Mi az a rozsdamentes acél?
A „rozsdamentes” kifejezés az evőeszköz-alkalmazásokhoz használt acélok fejlesztésének korai szakaszában született. Ezeket az acélokat általános névként fogadták el, és ma már az acéltípusok és -minőségek széles skáláját fedi le a korróziónak és oxidációnak ellenálló alkalmazásokhoz.
A rozsdamentes acélok legalább 10,5% krómtartalmú vasötvözetek. Más ötvözőelemeket adnak hozzá szerkezetük és tulajdonságaik, például alakíthatóság, szilárdság és kriogén szívósság javítása érdekében.
Ez a kristályszerkezet teszi az ilyen acélokat nem mágnesessé és alacsony hőmérsékleten kevésbé törékennyé. A nagyobb keménység és szilárdság érdekében szenet adnak hozzá. Megfelelő hőkezelésnek alávetve ezeket az acélokat borotvapengeként, evőeszközként, szerszámként stb.
Számos rozsdamentes acélkészítményben jelentős mennyiségű mangánt használtak fel. A mangán megőrzi az ausztenites szerkezetet az acélban, akárcsak a nikkel, de alacsonyabb költséggel.
A fő elemek rozsdamentes acélból
A rozsdamentes acél vagy korrózióálló acél egyfajta fémötvözet, amely különféle formában megtalálható. Gyakorlati igényeinket annyira kiszolgálja, hogy nehéz olyan életterületet találni, ahol ne használnánk ezt a fajta acélt. A rozsdamentes acél fő összetevői: vas, króm, szén, nikkel, molibdén és kis mennyiségű egyéb fém.
Ezek közé tartoznak a fémek, például:
- Nikkel
- Molibdén
- Titán
- Réz
Nemfémes kiegészítéseket is készítenek, a főbbek a következők:
- Szén
- Nitrogén
KRÓM ÉS NIKKEL:
A króm az az elem, amely a rozsdamentes acélt rozsdamentessé teszi. Ez elengedhetetlen a passzív film kialakításához. Más elemek befolyásolhatják a króm hatékonyságát a film kialakításában vagy fenntartásában, de egyetlen más elem sem képes önmagában létrehozni a rozsdamentes acél tulajdonságait.
Körülbelül 10,5% krómtartalomnál gyenge film képződik, amely enyhe légköri védelmet biztosít. A 300-as típusú ausztenites rozsdamentes acélok krómtartalmának 17-20%-ra történő növelésével a passzív film stabilitása nő. A krómtartalom további növelése további védelmet biztosít.
| Szimbólum | Elem |
| Al | Alumínium |
| C | Szén |
| Kr | Króm |
| Cu | Réz |
| Fe | Vas |
| Mo | Molibdén |
| Mn | Mangán |
| N | Nitrogén |
| Ni | Nikkel |
| P | Foszfortartalmú |
| S | Kén |
| Se | Szelén |
| Ta | Tantál |
| Ti | Titán |
A nikkel stabilizálja a rozsdamentes acél ausztenites szerkezetét (szemcse- vagy kristályszerkezetét), és javítja a mechanikai tulajdonságokat és a gyártási jellemzőket. A 8-10% és annál nagyobb nikkeltartalom csökkenti a fém feszültségkorrózió miatti repedezési hajlamát. A nikkel elősegíti a repasszivációt is, ha a film megsérül.
MANGÁN:
A mangán a nikkellel együtt számos, a nikkelnek tulajdonított funkciót lát el. A rozsdamentes acélban lévő kénnel is kölcsönhatásba lép, és mangán-szulfitokat képez, ami növeli a pontkorrózióval szembeni ellenállást. A nikkel helyett mangánnal, majd nitrogénnel való kombinálásával a szilárdság is nő.
MOLIBDÉN:
A molibdén krómmal kombinálva nagyon hatékonyan stabilizálja a passzív filmet kloridok jelenlétében. Hatékonyan megakadályozza a rés- vagy lyukkorróziót. A króm mellett a molibdén a legnagyobb mértékben növeli a korrózióállóságot a rozsdamentes acélban. Az Edstrom Industries 316 rozsdamentes acélt használ, mert 2-3% molibdént tartalmaz, amely védelmet nyújt, ha klórt adnak a vízhez.
SZÉN:
A szenet az erő növelésére használják. A martenzites minőségben a szén hozzáadása elősegíti a hőkezeléssel történő keményedést.
NITROGÉN:
A nitrogént a rozsdamentes acél ausztenites szerkezetének stabilizálására használják, ami növeli a lyukkorrózióval szembeni ellenállást és erősíti az acélt. A nitrogén használata lehetővé teszi a molibdéntartalom 6%-os növelését, ami javítja a korrózióállóságot kloridos környezetben.
TITÁN ÉS MIOBIUM:
A titánt és a mióbiumot a rozsdamentes acél érzékenységének csökkentésére használják. Ha a rozsdamentes acélt érzékennyé teszik, szemcseközi korrózió léphet fel. Ezt a króm-karbidok kicsapódása okozza a hűtési fázis során, amikor az alkatrészeket hegesztik. Ez kimeríti a króm hegesztési területét. Króm nélkül a passzív film nem tud kialakulni. A titán és a nióbium a szénnel kölcsönhatásba lépve karbidokat képez, így a króm oldatban marad, így passzív film képződhet.
RÉZ ÉS ALUMÍNIUM:
Réz és alumínium, valamint titán adható a rozsdamentes acélhoz, hogy kicsapja a keményedést. A keményedést 900 és 1150F közötti hőmérsékleten történő áztatással érik el. Ezek az elemek a megemelt hőmérsékleten végzett áztatási folyamat során kemény intermetallikus mikrostruktúrát alkotnak.
KÉN ÉS SZELÉN:
A 304 rozsdamentes acélhoz ként és szelént adnak, hogy szabadon megmunkálható legyen. Ebből 303 vagy 303SE rozsdamentes acél lesz, amelyet az Edstrom Industries ivóvízzel nem érintkező szelepek, anyák és alkatrészek gyártására használ.
A rozsdamentes acél fajtái
AZ AISI TÖBBEKETT A KÖVETKEZŐ ÉVFOLYAMOKAT határozza meg:
„Tengeri minőségű” rozsdamentes acél néven is ismert, mivel a 304-es típushoz képest fokozottan ellenáll a sósvízi korróziónak. Az SS316-ot gyakran használják nukleáris újrafeldolgozó üzemek építésére.
304/304L ROZSDAMENTES ACÉL
A 304-es típusnak valamivel kisebb a szilárdsága, mint a 302-nek az alacsonyabb széntartalom miatt.
316/316L ROZSDAMENTES ACÉL
A 316/316L típusú rozsdamentes acél egy molibdén acél, amely fokozottan ellenáll a kloridokat és más halogenideket tartalmazó oldatoknak köszönhetően.
310S ROZSDAMENTES ACÉL
A 310S rozsdamentes acél kiválóan ellenáll az oxidációnak 2000°F-ig terjedő állandó hőmérsékleten.
317L ROZSDAMENTES ACÉL
A 317L egy molibdén tartalmú ausztenites króm-nikkel acél, hasonló a 316-os típushoz, kivéve, hogy a 317L ötvözettartalma valamivel magasabb.
321/321H ROZSDAMENTES ACÉL
A 321-es típus a 304-es alaptípus, amelyet a szén- és nitrogéntartalom legalább ötszörösének megfelelő titán hozzáadásával módosítottak.
410 ROZSDAMENTES ACÉL
A 410-es típus egy martenzites rozsdamentes acél, amely mágneses, ellenáll a korróziónak enyhe környezetben, és meglehetősen jó alakíthatósággal rendelkezik.
DUPLEX 2205 (UNS S31803)
A Duplex 2205 (UNS S31803) vagy az Avesta Sheffield 2205 egy ferrites-ausztenites rozsdamentes acél.
A ROZSDAMENTES ACÉLOK KRISTÁLYOS SZERKEZETÜK ISMERTETÉSE:
- Az ausztenites rozsdamentes acélok a teljes rozsdamentes acélgyártás több mint 70%-át teszik ki. Maximum 0,15% szenet, legalább 16% krómot és elegendő nikkelt és/vagy mangánt tartalmaznak ahhoz, hogy a kriogén régiótól az ötvözet olvadáspontjáig minden hőmérsékleten megtartsák ausztenites szerkezetüket. A tipikus összetétel 18% króm és 10% nikkel, közismert nevén 18/10 rozsdamentes, amelyet gyakran használnak az evőeszközökben. Hasonlóan 18/0 és 18/8 is elérhető. A szuperausztenites rozsdamentes acélok, mint például az AL-6XN és 254SMO ötvözet, a magas molibdéntartalomnak (>6%) és a nitrogéntartalomnak köszönhetően kiválóan ellenállnak a klorid-pontos korróziónak és a réskorróziónak, a magasabb nikkeltartalom pedig jobb ellenállást biztosít a feszültség-korróziós repedésekkel szemben. több mint 300-as sorozat. A „szuperausztenites” acélok magasabb ötvözettartalma azt jelenti, hogy félelmetesen drágák, és hasonló teljesítmény általában sokkal alacsonyabb költséggel érhető el duplex acélok használatával.
- A ferrites rozsdamentes acélok nagymértékben ellenállnak a korróziónak, de sokkal kevésbé tartósak, mint az ausztenites acélok, és hőkezeléssel nem edzhetők. 10,5-27% krómot és nagyon kevés nikkelt tartalmaznak, ha van ilyen. A legtöbb készítmény molibdént tartalmaz; néhány alumínium vagy titán. A gyakori ferrites minőségek közé tartozik a 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo és 29Cr-4Mo-2Ni.
- A martenzites rozsdamentes acélok nem olyan korrózióállóak, mint a másik két osztály, de rendkívül erősek és szívósak, valamint jól megmunkálhatóak, és hőkezeléssel megedzhetők. A martenzites rozsdamentes acél krómot (12-14%), molibdént (0,2-1%), nikkelt és kb. 0,1-1% szenet tartalmaz (ez nagyobb keménységet ad, de kicsit ridegebbé teszi az anyagot). Kioltott és mágneses. „00-as sorozatú” acél néven is ismert.
- A duplex rozsdamentes acélok mikroszerkezete vegyes ausztenitből és ferritből áll, a cél az, hogy 50:50 arányú keveréket állítsanak elő, bár a kereskedelmi ötvözetekben a keverék 60:40 is lehet. A duplex acél jobb szilárdsággal rendelkezik az ausztenites rozsdamentes acélokhoz képest, és javítja a helyi korrózióval szembeni ellenállást, különösen a lyukkorrózióval, a réskorrózióval és a feszültségkorróziós repedésekkel szemben. Magas króm- és alacsonyabb nikkeltartalom jellemzi őket, mint az ausztenites rozsdamentes acélok.
A rozsdamentes acél története
Néhány korrózióálló vaslelet az ókorból fennmaradt. Egy híres (és nagyon nagy) példa erre a delhi vasoszlop, amelyet I. Kumara Gupta parancsára állítottak fel i.sz. 400 körül. A rozsdamentes acéltól eltérően azonban ezek a műtárgyak tartósságukat nem a krómnak, hanem a magas foszfortartalmuknak köszönhetik. amely a kedvező helyi időjárási viszonyokkal együtt elősegíti a vas-oxidokból és foszfátokból álló szilárd védő passzivációs réteg kialakulását, nem pedig a nem védő, repedezett rozsdaréteget, amely a legtöbb vasmunkákon képződik.
A vas-króm ötvözetek korrózióállóságát először 1821-ben ismerte fel Pierre Berthier francia kohász, aki felfigyelt bizonyos savakkal szembeni ellenállásra, és javasolta evőeszközökben való alkalmazásukat. A 19. század kohászai azonban nem tudták előállítani a legtöbb modern rozsdamentes acélban megtalálható alacsony szén- és magas krómtartalmú kombinációt, és az általuk előállított magas krómtartalmú ötvözetek túl törékenyek voltak ahhoz, hogy gyakorlati jelentőséggel bírjanak.
Ez a helyzet az 1890-es évek végén megváltozott, amikor a német Hans Goldschmidt kifejlesztett egy alumíniumtermikus (termitos) eljárást szénmentes króm előállítására. Az 1904–1911-es években számos kutató, különösen a francia Leon Guillet olyan ötvözeteket készített, amelyeket ma rozsdamentes acélnak tekintenek. 1911-ben a német Philip Monnartz beszámolt ezen ötvözetek krómtartalma és korrózióállósága közötti kapcsolatról.
Harry Brearley-t, az angliai sheffieldi Brown-Firth kutatólaboratóriumból legtöbbször a rozsdamentes acél „feltalálójaként” tartják számon.
acél. 1913-ban, miközben erózióálló ötvözetet keresett fegyvercsövekhez, felfedezett, majd iparosított egy martenzites rozsdamentes acélötvözetet. Ugyanakkor hasonló ipari fejlesztések zajlottak egy időben a németországi Krupp Vasműben, ahol Eduard Maurer és Benno Strauss ausztenites ötvözetet fejlesztettek ki (21% króm, 7% nikkel), valamint az Egyesült Államokban, ahol Christian Dantsizen és Frederick Becket. iparosították a ferrites rozsdamentes acélt.
Kérjük, vegye figyelembe, hogy az általunk közzétett többi műszaki cikk is érdekelheti:
Feladás időpontja: 2022. június 16