитих врста нерђајућег челика, њихове карактеристике, и одговарајуће апликације.

1. Шта је од нехрђајућег челика?

Нерђајући челик је легура направљена првенствено од гвожђа и најмање 10.5% хром, дајући му карактеристичну отпорност на корозију. Додатак хрома омогућава формирање танке, заштитни слој оксида на површини челика, спречавање рђе и оксидације.

Остали елементи попут никла, молибден, а манган се такође може додати да би се побољшала специфична својства као што је снага, дуктилност, и отпорност на топлоту и хемикалије.

Заједничка својства нерђајућег челика:

• ‌Отпорност на корозију: Елемент хрома у нерђајућем челику реагује са кисеоником и формира густ слој натријум хромата, што ефективно смањује вероватноћу корозије и чини да нерђајући челик има добру отпорност на корозију‌.
• ‌Отпорност на топлоту: Нерђајући челик може одржати одличне физичке и механичке особине на високим температурама, има добру отпорност на топлоту, и може да одржи добра физичка и хемијска својства у различитим температурним окружењима‌.
• Висока снага: Нерђајући челик има високу чврстоћу и може издржати већи притисак и напетост‌.
• ‌Безбедност и хигијена‌: Нерђајући челик не садржи радиоактивне супстанце и неће нанети штету људском телу. Погодан је за опрему за производњу хране или производне линије и друге уређаје.
• ‌Прелепа површина‌: Површина од нерђајућег челика је светла, Једноставно чишћење, и има ниске трошкове одржавања‌1.
• ‌Добра обрадивост: Нерђајући челик се може формирати и обрађивати на различите начине, као што су заваривање, хладна обрада, прецизна обрада, итд.
• ‌Рециклабилност‌: Материјали од нерђајућег челика се могу рециклирати и имају мали утицај на животну средину.
• ‌Добра еластичност и пластичност: Материјали од нерђајућег челика имају добру еластичност и пластичност и нису склони ломљењу‌.

Ове карактеристике чине да се нерђајући челик широко користи у различитим областима, као што су машинерије, авијације, војна индустрија, Хемијска индустрија, итд.

2. Врсте нерђајућег челика

Нерђајући челик је подељен у пет главних породица, сваки са јединственом микроструктуром и хемијским саставом који даје различита својства. Разумевање ових класификација је кључно за одабир правог материјала за различите примене, од кухињских апарата до ваздухопловних компоненти. Ево детаљног погледа на сваки тип:

1. Аустенитни од нехрђајућег челика

Структура:
Аустенитни нерђајући челик има коцку усредсређену на лице (ФЦЦ) кристална структура, који је стабилан на собној температури. Ова структура га чини немагнетним и веома дуктилним.

Састав:
Ови челици обично садрже 16-26% хром и 6-22% никл, са неким врстама које такође садрже молибден или азот за побољшање отпорности на корозију. Низак садржај угљеника (обично мање од 0.1%) спречава таложење карбида, што може изазвати интергрануларну корозију.

Својства:
Аустенитни нерђајући челици су познати по одличној отпорности на корозију, посебно у киселим срединама и срединама богатим хлоридима. Нуде добру формабилност и заварљивост, чинећи их погодним за сложене облике и велике структуре. Међутим, не могу се очврснути топлотном обрадом; уместо тога, често се обрађују хладно ради повећања снаге.

Цоммон Градес:

• 304: Такође познат као 18/8 нехрђајући челик, ово је најраспрострањенији тип због своје свестраности и одличне отпорности на корозију.
• 316: Садржи молибден, који пружа врхунску отпорност на корозију у облику пукотина и удубљења у морским и хемијским срединама.
• 310: Челик отпоран на високе температуре који се користи у деловима пећи и измењивачима топлоте.

Апликације:
Аустенитни нерђајући челици се налазе у широком спектру производа, укључујући кухињске судопере, Опрема за прераду хране, хемијски резервоари, и архитектонске фасаде.

2. Феритни од нехрђајућег челика

Структура:
Феритни нерђајући челик има кубик усредсређен на тело (БЦЦ) структура, сличан оном од угљеничног челика, што га чини магнетним и мање дуктилним од аустенитних разреда.

Састав:
Обично садржи 10.5-30% хром и врло мало угљеника (мање од 0.1%), ови челици имају мало или нимало никла, што их чини исплативијим од аустенитних варијанти.

Својства:
Феритни нерђајући челици пружају добру отпорност на корозију и отпорни су на пуцање под напоном. Имају бољу топлотну проводљивост од аустенитних разреда, али су мање погодни за заваривање и обликовање.

Цоммон Градес:

• 430: Обично се користи у аутомобилским украсима и панелима уређаја због добре отпорности на корозију и могућности обликовања.
• 409: Садржи мањи садржај хрома, нуди умерену отпорност на корозију, често се користи у аутомобилским издувним системима.

Апликације:
Феритни нерђајући челици се често користе у аутомобилским апликацијама, Индустријска опрема, и украсне украсе.

3. Мартензитни од нехрђајућег челика

Структура:
Мартензитни нерђајући челик има тетрагонално усредсређено на тело (БЦТ) структура. Магнетна је и може се термички обрађивати да би се постигла висока чврстоћа и тврдоћа.

Састав:
Ови челици садрже 12-18% хром, 0.1-1.2% угљеник, и мало или нимало никла. Висок садржај угљеника омогућава им да буду очвршћени и темперирани.

Својства:
Мартензитни нерђајући челици се одликују високом чврстоћом, тврдоћа, и умерену отпорност на корозију. Могу се термички обрађивати да би се постигла широка лепеза механичких својстава, али су крхкији и мање отпорни на корозију од других породица нерђајућег челика.

Цоммон Градес:

• 410: Квалитет опште намене који нуди добру отпорност на корозију и високу механичку чврстоћу.
• 420: Често се користи за прибор за јело због своје способности да се полира до високог сјаја и одржава оштре ивице.
• 440Ц: Висок садржај угљеника чини га погодним за апликације са високим хабањем.

Апликације:
Мартензитни нерђајући челици се користе у сечивима ножева, хируршки инструменти, шахтови, и вентили.

4. Дуплек нерђајући челик

Структура:
Дуплекс нерђајући челик има мешовиту микроструктуру аустенита и ферита, типично у а 50:50 однос. Ова двофазна структура даје му јединствена својства.

Састав:
Дуплекс челици обично садрже 18-28% хром, 4.5-8% никл, и до 5% молибден, са ниским садржајем угљеника. Избалансиран састав смањује подложност пуцању од корозије под напоном и повећава механичку чврстоћу.

Својства:
Ови челици комбинују најбоље карактеристике аустенитних и феритних разреда, нудећи високу чврстоћу, Одлична отпорност на корозију, и добра заварљивост. Добро се понашају у тешким условима, као што су они изложени хлориду и сумпорној киселини.

Цоммон Градес:

• 2205: Најраспрострањенији дуплекс разред, познат по високој чврстоћи и отпорности на корозију под напоном.
• 2507: Супер дуплекс класа нуди још већу чврстоћу и отпорност на корозију.

Апликације:
Дуплекс нерђајући челици се користе у хемијској преради, нафтне и гасне индустрије, Марине апликације, и измењивачи топлоте.

5. Падавине-отврдњавање (ПХ) Нехрђајући челик

Структура:
ПХ нерђајући челици имају јединствену микроструктуру која им омогућава да се термички обрађују како би се постигла висока чврстоћа и жилавост. Почињу као аустенитни или мартензитни и подвргавају се таложном очвршћавању да би се формирале фине честице које повећавају снагу.

Састав:
Ови челици су легирани елементима попут алуминијума, бакар, и титанијум, који формирају интерметална једињења која се таложе током термичке обраде.

Својства:
ПХ нерђајући челици нуде комбинацију високе чврстоће, Добра отпорност на корозију, и одличне механичке особине. Могу се термички обрађивати на различите нивое чврстоће, што их чини разноврсним за многе захтевне примене.

Цоммон Градес:

• 17-4 ПХ: Најраспрострањенији ПХ разред, комбинујући високу чврстоћу и умерену отпорност на корозију.
• 15-5 ПХ: Нуди побољшану жилавост преко 17-4 ПХ и често се користи у ваздухопловним апликацијама.

Апликације:
ПХ нерђајући челици се користе у компонентама ваздухопловства, вентили високих перформанси, зупчаници, и других делова прецизног инжењерства.