18-8 Paslanmaz çelik: Kompozisyon, Performans & Kullanım Alanları

1. Yönetici Özeti

“18-8 paslanmaz çelik”, kabaca karakterize edilen bir östenitik paslanmaz çelik ailesinin ortak adıdır. 18% krom Ve 8% nikel (dolayısıyla “18-8”).

En tanınmış üyesi ise Tip 304 (ABD S30400 / İÇİNDE 1.4301). 18-8 Alaşımlar, geniş korozyon direncini birleştirdikleri için paslanmaz teknolojisinin en güçlü yükleridir., mükemmel şekillendirilebilirlik, yüksek tokluk, ve basit imalat.

Onlar değil, Yine de, Agresif klorür ortamları veya yüksek sıcaklıkta sürünme uygulamaları için en iyi seçim; bu durumlarda molibden ilaveli alaşımlar, stabilize veya dubleks mikro yapılar, veya nikel bazlı alaşımlar tercih edilir.

2. “18-8” ne anlama geliyor — tanım ve kapsam

“18-8” resmi olmayan bir ifadedir, belirten tarihsel tanımlayıcı paslanmaz çelikler ile yaklaşık olarak 18 ağırlıkça %krom Ve 8 ağırlıkça % nikel—20. yüzyılın başlarında tanıtılan klasik östenitik paslanmaz bileşim.

Tipik olarak şuna atıfta bulunur: 300-serisi östenitik aile: esas olarak Tip 304 ve çeşitleri (304L, 304H), artı ilgili stabilize kaliteler (örneğin, 321, 347) -20 Cr'yi paylaşan / 8– Ni bazı ancak karbür çökelmesini kontrol etmek için titanyum veya niyobyum ekleyin.

Anahtar noktalar:

• “18-8” pratik bir kısaltmadır; tam notu belirtin (örneğin, 304, 304L, 321) satın almada.
• Östenitik mikro yapı Ni ile stabilize edilir; Cr pasiflik ve oksidasyon direnci sağlar.

3. Tipik notlar ve standartlar

Ticari olarak yaygın olarak kullanılan 18-8 varyantlar şunları içerir::

• Tip 304 (ABD S30400 / İÇİNDE 1.4301) — standart 18-8 paslanmaz; genel amaç.
• Tip 304L (S30403 / 1.4306) — düşük karbonlu versiyon (≤0.03% c) kaynak sırasında hassasiyeti azaltmak için.
• Tip 304H (S30409 / 1.4307) — daha yüksek karbon (≈0,04–0,10%) yüksek sıcaklıklarda daha iyi dayanıklılık için.
• Tip 321 (S32100 / 1.4541) — 450–850 °C aralığında maruz kaldıktan sonra tanecikler arası korozyona karşı daha iyi direnç için Ti-stabilize edilmiştir.
• Tip 347 (S34700 / 1.4550) — Nb ile stabilize edilmiş eşdeğer 321.

Bu sınıfları kapsayan standartlar şunları içerir: ASTM A240 / A240M (plaka, çarşaf), ASTM A276 (barlar), ASME/ASME II, ve EN/ISO eşdeğerleri. Spesifikasyonlarda her zaman kesin standardı ve UNS/EN numarasını referans alın.

4. Kimyasal Bileşimi 18-8 paslanmaz çelik

5. Mekanik özellikleri 18-8 paslanmaz çelik

Aşağıdaki tablo tipik için temsili mekanik özellikleri vermektedir. 18-8 östenitik paslanmaz çelikler (örneğin, Tip 304 aile) çözelti tavlanmış / tavlanmış durum.

6. Fiziksel & Termal Özellikler

• Yoğunluk: ≈ 7.9 g·cm⁻³.
• Esneklik modülü (e): ≈ 193–200 GPa.
• Isı iletkenliği: bir metal için nispeten düşük, ≈ 14–16 W·m⁻¹·K⁻¹ en 100 °C (sıcaklıkla birlikte düşer).
• Termal genleşme katsayısı: ≈ 16–17×10⁻⁶ K⁻¹ (20–100 ° C) — karbon çeliğinden daha yüksek, termal bağlantı tasarımı için önemlidir.
• Erime aralığı: Solidus ~ 1375–1400 ° C, sıvı ~ 1400–1450 °C (bileşime bağlı).
• Manyetik davranış: esasen manyetik olmayan tavlanmış durumda; soğuk işlem veya martenzit oluşumu hafif ferromanyetizma kazandırır.

Sıcaklık servis limitleri: kadar sürekli kullanım ~400–800 °C alaşıma ve çevreye bağlı olarak mümkündür; hassas bölgeye dikkat edin (~425–850 °C) ve yüksek sıcaklıklarda karbürizasyon/oksidasyon.

Sürekli yüksek T mukavemeti için 304H'yi düşünün, 309, 310 veya diğer yüksek sıcaklık alaşımları.

7. Korozyon davranışı – güçlü yönler ve sınırlamalar

Güçlü yönler

• İyi genel korozyon direnci oksitleyici atmosferlerde ve birçok kimyasalda (asitler/bazlar) ortam sıcaklıklarında.
  Pasif Cr₂O₃ filmi gıdada geniş kullanım alanı sağlar, mimari ve birçok süreç ortamı.
• İyi hijyen ve temizlenebilirlik, bu yüzden 18-8 gıdalarda yaygın olarak kullanılır, içecek ve tıbbi ekipman.

Sınırlamalar

• Klorürlerde çukurlaşma ve çatlak korozyonu: Mo olmadan, 18-8 klorür içeren ortamda lokalize saldırıya karşı hassastır (deniz suyu, salamura) özellikle yüksek sıcaklıklarda veya çatlaklarda.
  Klorürler mevcutsa, Tip 316 (Mo ile) veya dubleks alaşımlar sıklıkla seçilir.
• Gerilmeli korozyon çatlaması (SCC): östenitik 18-8 Çelikler, çekme gerilimi ve yüksek sıcaklık altında klorür kaynaklı SCC'ye karşı hassastır; çekme gerilimi kombinasyonundan kaçının + klorürler + sıcaklık.
• Büyük korozyon (hassaslaşma): düşük C olmadığı sürece 425–850 °C'ye maruz kaldıktan sonra oluşur (304L) veya stabilize edilmiş notlar (321/347) kullanıldı.
• Galvanik korozyon: daha asil alaşımlarla birleştirildiğinde, 18-8 belirli elektrolitlerde anot görevi görebilir - farklı metal temasını önleyecek veya yalıtım sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

Pratik seçim kuralı: Klorürlerin veya ağır indirgeme koşullarının meydana geldiği genel hizmet için, değerlendirmek 316 (Ay), süper-östenitikler, dubleks veya nikel alaşımları.

8. imalat: şekillendirme, işleme, kaynak ve birleştirme

Şekillendirme

• Mükemmel biçimlendirilebilirlik yüksek süneklik nedeniyle tavlanmış durumda. Geri esnemeyi hesaba katmak için uygun takım kullanın (yumuşak çelikten daha yüksek) ve güçlü çalışmayı sertleştirici davranış.
• Derin çizim & eğirme tencere ve ince duvarlı kaplar için yaygındır.

İşleme

• Bilinen adıyla "sakızlı" karbon çeliğiyle karşılaştırıldığında; östenitik paslanmaz çelikler kesim sırasında sertleşir, bu da takım aşınmasını artırır. En iyi uygulama:

• • Sert takımlar kullanın, pozitif eğimli karbür takımlar.
  • Orta düzeyde kesme hızları kullanın, kaba işleme için yüksek ilerleme, kenar ve ısı birikmesini önlemek için bol miktarda soğutma sıvısı.
  • Keskin kenarlar ve talaş kırıcılar kullanın.

Kaynak & katılmak

• Mükemmel kaynaklanabilirlik ortak yöntemlerle (GTAW, GMAW, SMAW, FCAW). Anahtar noktalar:

• • Düşük karbon kullanın (304L) kaynak sonrası hassasiyetin endişe verici olduğu kaynaklı montajlar için.
  • Uygun dolgu metalleri kullanın (örneğin, 308L/308 paslanmaz dolgu maddesi 304 ana metal) kimyayı eşleştirmek ve sıcak çatlamayı önlemek için.
  • Isı girişini kontrol edin & geçiş sıcaklığı; aşırı ısı hassas bölgeyi genişletir.
  • Kaynak sonrası çözelti tavlaması (1050–1100 ° C) ardından hızlı söndürme, pratik olduğu durumlarda korozyon direncini eski haline getirebilir; monte edilmiş yapılar için genellikle mümkün değildir.
    Alternatif olarak, PWHT ihtiyacını ortadan kaldırmak için düşük C veya stabilize kaliteler kullanın.
  • Bazı kaynak konfigürasyonlarında katılaşma çatlamalarına karşı dikkatli olun; nitelikli WPS ve ön yeterliliğe sahip prosedürleri izleyin.

Diğer katılım

• Lehimleme, lehimleme, yapıştırıcı yapıştırma uygun flukslar ve yüzey hazırlıkları ile kullanılır. Yapışkan bağlama sıklıkla yüzey aktivasyonu gerektirir (alev, plazma, kimyasal aşındırma).

9. Isıl işlem & ısıl işlem

• Su verme yoluyla sertleştirilemez & temper (östenitik 18-8 Karbon çelikleri gibi ısıl işlemle martenzit oluşturmaz).
• Çözüm tavlaması: tipik 1010–1120 °C ardından hızlı söndürme (su) karbürleri çözmek ve korozyon direncini ve sünekliği geri kazandırmak için. Mümkün olduğunda kaynak/ağır soğuk işlerden sonra kullanılır.
• Gerilim giderici tavlama: sınırlı fayda; eğer yapılırsa, Çözelti tavlaması yapılmadığı sürece hassaslaştırma aralığındaki sıcaklıklardan kaçının.
• Yaşlanma: uzun süreli maruz kalma 475 °C (475 °C gevrekleşmesi) bazı demir-nikel-krom alaşımlarında malzemeyi kırılganlaştırabilir; bu durum için tipik değildir. 304, ancak uzun süreli maruz kalmalarda dikkatli olun.

10. Yüzey kaplaması, Pasivasyon ve temizlik

• Mekanik kaplamalar: 2B, lisans, 1 numara, No.4 (fırçalanmış) vesaire. Uygulama için bitişi seçin: sıhhi tesisat için cilalanmış, mimari için mat.
• Turşu & pasivasyon: kimyasal dekapaj ısıyla oluşan renk tonunu ve gömülü demiri giderir; pasivasyon (nitrik veya sitrik asit tedavileri) kaynak veya imalat sonrası kritik olan pasif filmi onarır ve güçlendirir.
  Sitrik asit pasivasyonu güvenlik ve çevresel nedenlerden dolayı giderek daha fazla tercih edilmektedir.
• Elektro parlatma: yüzey pürüzlülüğünü azaltır ve korozyon direncini artırır (ilaç/gıda endüstrilerinde kullanışlıdır).
• Temizlik: Klorlu temizleyicilerden kaçının; hafif alkalin temizleyicileri veya deterjanları ve ardından içme suyuyla durulamayı tercih edin. Kritik sıhhi kullanım için, temizleme rejimini doğrulayın.

11. Tipik Uygulamalar 18-8 paslanmaz çelik

• Yiyecek servisi ve işleme ekipmanları: lavabolar, konveyörler, tanklar — hijyenik, kolayca temizlenir.
• Mimari yüzeyler ve kaplamalar: dayanıklı, korozyona dayanıklı kaplamalar.
• Ev eşyaları: çatal bıçak takımı, tencere, cihaz panelleri.
• Kimyasal proses ekipmanları (hafif hizmetler): borular, klorür içermeyen ortamlar için valfler.
• Bağlantı Elemanları, yaylar (soğuk çalışıldığında), enstrümantasyon: mekanik fonksiyon için iş sertleştirmesinin kullanılması.
• Tıbbi cihazlar ve implantlar (notları seç, kontrollü üretim): biyouyumluluk ve sterilize edilebilirlik nedeniyle (ama hepsi değil 18-8 varyantlar tıbbi sınıftır).

12. İlgili Alaşımlarla Karşılaştırma

13. Çözüm

18-8 paslanmaz çelik Modern mühendislikte en dengeli ve en yaygın şekilde benimsenen malzeme sistemlerinden birini temsil eder.

Yaklaşık olarak birleştirerek 18% krom ve 8% nikel, olağanüstü bir korozyon direnci karışımı sunan stabil bir östenitik mikro yapıya ulaşır, mekanik güvenilirlik, şekillendirilebilirlik, ve kaynaklanabilirlik.

Bu özellikler gıda işlemede uzun süredir devam eden hakimiyetini açıklıyor, kimyasal ekipman, mimari yapılar, basınçlı kaplar, ve genel endüstriyel uygulamalar.

 

SSS

Paslanmaz çelikte “18-8” ne anlama geliyor??

“18-8” yaklaşık olarak nominal kimyasal bileşimi ifade eder. 18% krom ve 8% nikel.

Bu bileşim östenitik bir yapıyı stabilize eder, korozyon direnci sağlayan, süneklik, ve tavlanmış durumda manyetik olmayan davranış.

öyle mi 18-8 paslanmaz çelik Tip ile aynı 304?

Tip 304 içinde en yaygın standartlaştırılmış nottur. 18-8 aile.

“18-8” genel bir sektör terimi olsa da, Tip 304 (ve 304L ve 304H gibi çeşitleri) uluslararası standartlar altında kesin olarak tanımlanmış bir spesifikasyonu temsil eder.

öyle mi 18-8 paslanmaz çelik manyetik?

Çözeltiye tavlanmış durumda, 18-8 paslanmaz çelik aslında manyetik değildir. Fakat, Soğuk işlem kısmi martensitik dönüşümü tetikleyebilir, hafif bir manyetik tepkiyle sonuçlanır.

Başlıca avantajları nelerdir? 18-8 dubleks paslanmaz çeliklere göre paslanmaz çelik?

18-8 paslanmaz çelik üstün şekillendirilebilirlik sunar, daha kolay kaynak, düşük sıcaklıkta daha iyi dayanıklılık, ve daha düşük malzeme ve imalat maliyetleri.

Dubleks paslanmaz çelikler daha yüksek mukavemet ve gelişmiş klorür direnci sağlar ancak işlenmesi daha zordur.