Giới thiệu
Thép không gỉ Bước vào bối cảnh công nghiệp vào đầu thế kỷ 20 và có được tên của nó vì nó thực sự chống lại rỉ sét.
Được cấu tạo chủ yếu bằng sắt, crom, niken, và dấu vết các yếu tố, Thép không gỉ kết hợp các đặc tính độc đáo phù hợp với mọi thứ, từ mặt tiền của tòa nhà chọc trời đến dao mổ phẫu thuật.
Chưa, Mặc dù có nhiều điểm mạnh của nó, Thép không gỉ đi kèm với sự đánh đổi.
Trong bài viết này, Chúng tôi sẽ kiểm tra những ưu điểm chính và bất lợi của thép không gỉ, được củng cố bởi dữ liệu,
Vì vậy, bạn có thể đưa ra quyết định sáng suốt khi chọn thép không gỉ cho các phụ kiện kim loại tấm hoặc bất kỳ ứng dụng nào khác.
Ưu điểm của thép không gỉ
Khả năng chống ăn mòn vượt trội
Tính năng đặc trưng của thép không gỉ xuất hiện từ mức tối thiểu của nó 10.5 % crom nội dung, tạo thành một lớp crom-oxit tự phục hồi.
Do đó, điểm như 304 tỷ lệ ăn mòn thể hiện thấp như 0.01 mm/năm Trong môi trường trung lập, trong khi 316 (có thêm molypden) Không thể chống lại các giải pháp clorua xuống Hàng0.2 trong VS. Sce.
Hơn thế nữa, Bộ phim thụ động này tái sinh ngay lập tức sau những vết trầy xước nhỏ, Đảm bảo độ bền lâu dài trong bầu không khí khắc nghiệt.
Do đó, Chủ nhà tin tưởng nó cho bồn rửa và dụng cụ nấu ăn, và các đầu bếp dựa vào nó cho các dụng cụ nhà bếp tiếp xúc với thực phẩm có tính axit mà không bị rỗ hoặc rỉ sét.
Tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao
Ngoài khả năng chống ăn mòn, Nhiều lớp không gỉ cung cấp độ bền kéo từ 500 ĐẾN 1 200 MPa—Voften phù hợp hoặc vượt quá thép carbon cấu trúc trong khi nặng 20 % ít hơn.
Ví dụ, 17-4 PH vươn tới 1 000 MPa trong Temper H900, Làm cho nó lý tưởng cho trục, bánh răng, và các thành phần tải cao được hưởng lợi từ trọng lượng nhẹ hơn mà không cần hy sinh sức mạnh.
Hiệu suất nhiệt độ cao nổi bật
Hơn nữa, Thép không gỉ duy trì tính toàn vẹn cơ học và điện trở oxy hóa ở nhiệt độ cao.
310S giữ lại nhiều hơn 80 % độ bền kéo ở nhiệt độ phòng của nó tại 800 °C, Và 601 (một lớp chống nhiệt) hoạt động liên tục tại 1 100 °C.
Do đó, Các ngành công nghiệp như sản xuất điện và hóa dầu dựa vào không gỉ cho các thành phần lò, Ống trao đổi nhiệt, và hệ thống ống xả.
Tính chất vệ sinh tuyệt vời
Chuyển sang các ứng dụng vệ sinh, thép không gỉ mịn, Bề mặt không xốp chống lại sự kết dính của vi khuẩn.
Trong môi trường dịch vụ thực phẩm và y tế, Các chuyên gia vệ sinh thiết bị không gỉ với chất tẩy rửa ăn da hoặc hấp, tự tin rằng kim loại ẩn không vi khuẩn cũng như dư lượng.
Trong thực tế, Một nghiên cứu cho thấy các phiếu giảm giá 316L được đánh bóng đúng cách cho thấy Các đơn vị hình thành khuẩn lạc không sau đó 24 Giờ trong một nền văn hóa nước dùng¹.
Tính linh hoạt về mặt thẩm mỹ và các tùy chọn kết thúc
Ngoài hiệu suất, Thép không gỉ làm hài lòng mắt. Nhà thiết kế đạt được chất đánh bóng gương (Ra < 0.1 ừm), kết cấu chải (Ra ≈ 0.4 ừm), hoặc màu phủ anốt màu cho các tấm trang trí và tác phẩm điêu khắc.
Ngoài ra, Kết thúc đồng đều của nó phản ánh đồng đều, Cho vay một cái nhìn cao cấp đến mặt tiền, thiết bị nhà bếp, và đồ trang sức.
Khả năng tái chế và bền vững
Về mặt tác động môi trường, Thép không gỉ nổi bật: Hợp kim hiện đại thường chứa 60Mạnh80 % Nội dung tái chế, Và kim loại vẫn còn 100 % có thể tái chế vô thời hạn.
Hơn thế nữa, sản xuất không gỉ từ phế liệu tiêu thụ lên đến 40 % Ít năng lượng hơn hơn sản xuất chính, Sắp xếp với các khoản tín dụng LEED và các mục tiêu ESG của công ty.
Khả năng chống mặc và tác động
Nhiều lớp không gỉ không gỉ và không gỉ làm cứng như 420 Và 630-đạt được
Giá trị độ cứng của rockwell ở trên HRC 40, cho phép điện trở hao mòn đặc biệt trong trục bơm, dao dao, và ghế van.
Ngoài ra, Những hợp kim này duy trì độ dẻo dai (Charpy v-notch > 50 J ở mức 40 ° C) trong tác động lặp đi lặp lại, kéo dài tuổi thọ dịch vụ trong các ứng dụng động.
Bảo trì thấp và giá trị vòng đời
Cuối cùng, kết hợp thép không gỉ của kháng ăn mòn, sức mạnh, và thẩm mỹ làm giảm chu kỳ bảo trì.
Ví dụ, Hệ thống ốp kiến trúc được chế tạo từ 316 Lớp thường chỉ yêu cầu rửa định kỳ, so với thép sơn, yêu cầu sơn lại mỗi 5–7 năm.
Trong một cuộc sống xây dựng 50 năm, không gỉ có thể cung cấp một 30550 % tổng chi phí sở hữu thấp hơn Mặc dù chi phí vật liệu trả trước cao hơn.
Nhược điểm của thép không gỉ
Chi phí vật liệu cao hơn
Đầu tiên và quan trọng nhất, Hợp kim không gỉ mang một thẻ giá cao.
Ví dụ, 304-Chi phí không gỉ cấp độ 20–30 % Thêm mỗi kg hơn thép carbon tiêu chuẩn, Trong khi các lớp song lập hoặc giàu niken (ví dụ., 2205, 316L) có thể chạy 50Mạnh80 % cao hơn.
Do đó, Các dự án có ngân sách eo hẹp thường không được dự trữ không có gì chỉ cho các thành phần quan trọng nhất.
Độ dẫn nhiệt thấp hơn
Hơn thế nữa, Độ dẫn nhiệt bằng thép không gỉ di động xung quanh 15 W/m·K"Nói về 8 % của đồng và 7 % của nhôm.
Kết quả là, Các ứng dụng yêu cầu tản nhiệt nhanh chóng (như tản nhiệt điện tử hoặc đáy dụng cụ nấu ăn) thực hiện kém với không gỉ, Các kỹ sư hàng đầu để chọn kim loại thay thế thay thế.
Chế tạo và gia công đầy thách thức
Ngoài ra, không gỉ làm việc cứng nhanh chóng. Trong quá trình phay hoặc quay, Vùng cắt có thể cứng bởi 20–30 %, Cái nào tăng tốc độ hao mòn công cụ.
Trong khi dụng cụ cacbua hoặc gốm giảm nhẹ hiệu ứng này, Các cửa hàng vẫn gặp phải 30Mạnh40 % ngắn hơn Tuổi thọ của công cụ so với gia công thép nhẹ.
Hơn nữa, Độ bền của nó đòi hỏi lực cắt cao hơn, Tăng tiêu thụ năng lượng.
Khó khăn hàn và biến dạng
Tương tự, Hàn không gỉ đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận. Mở rộng nhiệt cao (≈ 17 × 10⁻⁶ K⁻) có thể gây ra biến dạng,
và rủi ro làm mát nhanh chóng nhạy cảm với kết tủa crom crom-giới hạn hạt làm suy yếu khả năng chống ăn mòn.
Để chống lại những vấn đề này, Các nhà chế tạo thường làm nóng các bộ phận và thực hiện ủ sau khi hàn, làm tăng thêm thời gian và chi phí cho sản xuất.
Đánh dấu bề mặt và khả năng hiển thị dấu vân tay
Ngoài ra, Thép không gỉ dễ dàng hiển thị dấu vân tay, đốm nước, và vết trầy xước tốt.
Ngay cả với kết thúc cao cấp (2B hoặc BA), Xử lý hàng ngày để lại những vết bẩn nhờn mà các nhà thiết kế phải làm sạch bằng những chất đánh bóng chuyên dụng.
Trong các cài đặt lưu lượng truy cập cao, chẳng hạn như nội thất thang máy, các nhóm bảo trì báo cáo chi tiêu 20–30 % hơn Nỗ lực giữ nguyên sơ không gỉ so với thép phủ bột.
Từ tính trong các lớp ferritic
Cuối cùng, nhiều lớp không gỉ ferritic (ví dụ., 430) Triển lãm tính chất từ tính, có thể gây ra các vấn đề trong các ứng dụng điện tử hoặc y tế yêu cầu vật liệu phi từ tính.
Mặc dù các lớp Austenitic (304, 316) Vẫn không có từ tính, Họ chi phí cao hơn và cung cấp sức mạnh năng suất thấp hơn, Tạo sự đánh đổi giữa hiệu suất và giá cả.
Phần kết luận
Thép không gỉ pha trộn chống ăn mòn, sức mạnh, và tính linh hoạt thẩm mỹ làm cho nó không thể thiếu trong vô số ứng dụng, từ đầu bếp đến các nhà máy chế biến hóa học.
Tuy nhiên, chi phí cao hơn của nó, Nhu cầu hàn/hình thành, và nhu cầu bảo trì bề mặt hiện tại những thách thức thực sự.
Bằng cách cân nhắc những lợi thế và nhược điểm này đối với các yêu cầu của dự án, Bạn có thể xác định xem thép không gỉ vẫn là lựa chọn tối ưu cho phụ kiện kim loại hoặc thành phần công nghiệp tiếp theo của bạn.
