Stal nierdzewna: skład, rodzaje, gatunki, właściwości

Wszystko, co musisz wiedzieć o stali nierdzewnej

Wykonanie ze stali nierdzewnej

Odlewanie stali nierdzewnej polega na wlaniu stopionego metalu do wnęki odlewniczej, do której się dopasowuje, a odlew zachowuje kształt wnęki po ochłodzeniu. Walcowanie stali nierdzewnej polega na tym, że surowe kęsy przechodzą przez szereg precyzyjnych rolek dociskowych, aby zmniejszyć ich grubość i uformować stal w arkusze lub inne formy. Proces ten można przeprowadzić na gorąco lub na zimno, w celu wytworzenia różnorodnych materiałów końcowych o różnej wytrzymałości i strukturze krystalicznej.
Kucie stali nierdzewnej wymaga jej podgrzania, a następnie ukształtowania poprzez kucie lub prasowanie do pożądanej formy. Obróbka skrawaniem stali nierdzewnej umożliwia jej cięcie i kształtowanie przy użyciu różnych maszyn, takich jak tokarki i frezarki.

Skład stali nierdzewnej:

Stal nierdzewna składa się głównie z żelaza (Fe), chromu (Cr) i różnych ilości innych pierwiastków, takich jak nikiel (Ni), mangan (Mn), molibden (Mo), a czasami azot (N). Chrom jest niezbędnym pierwiastkiem, który nadaje stali nierdzewnej właściwości antykorozyjne poprzez tworzenie cienkiej, niewidocznej warstwy tlenku na powierzchni, zwanej warstwą pasywną.

Typy stali nierdzewnej:

1. Austenityczna stal nierdzewna
Najpowszechniejszą klasyfikacją jest austenityczna stal nierdzewna, która zapewnia wysoką odporność na korozję, ciągliwość i wytrzymałość. Jest stopowy zawierający co najmniej 16% chromu i 6% niklu, a także inne metale/niemetale, takie jak mangan, azot, a czasami molibden. Stale te są w stanie wytrzymać ekspozycję na sól, chociaż możliwe jest pewne brązowe zabarwienie.

2. Martenzytyczna stal nierdzewna
Ten rodzaj stali nierdzewnej jest na ogół mocniejszy i twardszy, ale ma niższą odporność na korozję. Zawierają 12–18% chromu i mogą zawierać także nikiel lub molibden.

3. Ferrytyczna stal nierdzewna
Ferrytyczne stale nierdzewne mogą mieć szeroki zakres zawartości chromu (10,5–27%) i wykorzystywać stale o wyższej zawartości węgla niż gatunki austenityczne. Ta grupa jest mniej plastyczna i twardsza, ale nadal ma dobrą odporność na korozję i jest często stosowana w zastosowaniach motoryzacyjnych. Stale te słabiej reagują na sól i nie są powszechnie stosowane w środowiskach morskich.

4. Dwustronna stal nierdzewna
Stale nierdzewne typu duplexłączą austenityczną i ferrytyczną stal nierdzewną, ze starannie dobraną proporcją obu typów struktury krystalicznej. Oferują wyższą wytrzymałość w połączeniu z dużą odpornością na korozję i są często stosowane w przetwórstwie chemicznym oraz w zastosowaniach związanych z ropą i gazem.

5. Stal nierdzewna utwardzana wydzieleniowo
Stal nierdzewną utwardzaną wydzieleniowo uzyskuje się poprzez tworzenie się małych cząstek wytrąconych w materiale, które zwiększają jego wytrzymałość i twardość poprzez wywoływanie naprężeń sieciowych. Zwykle może to zapewnić 3–4 razy większą wytrzymałość niż podstawowa austenityczna stal nierdzewna.

Gatunki stali nierdzewnej:

Gatunki stali nierdzewnej są klasyfikowane na podstawie ich składu chemicznego i właściwości, przy czym popularne gatunki obejmują między innymi 304 (austenityczny), 316 (austenityczny o wyższej odporności na korozję), 430 (ferrytyczny) i 410 (martenzytyczny).
Każdy gatunek został zaprojektowany tak, aby spełniać określone wymagania dotyczące odporności na korozję, wytrzymałości i odporności na temperaturę, w zależności od zamierzonego zastosowania.

Tabela 1: Austenityczna stal nierdzewna

Tabela 2: Ferrytyczna stal nierdzewna

Właściwości stali nierdzewnej:

• Ogólnie bardzo odporny na korozję.
• Mocne i trwałe, odporne na zginanie, pękanie i łamanie.
• Nieporowaty i niereaktywny - łatwy do czyszczenia i sterylizacji w autoklawie.
• Można uzyskać szeroką gamę wysokiej jakości wykończeń.
• Może wytrzymać wysokie temperatury bez degradacji.
• Nadaje się do stosowania w temperaturach kriogenicznych.
• Materiały zrównoważone, ponieważ w 100% nadają się do recyklingu bez strat i degradacji.

Tabela 3: Właściwości fizyczne stali nierdzewnej

Formy ze stali nierdzewnej:

Rury ze stali nierdzewnej, rury, złączki, kołnierze, odkuwki, elementy złączne, płyty, arkusze, taśmy, zwoje, pręty, pręty okrągłe itp.

Jaki jest kolor stali nierdzewnej?

Stale nierdzewne mają naturalnie jednolity srebrny kolor, chociaż różne firmy oferują własne procesy „kolorowania stali nierdzewnej”, które są analogiczne do anodowania. Zakres kolorów od brązowego do złotego można uzyskać poprzez ogrzewanie stali nierdzewnej w piekarniku do temperatury około 700 stopni w atmosferze tlenu. Spowoduje to utworzenie się tlenków żelaza w warstwie powierzchniowej, która będzie plamić odcieniami żółci, złota i brązu, w zależności od temperatury i czasu. Stal nierdzewna będzie również nabierać odcieni niebieskiego po podgrzaniu do 250 stopni w powietrzu, również w procesie utleniania.