Mikä on ruostumaton teräs?
Ruostumaton teräs on itse asiassa lyhenne sanoista "ruostumaton hapon{0}}kestävä teräs". Se viittaa seosteräksiin, joiden perusmateriaali on rauta ja jonka kromipitoisuus on vähintään 10,5 % (massasta). Tätä metallia voidaan modifioida lisäämällä seosaineita, kuten nikkeliä, molybdeeniä, mangaania ja typpeä sen sisäisen koostumuksen ja ominaisuuksien säätämiseksi. Esimerkiksi nikkelin lisääminen ruostumattomaan teräkseen parantaa sen korroosionkestävyyttä ja korkean lämpötilan{4}}sietokykyä. Tästä syystä tätä metallimateriaalia käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla käsittelyn jälkeen.
Ruostumattoman teräksen luokitus
Lämpökäsittelyn jälkeisen mikrorakenteen perusteella ruostumaton teräs luokitellaan ensisijaisesti seuraaviin viiteen päätyyppiin.
Austeniittista ruostumatonta terästä
Tyypillisiä laatuja ovat 304 ja 316. Tämä tyyppi sisältää runsaasti austeniittia -muodostavia alkuaineita, kuten nikkeliä, mangaania ja typpeä. Sille on ominaista ei--magneettiset ominaisuudet, erinomainen sitkeys ja sitkeys, erinomainen hitsattavuus ja yleisesti hyvä korroosionkestävyys. Sitä ei kuitenkaan voida vahvistaa lämpökäsittelyllä.
Ferriittinen ruostumaton teräs
Ferriittisen ruostumattoman teräksen seosaineena käytetään pääasiassa kromia, ja sen rakenne on runko{0}}keskitetty kuutiomainen (BCC). Tyypillinen laatu on 430. Sille on tunnusomaista magneettiset ominaisuudet ja korkea lujuus, mutta sen sitkeys alhaisessa-lämpötilassa on heikko, se on altis rakeiden karhentumiseen lämpö-vaikutusalueella hitsauksen aikana ja alempi korroosionkestävyys verrattuna austeniittiseen teräkseen.
Martensiittista ruostumatonta terästä
Tyypillisiä laatuja ovat 410 ja 420. Niillä on korkea lujuus ja kovuus, ja mekaaniset ominaisuudet ovat säädettävissä karkaisulla, mutta niiden korroosionkestävyys on suhteellisen heikko.
Precipitation{0}}Karkaistu ruostumaton teräs
Lisäämällä elementtejä, kuten Cu, Nb ja Al, jota seuraa liuoskäsittely ja saostuskarkaisu lujitusfaasien muodostamiseksi, näissä teräksissä yhdistyvät korkea lujuus ja hyvä korroosionkestävyys. Tyypillinen arvosana on 17-4PH.
Duplex ruostumaton teräs
Koostuu sekä austeniittisista että ferriittisistä faaseista, kuten 2205. Yhdistää austeniittisen teräksen sitkeyden ferriittisen teräksen lujuuteen tarjoten erinomaisen kestävyyden jännityskorroosiohalkeilua vastaan.
Ruostumattoman teräksen metallin ominaisuudet
| Kiinteistöluokka | Avainparametri | Kuvaus ja tyypilliset arvot |
|---|---|---|
| Mekaaniset ominaisuudet | Vetolujuus | Tyypillisesti välillä 500-1000 MPa, laadusta ja kunnosta riippuen. |
| Tuottovoima | Tyypillisesti 200 MPa - yli 550 MPa (pienempi austeniittisille teräksille, korkeampi martensiittisille teräksille ja saostus{2}}karkaisuteräksille). | |
| Pidentymä | Austenitic steels usually >40 %; ferriittiset ja martensiittiset teräkset ovat suhteellisen alhaisempia. | |
| Kovuus | Mittaukset ovat Brinell (HB), Rockwell (HRB/HRC) jne., jotka kattavat laajan alueen. | |
| Fyysiset ominaisuudet | Tiheys | Noin 7.7 - 8.0 g/cm³. |
| Sulamispiste | Noin 1370 - 1450 astetta koostumuksesta riippuen. | |
| Lämmönjohtavuus | Suhteellisen alhainen, noin 15-30 W/(m·K), mikä on 1/3 - 1/2 hiiliteräksestä. | |
| Lämpölaajenemiskerroin | Korkeampi austeniittisille teräksille (esim. ~17×10⁻⁶/K 304:lle), mikä vaatii huomiota lämpöjännitykseen. | |
| Magnetismi | Austeniittiset teräkset ovat tyypillisesti ei--magneettisia (voivat muuttua hieman magneettisiksi työstön jälkeen); ferriittiset/martensiittiset teräkset ovat magneettisia. | |
| Kemialliset ominaisuudet | Korroosionkestävyys | Sisältää tasaisen korroosion, pistekorroosion, rakokorroosion, rakeiden välisen korroosion jne. |
| Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) | PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Korkeampi arvo tarkoittaa yleensä parempaa pistesyöpymisvastusta. | |
| Valmistusominaisuudet | Koneistettavuus | Vaihtelee merkittävästi kovuuden, sitkeyden, työs{0}}kovettumistaipmuksen ja lisäaineiden (esim. rikki) mukaan. |
| Hitsattavuus | Yleensä hyvä austeniittisille teräksille; alentunut sitkeys ferriittisten terästen HAZ:ssa; martensiittiset teräkset vaativat esilämmityksen ja PWHT:n. | |
| Muovattavuus | Austeniittisilla teräksillä on erinomaiset kylmätyöstöominaisuudet (leimaus, syväveto); muut tyypit ovat suhteellisen köyhempiä. |
Mitkä ovat ruostumattoman teräksen pintakäsittelyluokat?
Räätälöidyn CNC-työstön jälkeen ruostumaton teräs muotoutuuRäätälöidyt ruostumattomasta teräksestä valmistetut osat. Sen pinta voi edelleen saavuttaa erilaisia ulkonäköjä ja toimintoja valssauksen, kiillotuksen ja kemiallisten käsittelyjen avulla.
Valssatut pinnat: kuten nro 1 (kuumavalssattu + hehkutettu), 2B (kylmä-valssattu + kirkashehkutettu), BA (kirkashehkutettu);
Mekaaninen kiillotus: Sisältää hiottu (HL), lyhyt{0}}rae (SB) ja peili (8K).
Ruostumaton teräs vs. titaaniseokset
| Omaisuus | Ruostumaton teräs | Titaaniseos |
|---|---|---|
| Tiheys (g/cm³) | 7.9 | Noin 4.5 |
| Erityinen vahvuus | Keskikokoinen | Erittäin korkea |
| Korroosionkestävyys | Erinomainen (hapettavassa väliaineessa) | Erinomainen (erityisesti kloridi-ioniympäristöissä) |
| Maksaa | Matalasta keskitasoon | Erittäin korkea |
| Työstön vaikeus | Keskitaso (käsittelyn vaikeus vaihtelee arvosanan mukaan.) | Korkea (kovaa työkalun kulumista) |
| Tyypilliset sovellukset | Rakenneosat, päivittäiset{0}}käyttötuotteet, kemikaalisäiliöt | Ilmailu, lääketieteelliset implantit, merivesilaitteet |
FAQ
K: Missä olosuhteissa ruostumaton teräs voi edelleen ruostua?
V: Ruostumaton teräs syöpyy ympäristöissä, joissa sen passivointikalvo on jatkuvasti vaurioitunut tai ei voi itse{0}}korjata, kuten: korkeat kloridi-ionipitoisuudet (merivesi), pelkistävät happamat ympäristöt, rakorakenteet tai galvaaninen korroosio, joka johtuu kosketuksesta ei--metallien kanssa.
K: Kuinka valita ruostumattoman teräksen 304 ja 316 välillä?
V: 304 sopii useimpiin ilmakehän, makean veden ja yleisiin kemiallisiin ympäristöihin. 316, sisältää molybdeeniä, sopii ympäristöihin, joissa on kloridi-ioneja (esim. merivesi, kemiantehtaita) tai joissa vaaditaan parempaa pistekorroosionkestävyyttä.
K: Mikä on "passivointikäsittely"? Mikä sen tarkoitus on?
V: Passivointikäsittely on kemiallinen jälkikäsittelytekniikka, jossa tyypillisesti käytetään typpihappo- tai sitruunahappoliuoksia poistamaan vapaat rautahiukkaset ruostumattoman teräksen pinnalta (joita ovat pääasiassa johtuneet kosketuksesta terästyökalujen kanssa valmistuksen aikana) ja edistämään täydellisen, yhtenäisen kromioksidikalvon muodostumista. Sen tarkoituksena on maksimoida ruostumattoman teräksen luontainen korroosionkestävyys ja estää pinnan ruostuminen (raudan likaantumisen aiheuttama tahra).
K: Kuinka ruostumaton teräs toimii eri lämpötiloissa?
V: Austeniittisten ruostumattomien terästen (esim. 304, 316) lujuus matalassa -lämpötiloissa on erinomainen, joten ne soveltuvat kryogeenisiin ympäristöihin, kuten nestemäiseen typpeen tai happeen. 304/316-laatuja voidaan käyttää ajoittain alle 925 astetta (1632 astetta F) ja jatkuvasti alle 7 F7 hapetusastetta vastus. Pitkäaikainen altistuminen 450-850 asteen välillä lisää kuitenkin karbidisaostumisen riskiä, mikä edellyttää L-luokan tai stabiloitujen laatujen (esim. 321) käyttöä.