Kio estas neoksidebla ŝtalo?
"Neoksidebla" estas esprimo kreita frue en la evoluo de ĉi tiuj ŝtaloj por manĝilaplikoj. Ĝi estis adoptita kiel gentnomo por ĉi tiuj ŝtaloj kaj nun kovras larĝan gamon de ŝtalspecoj kaj gradoj por korodo aŭ oksigenado imunaj aplikoj.
Neoksideblaj ŝtaloj estas feraj alojoj kun minimumo de 10,5% kromo. Aliaj alojaj elementoj estas aldonitaj por plifortigi sian strukturon kaj trajtojn kiel ekzemple formablo, forto kaj kriogena fortikeco.
Ĉi tiu kristala strukturo faras tiajn ŝtalojn nemagnetaj kaj malpli fragilaj ĉe malaltaj temperaturoj. Por pli alta malmoleco kaj forto, karbono estas aldonita. Se submetitaj al taŭga varmotraktado, ĉi tiuj ŝtaloj estas uzataj kiel razklingoj, manĝilaro, iloj ktp.
Signifaj kvantoj de mangano estis uzitaj en multaj rustorezistaŝtalaj kunmetaĵoj. Mangano konservas aŭstenitan strukturon en la ŝtalo kiel nikelo faras, sed je pli malalta kosto.
La ĉefaj elementoj en neoksidebla ŝtalo
Neoksidebla ŝtalo aŭ korodrezista ŝtalo estas speco de metala alojo, kiu troviĝas en diversaj formoj. Ĝi servas niajn praktikajn bezonojn tiel bone, ke estas malfacile trovi ajnan sferon de nia vivo, kie ni ne uzas ĉi tiun tipon de ŝtalo. La ĉefaj komponantoj de neoksidebla ŝtalo estas: fero, kromo, karbono, nikelo, molibdeno kaj malgrandaj kvantoj de aliaj metaloj.
Ĉi tiuj inkluzivas metalojn kiel:
- Nikelo
- Molibdeno
- Titanio
- Kupro
Ne-metalaj aldonoj ankaŭ estas faritaj, la ĉefaj estas:
- Karbono
- Nitrogeno
KROMO KAJ NIKELO:
Kromo estas la elemento kiu faras neoksidebla ŝtalo neoksidebla. Ĝi estas esenca en formado de la pasiva filmo. Aliaj elementoj povas influi la efikecon de kromo en formado aŭ konservado de la filmo, sed neniu alia elemento per si mem povas krei la trajtojn de neoksidebla ŝtalo.
Ĉe proksimume 10.5% kromo, malforta filmo estas formita kaj provizos mildan atmosferan protekton. Pliigante la kromon al 17-20%, kio estas tipa en la tipo-300-serio de aŭstenitaj neoksideblaj ŝtaloj, la stabileco de la pasiva filmo pliiĝas. Pliaj pliiĝoj en la kroma enhavo provizos plian protekton.
| Simbolo | Elemento |
| Al | Aluminio |
| C | Karbono |
| Cr | Kromo |
| Cu | Kupro |
| Fe | Fero |
| Mo | Molibdeno |
| Mn | Mangano |
| N | Nitrogeno |
| Ni | Nikelo |
| P | Fosforo |
| S | Sulfuro |
| Se | Seleno |
| Ta | Tantalo |
| Ti | Titanio |
Nikelo stabiligos la aŭstenitan strukturon (la grenon aŭ kristalan strukturon) de la neoksidebla ŝtalo kaj plifortigos la mekanikajn trajtojn kaj fabrikajn trajtojn. Nikelenhavo de 8-10% kaj pli malpliigos la tendencon de la metalo fendetiĝi pro streĉa korodo. Nikelo ankaŭ antaŭenigas repasivadon en kazo la filmo estas difektita.
MANGANESO:
Mangano, en unuiĝo kun nikelo, plenumas multajn el la funkcioj atribuitaj al nikelo. Ĝi ankaŭ interagos kun la sulfuro en rustorezista ŝtalo por formi mangansulfitojn, kiu pliigas la reziston al pika korodo. Anstataŭigante manganon por nikelo, kaj tiam kombinante ĝin kun nitrogeno, forto ankaŭ pliiĝas.
MOLIBDENO:
Molibdeno, en kombinaĵo kun kromo, estas tre efika por stabiligi la pasivan filmon en ĉeesto de kloridoj. Ĝi estas efika por malhelpi fendeton aŭ pikan korodon. Molibdeno, apud kromo, provizas la plej grandan kreskon de koroda rezisto en neoksidebla ŝtalo. Edstrom Industries uzas 316 neoksideblan ĉar ĝi enhavas 2-3% molibdenon, kiu donas protekton kiam kloro estas aldonita al la akvo.
KARBONO:
Karbono estas uzata por pliigi forton. En la martensita grado, la aldono de karbono faciligas malmoliĝon per varmotraktado.
NITROGENO:
Nitrogeno estas uzata por stabiligi la aŭstenitan strukturon de neoksidebla ŝtalo, kiu plibonigas sian reziston al truado de korodo kaj plifortigas la ŝtalon. Uzado de nitrogeno ebligas pliigi la molibdenan enhavon ĝis 6%, kio plibonigas korodan reziston en kloridmedioj.
TITANIO KAJ MIOBIO:
Titanio kaj Miobio estas uzataj por redukti la sentivigon de rustorezista ŝtalo. Kiam neoksidebla ŝtalo estas sentigita, intergranula korodo povas okazi. Tio estas kaŭzita de la precipitaĵo de kromkarbidoj dum la malvarmiga fazo kiam partoj estas velditaj. Ĉi tio malplenigas la veldareon de kromo. Sen la kromo, la pasiva filmo ne povas formiĝi. Titanio kaj Niobio interagas kun karbono por formi karbidojn, lasante la kromon en solvaĵo tiel ke pasiva filmo povas formiĝi.
KUPRO KAJ ALUMINIO:
Kupro kaj Aluminio, kune kun Titanio, povas esti aldonitaj al neoksidebla ŝtalo por ekigi ĝian malmoliĝon. Hardiĝo estas atingita per trempado ĉe temperaturo de 900 ĝis 1150 F. Tiuj elementoj formas malmolan intermetalan mikrostrukturon dum la trempa procezo ĉe la levita temperaturo.
SULFRO KAJ SELENO:
Sulfuro kaj Seleno aldoniĝas al 304 neoksidebla por igi ĝin maŝini libere. Ĉi tio fariĝas 303 aŭ 303SE neoksidebla ŝtalo, kiu estas uzata de Edstrom Industries por fari porkvalvojn, nuksojn kaj partojn, kiuj ne estas elmontritaj al trinkakvo.
Tipoj de neoksidebla ŝtalo
LA AISI DIFINAS INTER ALIAJ LA SENKAN GRADojn:
Ankaŭ konate kiel "mara grado" rustorezista ŝtalo pro ĝia pliigita kapablo rezisti salakvan korodon kompare kun tipo 304. SS316 ofte estas uzita por konstruado de nukleaj reprocesaj plantoj.
304/304L NELEXALŜTALO
Tipo 304 havas iomete pli malaltan forton ol 302 pro sia pli malalta karbonenhavo.
316/316L Neoksidebla ŝtalo
Tipo 316/316L Neoksidebla ŝtalo estas molibdena ŝtalo posedanta plibonigitan reziston al pikado per solvoj enhavantaj kloridojn kaj aliajn halogenidojn.
310S Neoksidebla ŝtalo
Neoksidebla ŝtalo 310S havas bonegan reziston al oksigenado sub konstantaj temperaturoj ĝis 2000 °F.
317L Neoksidebla ŝtalo
317L estas molibdeno portanta aŭstenitan kroman nikela ŝtalo simila al tipo 316, krom la aloja enhavo en 317L estas iom pli alta.
321/321H NOXEROXAŜTALO
Tipo 321 estas baza tipo 304 modifita aldonante titanio en kvanto almenaŭ 5 fojojn la karbona plus nitrogenenhavo.
410 Neoksidebla ŝtalo
Tipo 410 estas martensita neoksidebla ŝtalo, kiu estas magneta, rezistas korodon en mildaj medioj kaj havas sufiĉe bonan ductilecon.
DUPLEKSO 2205 (UNS S31803)
Duplex 2205 (UNS S31803), aŭ Avesta Sheffield 2205 estas ferita-aŭstenita rustorezista ŝtalo.
NOXEROJŜTALOJ ANKAŬ KLASIFICAS PER SIA KRISTALINA STRUKRO:
- Aŭstenitaj rustorezistaj ŝtaloj konsistas el pli ol 70% de totala neoksidebla ŝtalo produktado. Ili enhavas maksimume 0.15% karbonon, minimumon 16% kromion kaj sufiĉan nikelon kaj/aŭ manganon por reteni aŭstenitan strukturon ĉe ĉiuj temperaturoj de la kriogena regiono ĝis la frostopunkto de la alojo. Tipa komponado estas 18% kromo kaj 10% nikelo, ofte konata kiel 18/10 neoksidebla estas ofte uzata en platvaro. Simile 18/0 kaj 18/8 ankaŭ haveblas. ¨Superaŭstenitaj〃 rustorezistaj ŝtaloj, kiel ekzemple alojo AL-6XN kaj 254SMO, elmontras grandan reziston al kloridpikado kaj fendeta korodo pro alta molibdena enhavo (>6%) kaj nitrogenaj aldonoj kaj la pli alta nikelenhavo certigas pli bonan reziston al streĉ-koroda krakado. super la 300 serio. La pli alta alojenhavo de "Superaustenitic" ŝtaloj signifas ke ili estas timige multekostaj kaj simila efikeco povas kutime esti atingita uzante dupleksajn ŝtalojn je multe pli malalta kosto.
- Feritaj rustorezistaj ŝtaloj estas tre rezistemaj al korodo, sed multe malpli daŭraj ol aŭstenitaj karakteroj kaj ne povas esti malmoligitaj per varmotraktado. Ili enhavas inter 10,5% kaj 27% kromion kaj tre malmulte da nikelo, se ekzistas. Plej multaj komponaĵoj inkluzivas molibdenon; iuj, aluminio aŭ titanio. Oftaj feritaj gradoj inkludas 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo, kaj 29Cr-4Mo-2Ni.
- Martensitaj rustorezistaj ŝtaloj ne estas same rezistemaj al korodo kiel la aliaj du klasoj, sed estas ekstreme fortaj kaj malmolaj same kiel tre maŝineblaj, kaj povas esti malmoligitaj per varmotraktado. Martensita neoksidebla ŝtalo enhavas kromion (12-14%), molibdenon (0.2-1%), neniun nikelon, kaj ĉirkaŭ 0.1-1% karbonon (donante al ĝi pli da malmoleco sed farante la materialon iom pli fragila). Ĝi estas estingita kaj magneta. Ĝi ankaŭ estas konata kiel "serio-00" ŝtalo.
- Dupleksaj rustorezistaj ŝtaloj havas miksitan mikrostrukturon de aŭstenito kaj ferito, la celo estas produkti 50:50 miksaĵon kvankam en komercaj alojoj la miksaĵo povas esti 60:40. Dupleksa ŝtalo plibonigis forton super aŭstenitaj rustorezistaj ŝtaloj kaj ankaŭ plibonigis reziston al lokalizita korodo precipe pikado, fendetkorodo kaj streĉa korodo krakado. Ili estas karakterizitaj per alta kromio kaj pli malalta nikela enhavo ol aŭstenitaj neoksideblaj ŝtaloj.
Historio de Neoksidebla Ŝtalo
Kelkaj korodrezistaj ferartefaktoj pluvivas de antikvo. Fama (kaj tre granda) ekzemplo estas la Fera Kolono de Delhio, starigita laŭ ordono de Kumara Gupta I ĉirkaŭ la jaro AD 400. Tamen, male al rustorezista ŝtalo, tiuj artefaktoj ŝuldas sian fortikecon ne al kromo, sed al sia alta fosforenhavo, kiu kune kun favoraj lokaj vetercirkonstancoj antaŭenigas la formadon de solida protekta pasiva tavolo de feroksidoj kaj fosfatoj, prefere ol la neprotekta, fendita rusta tavolo kiu formiĝas sur la plej multaj feraĵoj.
La korodrezisto de fer-kromaj alojoj unue estis rekonita en 1821 fare de la franca metalurgiisto Pierre Berthier, kiu notis ilian reziston kontraŭ atako de kelkaj acidoj kaj sugestis ilian uzon en manĝilaro. Tamen, la metalurgiistoj de la 19-a jarcento estis nekapablaj produkti la kombinaĵon de malalta karbono kaj alta kromo trovita en la plej multaj modernaj rustorezistaj ŝtaloj, kaj la alt-kromaj alojoj kiujn ili povis produkti estis tro fragilaj por esti de praktika intereso.
Tiu situacio ŝanĝiĝis en la malfruaj 1890-aj jaroj, kiam Hans Goldschmidt de Germanio evoluigis aluminotermian (termiton) procezon por produktado de karbon-libera kromo. En la jaroj 19041911, pluraj esploristoj, precipe Leon Guillet de Francio, preparis alojojn kiuj hodiaŭ estus konsideritaj neoksidebla ŝtalo. En 1911, Philip Monnartz de Germanio raportis pri la rilato inter la kromenhavo kaj korodrezisto de tiuj alojoj.
Harry Brearley de la Brown-Firth esplorlaboratorio en Sheffield, Anglio estas plej ofte kreditita kiel la "inventinto" de neoksidebla.
ŝtalo. En 1913, serĉante eroziorezistan alojon por pafiltuboj, li malkovris kaj poste industriigis martensitan rustorezistaŝtalan alojon. Tamen, similaj industriaj evoluoj okazis samtempe ĉe la Krupp Ferfabriko en Germanio, kie Eduard Maurer kaj Benno Strauss evoluigis aŭstenitan alojon (21% kromo, 7% nikelo), kaj en Usono, kie Christian Dantsizen kaj Frederick Becket industriigis feritan neoksideblan.
Bonvolu rimarki, ke vi eble interesiĝos pri la aliaj teknikaj artikoloj, kiujn ni publikigis:
Afiŝtempo: Jun-16-2022