Vrste i tipovi nehrđajućeg čelika: Potpuni vodič

There are numerous types and grades of stainless steel that you can deal with in your daily life. How can you know the right grades and types of stainless steel you are using?

Pa, ovaj post pokriva sve što trebate znati kako biste ovladali svojim znanjem o materijalu od nehrđajućeg čelika, njegovoj metalurgiji, njegovim vrstama i njihovim svojstvima.

Što je nehrđajući čelik?

Nehrđajući čelik je širi pojam koji pokriva austenitne, feritne, martenzitne, feritno-austenitne (Duplex) i nehrđajuće čelike otvrdnute precipitacijom. Svaki od njegovih tipova ima jedinstvena svojstva i primjene te jedinstvenu mikrostrukturu. Neki nehrđajući čelik reagira na toplinsku obradu, dok neki ne.

Prirodno je željezo (ugljični čelik) reaktivno na kisik. Željezo reagira s kisikom i pretvara se u željezni oksid kao hrđu. Ali kada se doda ugljični čelik s minimalno 10,5% kroma, krom stvara pasivni sloj na površini materijala kako bi ga zaštitio od hrđe i korozije, kao što je objašnjeno na donjoj slici.

Vrste i stupnjevi nehrđajućeg čelika

Nehrđajući čelici podijeljeni su u 5 glavnih vrsta (razreda):

1. Feritni nehrđajući čelik
2. Austenitni nehrđajući čelik
3. Martenzitni nehrđajući čelik
4. Duplex nehrđajući čelik
5. Precipitacijski očvrsnut (PH) nehrđajući čelik

Što je austenitni nehrđajući čelik?

Ovaj se članak fokusirao na čelike 18/8 ili 18Cr-8Ni koji se općenito nazivaju austenitni nehrđajući čelik. Imaju vlačnu čvrstoću ekvivalentnu mekim čelicima, s približno 210 Mpa (30 ksi) minimalnom granicom tečenja na sobnoj temperaturi. Otporni su na otvrdnjavanje toplinskom transformacijom i nude vrlo dobra svojstva udarca ispod nule i zavarljivost. Mogu se očvrsnuti hladnom obradom i povećati čvrstoću.

Vrste austenitnog nehrđajućeg čelika

Austenitni nehrđajući čelici klasificirani su kao:

1. 200 serija i
2. Legure serije 300 Američkog instituta za željezo i čelik (AISI).

Serija 200 ima visok sadržaj ugljika, mangana i dušika u usporedbi sa serijom 300 i niži Ni da kompenzira te elemente. Serija 200 koja se koristi u posebnim primjenama, npr. primjena zahtijeva otpornost na habanje (Galling je oblik trošenja uzrokovan prianjanjem između kliznih površina, npr. trošenje navoja vijaka).

Daljnji ASS stupnjevi su sufiks s L (nominalna vrijednost od 0,03 wt% C) ili H (do 0,1 wt% C) što znači nisko ili visoko ugljik. Grade 316 zamjenjuje približno 2% molibdena (Mo) za gotovo jednaku količinu Cr kako bi se povećala otpornost na rupičastu koroziju. Neki stupnjevi sadrže veću količinu silicija i/ili aluminija s ugljikom kako bi se održala otpornost i čvrstoća na oksidaciju i/ili karburizaciju.

Stabilization degrees of austenitic stainless steel

Stabilizirani stupnjevi ASS kao što su 321 i 347, sadrže malu količinu Ti i Nb, koji imaju veći afinitet stvaranja karbida (MC tipa) prema ugljiku u usporedbi s Cr na povišenoj temperaturi, čime se sprječava taloženje Cr-karbida (M23C6). . Austenitni nehrđajući čelici koji imaju do 1% Ti & Nb učinkovito smanjuju sadržaj ugljika u matrici čime sprječavaju stvaranje tipova M23C6. Ovo također smanjuje učinak senzibilizacije u ASS i stoga sprječava interkristalnu koroziju (IGC).

Austenitni nehrđajući čelici kao duktilni tipovi pokazuju značajno istezanje u ispitivanju na rastezanje. Prisutnost Cr kao elementa koji jako oksidira osigurava zaštitni površinski sloj za otpornost na koroziju i daljnju oksidaciju. Oni nisu prikladan izbor u nekim uobičajenim okruženjima kao što su morska voda, mediji koji sadrže kloride ili u visoko kaustičnim okruženjima zbog njihove osjetljivosti na pucanje od korozije pod naponom (SSC).

Legirajući elementi u austenitnom nehrđajućem čeliku

U materijalima od nehrđajućeg čelika, dodavanje kroma, molibdena i dušika poboljšava otpornost na koroziju za različite tipove. Austenitni nehrđajući čelici ne mogu se očvrsnuti toplinskom obradom zbog njihove mikrostrukture koja ne reagira na toplinu. Iako se svojstva austenitnog nehrđajućeg čelika mogu promijeniti fenomenom otvrdnjavanja bez ikakvog gubitka u žilavosti i duktilnosti materijala. Budući da ima austenitnu mikrostrukturu, austenitni nehrđajući čelik je nemagnetski materijal. Jedan od glavnih legirajućih elemenata, tj. nikal, poboljšava otpornost na SCC ili mehanizam kvara od korozije uslijed naprezanja. Sva gore navedena super svojstva austenitnog nehrđajućeg čelika čine ga jednim od vrlo važnih inženjerskih materijala za različita radna okruženja.

U austenitnim nehrđajućim čelicima, nikal je glavni element koji potiče stabilnost austenitne strukture na sobnoj temperaturi (općenito preko 8%), među ostalim za C, N i Cu koji također djeluju kao stabilizatori austenita. Ugljik također osigurava poboljšanu otpornost na puzanje na povišenim temperaturama.

Dušik se dodaje određenim vrstama kao pojačivač čvrstoće uglavnom na sobnoj i kriogenoj temperaturi. Vrste s dodatkom dušika označene su sufiksom N, npr. 304LN. Mangan povećava topljivost dušika u austenitnoj fazi zbog toga što se viši N dodaje vrstama koje imaju viši Mn%, posebno u seriji 200.

Feritni nehrđajući čelik

Feritni nehrđajući čelik je nehrđajući čelik na bazi kroma koji spada u feritnu obitelj čelika. Ima dobru sposobnost oblikovanja i zavarljivosti, što ga čini popularnim izborom za mnoge primjene. Također ima visoku otpornost na koroziju i često se koristi u industrijskim, arhitektonskim i transportnim aplikacijama.

Feritni nehrđajući čelik je vrsta nehrđajućeg čelika koja u svojoj mikrostrukturi ima feritnu fazu. Ova faza daje čeliku izvrsna mehanička svojstva i otpornost na koroziju. Feritni nehrđajući čelici dostupni su u različitim klasama kako bi se zadovoljile specifične potrebe, a svaki ima različita svojstva. Neke uobičajene ocjene uključuju 409, 430 i 442.

Martensitic stainless steel

Martenzitni nehrđajući čelik vrsta je nehrđajućeg čelika koji sadrži visoku razinu ugljika. Ova vrsta čelika poznata je po svojoj sposobnosti brzog otvrdnjavanja kada se podvrgne toplini. Vrste martenzitnog nehrđajućeg čelika dostupne su u različitim oblicima i veličinama i često se koriste u proizvodnji noževa, alata i medicinske opreme.

Jedna od prednosti martenzitnog nehrđajućeg čelika je njegova otpornost na koroziju. Osim toga, ova vrsta čelika može se očvrsnuti kako bi se dobio izdržljiv i jak proizvod. Martenzitni nehrđajući čelik također je magnetski, što ga čini idealnim izborom za primjene koje zahtijevaju jako magnetsko polje.

Danas je na tržištu dostupan niz različitih vrsta martenzitnog nehrđajućeg čelika. Svaka vrsta ima svoja jedinstvena svojstva, stoga je važno odabrati pravu vrstu za vašu specifičnu primjenu.

Duplex nehrđajući čelik

Duplex nehrđajući čelik je vrsta nehrđajućeg čelika koji sadrži i feritni i austenitni nehrđajući čelik. Duplex nehrđajući čelik je otporniji na koroziju od drugih vrsta nehrđajućeg čelika, što ga čini popularnim izborom za mnoge industrijske primjene.

Duplex nehrđajući čelici su vrsta austenitnog nehrđajućeg čelika koji ima veću otpornost na koroziju od standardnih austenitnih nehrđajućih čelika. To je zbog dodatka molibdena i/ili dušika koji stvaraju talog koji sprječava koroziju.

Duplex nehrđajući čelik dostupan je u različitim stupnjevima, svaki s različitim svojstvima. Najčešći stupanj duplex nehrđajućeg čelika je S32205, koji ima izvrsnu otpornost na pucanje uslijed korozije uslijed naprezanja kloridnih iona.

Duplex nehrđajući čelici su drugi glavni razredi 2205 (S31803) i 2507 (S32750). Gradacija 2507 (S32750) ima veći sadržaj kroma i nikla nego klasa 2205 (S31803), što ga čini otpornijim na rupičastu i pukotinsku koroziju. Duplex nehrđajući čelici često se koriste u primjenama gdje se zahtijeva visoka čvrstoća i visoka otpornost na koroziju.

Precipitacijski očvrsnut (PH) nehrđajući čelik

Precipitation Hardened (PH) nehrđajući čelik je vrsta nehrđajućeg čelika koji je toplinski obrađen kako bi se postigla veća čvrstoća i tvrdoća. Povećana čvrstoća i tvrdoća rezultat su precipitacijskog otvrdnjavanja, koje se događa kada se mali legirajući elementi, kao što su krom i nikal, talože iz austenitne faze i formiraju fino raspršene čestice unutar feritne faze.

Izlučene čestice su vrlo tvrde i otporne na plastične deformacije, što rezultira povećanom čvrstoćom i tvrdoćom. Precipitacijsko otvrdnjavanje može se postići zagrijavanjem čelika na temperaturu iznad eutektoidne temperature (temperatura na kojoj austenit prelazi u ferit i cementit), nakon čega slijedi kaljenje u vodi ili ulju.

Dostupno je nekoliko vrsta nehrđajućeg čelika otvrdnutog taloženjem, svaki s različitim svojstvima. Na primjer, PH13-8Mo je klasa koja je dizajnirana za visoku čvrstoću i žilavost u primjenama gdje je također potrebna otpornost na koroziju.

Feritni nehrđajući čelik u odnosu na austenitni nehrđajući čelik

Feritni i austenitni nehrđajući čelici su legure na bazi željeza koje sadrže krom, ali imaju različite kristalne strukture. Austenitni nehrđajući čelik ima kubičnu strukturu usmjerenu na površinu, dok feritni nehrđajući čelik ima kubičnu strukturu usmjerenu na tijelo. Ova razlika u kristalnoj strukturi utječe na svojstva legure.

Austenitni nehrđajući čelici su otporniji na koroziju od feritnih nehrđajućih čelika. To je zato što kubična struktura usmjerena na lice omogućuje austenitnim legurama stvaranje zaštitnog oksidnog sloja na površini koji sprječava daljnju koroziju. Feritne legure ne stvaraju tako lako ovaj zaštitni sloj, što ih čini sklonijima koroziji.

Austenitni nehrđajući čelici također su jači i tvrđi od feritnih nehrđajućih čelika.

Razlika između austenitnog i martenzitnog nehrđajućeg čelika

Austenitni i martenzitni nehrđajući čelici dvije su najčešće vrste nehrđajućeg čelika. Imaju različita svojstva, što ih čini prikladnima za različite primjene. Austenitni nehrđajući čelici su otporniji na koroziju od martenzitnih nehrđajućih čelika jer imaju veći sadržaj kroma.

Austenitni nehrđajući čelici najčešći su tip nehrđajućeg čelika. Ovi čelici imaju čelično centriranu kubičnu (FCC) kristalnu strukturu i nisu magnetski. Austenitni nehrđajući čelici općenito su otporni na koroziju i imaju dobra mehanička svojstva. Martenzitni nehrđajući čelici rjeđi su od austenitnih nehrđajućih čelika i imaju tjelesno centriranu tetragonalnu (BCT) kristalnu strukturu.

Austenitni nehrđajući čelici su nemagnetski i imaju izvrsnu otpornost na koroziju. Koriste se u aplikacijama gdje nije potrebna velika čvrstoća. Martenzitni nehrđajući čelici su magnetski i imaju manju otpornost na koroziju od austenitnih čelika. Međutim, martenzitni nehrđajući čelici obično imaju veću čvrstoću i tvrdoću od austenitnih nehrđajućih čelika.

Martenzitni nehrđajući čelik često se koristi za oštrice noževa i dijelove strojeva i druge primjene gdje je potrebna viša razina tvrdoće.

Types of stainless steel for food

Što se tiče kvaliteta nehrđajućeg čelika za prehrambenu industriju, postoje tri glavne opcije: 18/8, 18/10 i 304. Sva tri razreda imaju različite razine otpornosti na koroziju, ali je 18/10 najotporniji na koroziju. Također je nešto skuplji od druga dva razreda.

18/8 je još uvijek dobra opcija za nehrđajući čelik za prehrambenu industriju, budući da ima umjerenu razinu otpornosti na koroziju. 304 je najčešći stupanj nehrđajućeg čelika, jer nudi dobru otpornost na koroziju i nisku cijenu.

Postoje i drugi stupnjevi nehrđajućeg čelika koji se mogu koristiti za hranu, ali možda nemaju toliku otpornost na koroziju. Važno je odabrati pravu vrstu nehrđajućeg čelika za svoju primjenu jer različite vrste imaju različita svojstva.

Kada je riječ o vrstama nehrđajućeg čelika za hranu, potrebno je uzeti u obzir nekoliko važnih stvari. Prva je otpornost na koroziju. Kako biste osigurali da vaša hrana ne dođe u dodir s štetnim kemikalijama ili elementima, trebali biste se pobrinuti da vaš nehrđajući čelik ima visoku otpornost na koroziju.

Najčešći stupnjevi koji se koriste za hranu su 18/8 i 18/10, a oba imaju izvrsnu otpornost na koroziju. Još jedna stvar koju treba uzeti u obzir je kiselost hrane koju spremate. Kiselost može uzrokovati koroziju nehrđajućeg čelika, pa ako pohranjujete kiselu hranu, trebat ćete kvalitet koji je posebno otporan na koroziju na kiseline.

Najčešći tipovi nehrđajućeg čelika

Postoje različite vrste nehrđajućeg čelika, koje se razlikuju po svojim kemijskim i mehaničkim svojstvima. Najčešći tipovi nehrđajućeg čelika su 304, 316 i 430.

Nehrđajući čelik 304 najsvestraniji je tip i otporan je na koroziju na većinu kemikalija. Također je čvrst i lak za zavarivanje. Nehrđajući čelik 316 je otporniji na koroziju i ima višu točku taljenja od 304. Nehrđajući čelik 430 jeftiniji je od druge dvije vrste i ima dobru sposobnost oblikovanja, ali nije toliko otporan na koroziju.

Je li nehrđajući čelik 304 ili 316 bolji?

Mnogo se raspravlja o tome je li nehrđajući čelik 304 ili 316 bolji. Oba imaju svoje prednosti i nedostatke, ali na kraju se svodi na to za što koristite nehrđajući čelik.

Nehrđajući 304 je jeftiniji i češće se koristi, ali je manje otporan na koroziju od 316. Osobito je osjetljiv na rupičastu i pukotinsku koroziju u sredinama koje sadrže kloride. Nehrđajući čelik 316, s druge strane, ima bolju otpornost na rupičastu i pukotinsku koroziju, kao i na opću koroziju.

Međutim, nehrđajući čelik 316 je jači i ima bolja svojstva na visokim temperaturama. Dakle, ako tražite materijal koji ima dobru otpornost na koroziju i visoku čvrstoću, onda bi nehrđajući čelik 316 bio bolji izbor.

Međutim, nehrđajući čelik 316 je skuplji i može ga biti teže zavarivati ​​nego 304. Također ima nižu čvrstoću od 304. Dakle, koju vrstu nehrđajućeg čelika odabrati za svoju primjenu?

Odgovor ovisi o specifičnom okruženju u kojem će se metal koristiti i potrebnoj razini otpornosti na koroziju.

Nehrđajući čelik u odnosu na pocinčani čelik

Kada je riječ o odabiru materijala za vaš dom, morate uzeti u obzir mnoge čimbenike. Dva najčešća materijala koji se koriste za domove su nehrđajući čelik i pocinčani čelik. Oba imaju svoje prednosti i nedostatke, ali koji je najbolji za vas?

Pocinčani čelik presvučen je cinkom kako bi se spriječila korozija, dok nehrđajući čelik ne zahtijeva nikakav premaz i umjesto toga se oslanja na vlastita prirodna svojstva otpornosti na koroziju. Nehrđajući čelik je također skuplji od pocinčanog čelika.

Kada je u pitanju otpornost na koroziju, nehrđajući čelik je očiti pobjednik u odnosu na pocinčani čelik. Nehrđajući čelik sastoji se od nekoliko različitih legura, uključujući krom i nikal, što ga čini otpornijim na hrđu i koroziju od pocinčanog čelika. Zapravo, nehrđajući čelik je toliko otporan na koroziju da se često koristi u brodskim aplikacijama.

Pocinčani čelik, s druge strane, presvučen je samo cinkom, koji s vremenom može lako korodirati. Zbog toga je pocinčani čelik manje izdržljiv i manje otporan na vremenske uvjete i hrđanje od nehrđajućeg čelika.

Nehrđajući čelik je također nemagnetičan, što znači da na njega neće utjecati magneti. To ga čini dobrim izborom za uređaje i druge predmete koje je potrebno zaštititi od magneta.

Nehrđajući čelik protiv lijevanog željeza

Nehrđajući čelik je vrsta legiranog čelika koji sadrži krom i nikal. Lijevano željezo je legura željeza i ugljika. Postoji nekoliko važnih inženjerskih primjena u kojima nehrđajući čelik nadmašuje lijevano željezo.

Lijevano željezo je krto i ima nisku vlačnu čvrstoću, što znači da se može lako slomiti ili razbiti kada je izloženo naprezanju. Nehrđajući čelik, s druge strane, ima visoku vlačnu čvrstoću i mnogo je manje vjerojatno da će se slomiti ili razbiti. To čini nehrđajući čelik prikladnijim za primjene u kojima su snaga i trajnost važni, kao što su mostovi, zgrade i strojevi.

Lijevano željezo također lako korodira u prisutnosti vlage ili kisika. Nehrđajući čelik ne korodira tako lako i stoga je prikladniji za vanjsku primjenu ili primjenu u kojoj je otpornost na koroziju važna.

Kada je riječ o raspravi nehrđajućeg čelika naspram lijevanog željeza za kuhinjsko posuđe, postoji nekoliko stvari koje treba uzeti u obzir. Oba materijala imaju svoje prednosti i mane, ali jedan može bolje odgovarati vašim potrebama od drugog.

Lijevano željezo je težak materijal koji dobro zadržava toplinu. To ga čini izvrsnim za kuhanje hrane na laganoj vatri ili za jela koja moraju biti topla. Međutim, budući da je tako teško, posuđem od lijevanog željeza može biti teško upravljati.

Nehrđajući čelik je lakši materijal koji ne zadržava toliko topline kao lijevano željezo. Međutim, izdržljiviji je i lakši za čišćenje. Posuđe od nehrđajućeg čelika također dolazi u raznim oblicima i veličinama, što ga čini svestranim za bilo koju vrstu kuhanja.

Nehrđajući čelik kao vodič

Inženjeri su dugo tražili alternativu bakrenom ožičenju, budući da je metal izvrstan vodič električne energije. Posljednjih godina nehrđajući čelik identificiran je kao moguća zamjena.

Nehrđajući čelik je dobar vodič jer se sastoji od sićušnih metalnih kristala koji lako prenose elektricitet. Osim toga, izdržljiv je i ne korodira, što ga čini dobrim izborom za ožičenje u teškim okruženjima kao što su pomorske aplikacije.

Iako ožičenje od nehrđajućeg čelika još nije zamijenilo bakreno ožičenje, sve se više koristi u primjenama gdje njegove prednosti nadmašuju prednosti bakra.

Slični postovi

Open this in UX Builder to add and edit content