Unsa ang stainless steel?
Ang 'Stainless' usa ka termino nga gimugna sa sayong bahin sa paghimo niini nga mga asero alang sa mga aplikasyon sa kubyertos. Gisagop kini isip usa ka generic nga ngalan alang niini nga mga steel ug karon naglangkob sa usa ka halapad nga matang sa steel type ug mga grado alang sa corrosion o oxidation resistant nga mga aplikasyon.
Ang mga stainless steel kay mga iron alloy nga adunay minimum nga 10.5% chromium. Ang ubang mga elemento sa alloying gidugang aron mapalambo ang ilang istruktura ug mga kabtangan sama sa pagkaporma, kusog ug katig-a sa cryogenic.
Kini nga kristal nga istruktura naghimo sa ingon nga mga asero nga non-magnetic ug dili kaayo brittle sa ubos nga temperatura. Alang sa mas taas nga katig-a ug kusog, gidugang ang carbon. Kung gipailalom sa igo nga pagtambal sa kainit kini nga mga asero gigamit ingon mga labaha, kubyertos, mga himan ug uban pa.
Daghang gidaghanon sa manganese ang gigamit sa daghang mga komposisyon nga stainless steel. Ang manganese nagpreserbar sa usa ka austenitic nga istruktura sa asero sama sa nickel, apan sa mas ubos nga gasto.
Ang mga nag-unang elemento sa stainless steel
Ang stainless steel o corrosion-resistant steel usa ka klase sa metal nga haluang metal nga makita sa lain-laing porma. Nag-alagad kini sa atong praktikal nga mga panginahanglan nga lisud nga makit-an ang bisan unsang bahin sa atong kinabuhi, diin wala kita mogamit niini nga matang sa puthaw. Ang mga mayor nga sangkap sa stainless steel mao ang: puthaw, chromium, carbon, nickel, molybdenum ug gamay nga gidaghanon sa ubang mga metal.
Kini naglakip sa mga metal sama sa:
- Nickel
- Molybdenum
- Titanium
- Copper
Ang dili metal nga mga pagdugang gihimo usab, ang mga nag-una mao ang:
- Karbon
- Nitroheno
CHROMIUM UG NICKEL:
Ang Chromium mao ang elemento nga naghimo sa stainless steel nga stainless. Importante kini sa pagporma sa passive film. Ang ubang mga elemento mahimong makaimpluwensya sa pagka-epektibo sa chromium sa pagporma o pagmintinar sa pelikula, apan walay laing elemento sa iyang kaugalingon nga makahimo sa mga kabtangan sa stainless steel.
Sa mga 10.5% nga chromium, usa ka huyang nga pelikula ang naporma ug maghatag ug malumo nga proteksyon sa atmospera. Pinaagi sa pagdugang sa chromium sa 17-20%, nga kasagaran sa tipo-300 nga serye sa austenitic stainless steels, ang kalig-on sa passive film nadugangan. Ang dugang nga pagtaas sa sulud sa chromium maghatag dugang nga proteksyon.
| Simbolo | elemento |
| Si Al | Aluminum |
| C | Karbon |
| Ang Cr | Chromium |
| Cu | Copper |
| Si Fe | puthaw |
| Mo | Molybdenum |
| Ang Mn | Manganese |
| N | Nitroheno |
| Ni | Nickel |
| P | Phosphorous |
| S | Sulfur |
| Si Se | Selenium |
| Ta | Tantalum |
| Ti | Titanium |
Ang nikel magpalig-on sa austenitic nga istruktura (ang lugas o kristal nga istruktura) sa stainless steel ug mapalambo ang mekanikal nga mga kabtangan ug mga kinaiya sa paghimo. Ang nickel content nga 8-10% ug pataas makapakunhod sa kalagmitan sa metal nga moliki tungod sa stress corrosion. Gipasiugda usab ni Nickel ang repassivation kung madaot ang pelikula.
MANGANESE:
Ang manganese, kauban ang nickel, naghimo sa daghang mga gimbuhaton nga gipahinungod sa nickel. Makig-interact usab kini sa sulfur sa stainless steel aron maporma ang manganese sulfites, nga makadugang sa resistensya sa pitting corrosion. Pinaagi sa pag-ilis sa manganese sa nickel, ug dayon paghiusa niini sa nitroheno, ang kusog usab nadugangan.
MOLYBDENUM:
Ang molybdenum, inubanan sa chromium, epektibo kaayo sa pagpalig-on sa passive film sa presensya sa mga chloride. Epektibo kini sa pagpugong sa crevice o pitting corrosion. Ang molybdenum, sunod sa chromium, naghatag sa pinakadako nga pagtaas sa resistensya sa corrosion sa stainless steel. Ang Edstrom Industries naggamit sa 316 nga stainless tungod kay kini adunay 2-3% nga molybdenum, nga naghatag proteksyon kung ang chlorine idugang sa tubig.
CARBON:
Gigamit ang carbon aron madugangan ang kusog. Sa martensitic nga grado, ang pagdugang sa carbon nagpadali sa pagpagahi pinaagi sa heat-treating.
NITROGEN:
Ang nitroheno gigamit aron mapalig-on ang austenitic nga istruktura sa stainless steel, nga makapauswag sa resistensya niini sa pitting corrosion ug makapalig-on sa steel. Ang paggamit sa nitroheno nagpaposible nga madugangan ang sulud sa molybdenum hangtod sa 6%, nga nagpauswag sa resistensya sa kaagnasan sa mga palibot nga chloride.
TITANIUM UG MIOBIUM:
Ang Titanium ug Miobium gigamit sa pagpakunhod sa pagkasensitibo sa stainless steel. Kung ang stainless steel ma-sensitized, mahimong mahitabo ang intergranular corrosion. Tungod kini sa pag-ulan sa chrome carbide sa panahon sa pagpabugnaw kung ang mga bahin giwelded. Kini makahurot sa weld area sa chromium. Kung wala ang chromium, ang passive film dili maporma. Ang Titanium ug Niobium nakig-interact sa carbon aron maporma ang mga carbide, nga magbilin sa chromium sa solusyon aron maporma ang usa ka passive film.
COPPER UG ALUMINIUM:
Ang Copper ug Aluminum, kauban ang Titanium, mahimong idugang sa stainless steel aron ma-precipitate ang pagkagahi niini. Ang pagpagahi makab-ot pinaagi sa paghumol sa temperatura nga 900 hangtod 1150F. Kini nga mga elemento nagporma usa ka gahi nga intermetallic microstructure sa panahon sa proseso sa paghumol sa taas nga temperatura.
SULUR UG SELENIUM:
Ang Sulfur ug Selenium gidugang sa 304 stainless aron mahimo kining makina nga libre. Kini nahimong 303 o 303SE stainless steel, nga gigamit sa Edstrom Industries sa paghimo sa mga balbula sa baboy, nuts, ug mga bahin nga dili maladlad sa mainom nga tubig.
Mga matang sa stainless steel
ANG AISI NAGHULAGWAY SA MASUNOD NGA MGA GRADE TALI SA UBAN:
Nailhan usab nga "marine grade" nga stainless steel tungod sa dugang nga abilidad niini sa pagsukol sa saltwater corrosion kumpara sa type 304. Ang SS316 kanunay nga gigamit sa pagtukod sa nuclear reprocessing nga mga tanum.
304/304L NGA STAINLESS STEEL
Ang Type 304 adunay gamay nga ubos nga kusog kaysa 302 tungod sa ubos nga carbon content niini.
316/316L NGA STAINLESS STEEL
Ang Type 316/316L Stainless Steel usa ka molybdenum nga asero nga adunay gipaayo nga resistensya sa pag-pit sa mga solusyon nga adunay sulud nga chlorides ug uban pang mga halides.
310S STAINLESS NGA STEEL
Ang 310S Stainless Steel adunay maayo kaayo nga pagbatok sa oksihenasyon ubos sa kanunay nga temperatura hangtod sa 2000 ° F.
317L NGA STAINLESS STEEL
Ang 317L usa ka molybdenum nga nagdala sa austenitic chromium nickel steel nga susama sa tipo nga 316, gawas nga ang sulud sa haluang metal sa 317L medyo mas taas.
321/321H STAINLESS STEEL
Ang Type 321 mao ang batakang tipo nga 304 nga giusab pinaagi sa pagdugang sa titanium sa kantidad nga labing menos 5 ka pilo sa carbon plus nitrogen contents.
410 STAINLESS STEEL
Ang Type 410 usa ka martensitic stainless steel nga magnetic, mosukol sa corrosion sa malumo nga palibot ug adunay maayo nga ductility.
DUPLEX 2205 (UNS S31803)
Ang Duplex 2205 (UNS S31803), o Avesta Sheffield 2205 usa ka ferritic-austenitic nga stainless steel.
ANG STAINLESS STEELS GI-KLASE SAB SA ILANG CRYSTALLINE STRUCTURE:
- Ang Austenitic stainless steels naglangkob sa kapin sa 70% sa kinatibuk-ang produksyon sa stainless steel. Naglangkob kini sa labing taas nga 0.15% nga carbon, labing gamay nga 16% nga chromium ug igo nga nickel ug/o manganese aron mapadayon ang usa ka austenitic nga istruktura sa tanan nga temperatura gikan sa cryogenic nga rehiyon hangtod sa natunaw nga punto sa haluang metal. Ang usa ka tipikal nga komposisyon mao ang 18% chromium ug 10% nickel, kasagarang nailhan nga 18/10 nga stainless sagad gigamit sa flatware. Sa susama, ang 18/0 ug 18/8 anaa usab. ¨Superaustenitic〃 stainless steels, sama sa alloy AL-6XN ug 254SMO, nagpakita sa dakong resistensya sa chloride pitting ug crevice corrosion tungod sa taas nga Molybdenum contents (>6%) ug nitrogen nga mga pagdugang ug ang mas taas nga nickel content nagsiguro nga mas maayo nga resistensya sa stress-corrosion cracking labaw sa 300 ka serye. Ang mas taas nga sulud sa haluang metal sa "Superaustenitic" nga mga asero nagpasabut nga kini makahadlok nga mahal ug parehas nga pasundayag mahimo’g makab-ot gamit ang mga duplex nga asero sa labi ka mubu nga gasto.
- Ang mga ferritic stainless steel kay resistensyado kaayo sa corrosion, apan dili kaayo lig-on kay sa austenitic nga mga grado ug dili matig-a pinaagi sa heat treatment. Naglangkob kini tali sa 10.5% ug 27% chromium ug gamay ra kaayo nga nickel, kung naa. Kadaghanan sa mga komposisyon naglakip sa molybdenum; ang uban, aluminum o titanium. Ang kasagarang mga grado sa ferritic naglakip sa 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo, ug 29Cr-4Mo-2Ni.
- Ang mga martensitic nga stainless steel dili sama sa corrosion resistant sama sa ubang duha ka klase, apan hilabihan ka lig-on ug gahi ingon man kaayo nga makina, ug mahimong matig-a pinaagi sa heat treatment. Ang martensitic stainless steel adunay chromium (12-14%), molybdenum (0.2-1%), walay nickel, ug mga 0.1-1% nga carbon (naghatag niini og mas gahi apan naghimo sa materyal nga mas brittle). Kini gipalong ug magnetic. Nailhan usab kini nga "serye-00" nga asero.
- Duplex stainless steels adunay usa ka mixed microstructure sa austenite ug ferrite, ang tumong mao ang paghimo sa usa ka 50:50 mix bisan pa sa komersyal nga mga sinubong ang mix mahimong 60:40. Ang duplex steel nakapauswag sa kalig-on sa austenitic stainless steels ug nakapauswag usab sa resistensya sa localized corrosion ilabina sa pitting, crevice corrosion ug stress corrosion cracking. Sila gihulagway pinaagi sa taas nga chromium ug ubos nga nickel sulod kay sa austenitic stainless steels.
Kasaysayan sa Stainless Steel
Ang pipila ka corrosion-resistant nga puthaw nga artifact nabuhi gikan sa karaan. Ang usa ka bantog nga (ug dako kaayo) nga pananglitan mao ang Iron Pillar sa Delhi, nga gitukod pinaagi sa mando ni Kumara Gupta I sa palibot sa tuig AD 400. Apan, dili sama sa stainless steel, kini nga mga artifact utang sa ilang kalig-on dili sa chromium, apan sa ilang taas nga phosphorus sulod, nga uban sa paborableng lokal nga kahimtang sa panahon nagpasiugda sa pagporma sa usa ka lig-on nga protective passivation layer sa iron oxides ug phosphates, kay sa non-protective, cracked taya layer nga naugmad sa kadaghanan sa puthaw nga buhat.
Ang resistensya sa corrosion sa iron-chromium alloys unang giila niadtong 1821 sa French metallurgist nga si Pierre Berthier, kinsa nakamatikod sa ilang pagsukol batok sa pag-atake sa pipila ka mga asido ug misugyot sa paggamit niini sa mga kubyertos. Bisan pa, ang mga metallurgist sa ika-19 nga siglo wala makahimo sa kombinasyon sa ubos nga carbon ug taas nga chromium nga makit-an sa kadaghanan sa modernong mga stainless steel, ug ang mga high-chromium alloy nga ilang mahimo labi ka brittle aron mahimong praktikal nga interes.
Kini nga sitwasyon nausab sa ulahing bahin sa 1890s, sa dihang si Hans Goldschmidt sa Germany nakahimo og aluminothermic (thermite) nga proseso alang sa pagprodyus og carbon-free chromium. Sa mga tuig 19041911, daghang mga tigdukiduki, ilabina si Leon Guillet sa France, nag-andam ug mga haluang metal nga karon maisip nga stainless steel. Niadtong 1911, si Philip Monnartz sa Germany nagtaho sa relasyon tali sa chromium content ug corrosion resistance niini nga mga alloy.
Si Harry Brearley sa Brown-Firth research laboratory sa Sheffield, England kasagarang giila nga "imbentor" sa stainless
puthaw. Sa 1913, samtang nangita usa ka erosion-resistant alloy alang sa mga baril sa pusil, iyang nadiskobrehan ug pagkahuman gi-industriyal ang usa ka martensitic stainless steel alloy. Bisan pa, ang susamang mga pag-uswag sa industriya nahitabo kadungan sa Krupp Iron Works sa Germany, diin si Eduard Maurer ug Benno Strauss nagpalambo sa usa ka austenitic alloy (21% chromium, 7% nickel), ug sa Estados Unidos, diin si Christian Dantsizen ug Frederick Becket nag-industriyal sa ferritic stainless.
Palihug timan-i nga tingali interesado ka sa ubang mga teknikal nga artikulo nga among gipatik:
Oras sa pag-post: Hun-16-2022