Mis on roostevaba teras?
„Roostevaba” on termin, mis võeti kasutusele nende söögiriistade jaoks mõeldud teraste väljatöötamise alguses. See võeti kasutusele nende teraste üldnimetusena ja hõlmab nüüd laia valikut terasetüüpe ja -klasse korrosiooni- või oksüdatsioonikindlateks rakendusteks.
Roostevaba teras on rauasulamid, milles on vähemalt 10,5% kroomi. Lisatakse muid legeerivaid elemente, et parandada nende struktuuri ja omadusi, nagu vormitavus, tugevus ja krüogeenne sitkus.
See kristallstruktuur muudab sellised terased madalatel temperatuuridel mittemagnetiliseks ja vähem rabedaks. Suurema kõvaduse ja tugevuse saavutamiseks lisatakse süsinikku. Piisava kuumtöötlemise korral kasutatakse neid teraseid žiletiterade, söögiriistade, tööriistadena jne.
Paljudes roostevabast terasest koostistes on kasutatud märkimisväärses koguses mangaani. Mangaan säilitab terases austeniitse struktuuri, nagu ka nikkel, kuid madalama hinnaga.
Peamised elemendid roostevabast terasest
Roostevaba teras või korrosioonikindel teras on teatud tüüpi metallisulam, mida leidub mitmel kujul. See teenib meie praktilisi vajadusi nii hästi, et raske on leida ühtegi meie eluvaldkonda, kus me seda tüüpi terast ei kasutaks. Roostevaba terase peamised komponendid on: raud, kroom, süsinik, nikkel, molübdeen ja väikesed kogused muid metalle.
Nende hulka kuuluvad sellised metallid nagu:
- Nikkel
- Molübdeen
- Titaan
- Vask
Tehakse ka mittemetallilisi lisandeid, millest peamised on:
- Süsinik
- Lämmastik
KROOM JA NIKKEL:
Kroom on element, mis muudab roostevaba terase roostevabaks. See on passiivse kile moodustamisel hädavajalik. Teised elemendid võivad mõjutada kroomi efektiivsust kile moodustamisel või säilitamisel, kuid ükski teine element ei saa iseenesest luua roostevaba terase omadusi.
Ligikaudu 10,5% kroomi korral moodustub nõrk kile, mis kaitseb õhust nõrgalt. Suurendades kroomisisaldust 17-20% -ni, mis on tüüpiline austeniitsete roostevabade teraste tüüpi 300 seeriale, suureneb passiivkile stabiilsus. Kroomisisalduse edasine suurendamine tagab täiendava kaitse.
| Sümbol | Element |
| Al | Alumiiniumist |
| C | Süsinik |
| Kr | Kroom |
| Cu | Vask |
| Fe | Raud |
| Mo | Molübdeen |
| Mn | Mangaan |
| N | Lämmastik |
| Ni | Nikkel |
| P | Fosfor |
| S | Väävel |
| Se | Seleen |
| Ta | Tantaal |
| Ti | Titaan |
Nikkel stabiliseerib roostevaba terase austeniitset struktuuri (tera- või kristallstruktuuri) ning parandab mehaanilisi omadusi ja tootmisomadusi. Niklisisaldus 8-10% ja rohkem vähendab metalli kalduvust pingekorrosiooni tõttu praguneda. Nikkel soodustab ka repassiveerimist juhul, kui kile on kahjustatud.
MANGAN:
Mangaan täidab koos nikliga paljusid niklile omistatud funktsioone. Samuti interakteerub see roostevaba terase väävliga, moodustades mangaansulfiteid, mis suurendab vastupidavust punktkorrosioonile. Asendades nikli mangaani ja seejärel kombineerides selle lämmastikuga, suureneb ka tugevus.
MOLYBDEEN:
Molübdeen kombinatsioonis kroomiga on passiivse kile stabiliseerimiseks kloriidide juuresolekul väga tõhus. See on tõhus pragude või täppide korrosiooni vältimiseks. Molübdeen suurendab kroomi kõrval kõige suuremat roostevaba terase korrosioonikindlust. Edstrom Industries kasutab 316 roostevaba terast, kuna see sisaldab 2-3% molübdeeni, mis annab kaitse, kui vette lisada kloori.
SÜSI:
Tugevuse suurendamiseks kasutatakse süsinikku. Martensiitklassi puhul hõlbustab süsiniku lisamine kuumtöötlemise teel kõvenemist.
LÄMMAStik:
Roostevaba terase austeniitse struktuuri stabiliseerimiseks kasutatakse lämmastikku, mis suurendab selle vastupidavust punktkorrosioonile ja tugevdab terast. Lämmastiku kasutamine võimaldab tõsta molübdeenisisaldust kuni 6%, mis parandab korrosioonikindlust kloriidikeskkonnas.
TITAAN JA MIOBIUM:
Roostevaba terase tundlikkuse vähendamiseks kasutatakse titaani ja miobiumi. Kui roostevaba teras on sensibiliseeritud, võib tekkida teradevaheline korrosioon. Selle põhjuseks on kroomkarbiidide sadestumine jahutusfaasis, kui osi keevitatakse. See kahandab kroomi keevispiirkonda. Ilma kroomita ei saa passiivne kile tekkida. Titaan ja nioobium interakteeruvad süsinikuga, moodustades karbiide, jättes kroomi lahusesse, nii et moodustub passiivne kile.
VASK JA ALUMIINIUM:
Roostevabale terasele võib selle kõvenemise kiirendamiseks lisada vaske ja alumiiniumi koos titaaniga. Kõvenemine saavutatakse leotamisel temperatuuril 900–1150 F. Need elemendid moodustavad kõrgel temperatuuril leotamise käigus kõva intermetallilise mikrostruktuuri.
VÄÄVEL JA SELEEN:
304 roostevabale terasele lisatakse väävlit ja seleeni, et see oleks vabalt masinas. Sellest saab 303 või 303SE roostevaba teras, mida Edstrom Industries kasutab klappide, mutrite ja osade valmistamiseks, mis ei puutu kokku joogiveega.
Roostevaba terase tüübid
AISI MÄÄRAB MUUDE hulgas JÄRGMISED HINNAD:
Tuntud ka kui "merekvaliteediga" roostevaba teras, kuna sellel on suurem vastupidavus soolase vee korrosioonile võrreldes tüübiga 304. SS316 kasutatakse sageli tuuma ümbertöötlemistehaste ehitamiseks.
304/304L ROOSTEVABA TERAS
Tüübil 304 on selle väiksema süsinikusisalduse tõttu pisut madalam tugevus kui 302.
316/316L ROOSTEVABA TERAS
Tüüp 316/316L roostevaba teras on molübdeenteras, millel on parem vastupidavus kloriidide ja muid halogeniide sisaldavate lahuste tekitatud täppide tekkele.
310S ROOSTEVABA TERAS
310S Stainless Steelil on suurepärane vastupidavus oksüdatsioonile püsivatel temperatuuridel kuni 2000 °F.
317L ROOSTEVABA TERAS
317L on molübdeeni kandev austeniitse kroomnikkelteras, mis sarnaneb tüübiga 316, välja arvatud juhul, kui sulami sisaldus 317L-s on mõnevõrra suurem.
321/321H ROOSTEVABA TERAS
Tüüp 321 on põhitüüp 304, mida on modifitseeritud titaani lisamisega koguses, mis on vähemalt 5 korda suurem süsiniku ja lämmastiku sisaldusest.
410 ROOSTEVABA TERAS
Tüüp 410 on martensiitsest roostevaba teras, mis on magnetiline, korrosioonikindel kerges keskkonnas ja üsna hea elastsusega.
DUPLEX 2205 (UNS S31803)
Duplex 2205 (UNS S31803) või Avesta Sheffield 2205 on ferriit-austeniitsest roostevaba teras.
ROOSTEVABA TERAS KLASSIFITSEERIB KA NENDE KRISTALLILINE STRUKTUURI JÄRGI:
- Austeniitsed roostevabad terased moodustavad üle 70% kogu roostevaba terase toodangust. Need sisaldavad maksimaalselt 0,15% süsinikku, minimaalselt 16% kroomi ja piisavalt niklit ja/või mangaani, et säilitada austeniitset struktuuri kõigil temperatuuridel alates krüogeensest piirkonnast kuni sulami sulamistemperatuurini. Tüüpiline koostis on 18% kroomi ja 10% niklit, mida tavaliselt tuntakse kui 18/10 roostevaba terast, mida sageli kasutatakse söögiriistades. Samamoodi on saadaval ka 18/0 ja 18/8. Superausteniitsetel roostevabadel terastel, nagu sulam AL-6XN ja 254SMO, on kõrge molübdeenisisalduse (>6%) ja lämmastikusisalduse tõttu suurepärane vastupidavus kloriidi- ja pragukorrosioonile ning suurem niklisisaldus tagab parema vastupidavuse pingekorrosioonipragunemisele. üle 300 seeria. Superausteniitsete teraste suurem sulamisisaldus tähendab, et need on hirmuäratavalt kallid ja sarnaseid tulemusi saab tavaliselt saavutada palju madalamate kuludega dupleksteraste kasutamisel.
- Ferriitsed roostevabad terased on väga korrosioonikindlad, kuid palju vähem vastupidavad kui austeniitsed ja neid ei saa kuumtöötlemisega karastada. Need sisaldavad 10,5–27% kroomi ja väga vähe niklit, kui üldse. Enamik koostisi sisaldab molübdeeni; mõned, alumiinium või titaan. Levinud ferriitklassid on 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo ja 29Cr-4Mo-2Ni.
- Martensiitsed roostevabad terased ei ole nii korrosioonikindlad kui teised kaks klassi, kuid on äärmiselt tugevad ja sitked ning hästi töödeldavad ning neid saab kuumtöötlemisel karastada. Martensiitset roostevaba teras sisaldab kroomi (12–14%), molübdeeni (0,2–1%), niklit ja umbes 0,1–1% süsinikku (annab sellele rohkem kõvadust, kuid muudab materjali pisut rabedamaks). See on karastatud ja magnetiline. Seda tuntakse ka kui "seeria-00" terast.
- Dupleksroostevabadel terastel on austeniidi ja ferriidi segatud mikrostruktuur, mille eesmärk on toota 50:50 segu, kuigi kaubanduslikes sulamites võib segu olla 60:40. Dupleksterasel on austeniitsetest roostevabast terasest parem tugevus ja parem vastupidavus lokaalsele korrosioonile, eriti punktkorrosioonile, lõhekorrosioonile ja pingekorrosioonipragudele. Neid iseloomustab kõrge kroomi- ja madalam niklisisaldus kui austeniitsetel roostevabadel terastel.
Roostevaba terase ajalugu
Mõned korrosioonikindlad raudesemed on säilinud antiikajast. Kuulus (ja väga suur) näide on Delhi raudsammas, mis püstitati Kumara Gupta I tellimusel umbes aastal 400 pKr. Kuid erinevalt roostevabast terasest võlgnevad need esemed oma vastupidavuse mitte kroomile, vaid suurele fosforisisaldusele. mis koos soodsate kohalike ilmastikutingimustega soodustab pigem tahke kaitsva raudoksiididest ja fosfaatidest koosneva passivatsioonikihi moodustumist, mitte aga mittekaitsvat, pragunenud roostekihti, mis enamikel rauatöödel tekib.
Raua-kroomi sulamite korrosioonikindlust tunnustas esmakordselt 1821. aastal prantsuse metallurg Pierre Berthier, kes märkis nende vastupidavust teatud hapete rünnakutele ja soovitas neid kasutada söögiriistades. Kuid 19. sajandi metallurgid ei suutnud toota madala süsinikusisaldusega ja kõrge kroomisisaldusega kombinatsiooni, mida leidub enamikus kaasaegsetes roostevabades terastes, ning nende toodetavad kõrge kroomisisaldusega sulamid olid praktilise huvi pakkumiseks liiga rabedad.
Olukord muutus 1890. aastate lõpus, kui sakslane Hans Goldschmidt töötas välja süsinikuvaba kroomi tootmiseks aluminotermilise (termiidi) protsessi. Aastatel 1904–1911 valmistasid mitmed teadlased, eriti prantslane Leon Guillet, sulameid, mida tänapäeval peetakse roostevabaks teraseks. 1911. aastal teatas sakslane Philip Monnartz nende sulamite kroomisisalduse ja korrosioonikindluse vahelisest seosest.
Harry Brearleyt Inglismaal Sheffieldis asuvast Brown-Firthi uurimislaborist peetakse kõige sagedamini roostevaba terase leiutajaks.
terasest. 1913. aastal, otsides püstolitorudele erosioonikindlat sulamit, avastas ja seejärel tööstuslikuks muutis ta martensiitse roostevabast terasest sulami. Samasugused tööstuslikud arengud toimusid aga samaaegselt Saksamaal Kruppi rauatehases, kus Eduard Maurer ja Benno Strauss töötasid välja austeniitset sulamit (21% kroomi, 7% niklit), ja Ameerika Ühendriikides, kus Christian Dantsizen ja Frederick Becket. industrialiseerisid ferriitset roostevaba terast.
Pange tähele, et teid võivad huvitada teised meie avaldatud tehnilised artiklid:
Postitusaeg: 16. juuni 2022