Austenit, ferit, martenzit, PH i dupleks nehrđajući čelik
Koje su različite vrste nehrđajućeg čelika? Može li se austenitni nehrđajući čelik toplinski obraditi? Može li se feritni nehrđajući čelik toplinski obrađivati? Koji nehrđajući čelik možete toplinski obraditi? Što čini nehrđajući čelik otpornim na hrđu?
Obično dnevno iskustvo nam govori da čelik korodira. Dajte mu vode i kisika, i zahrđat će. Porozna hrđa nastavit će rasti i ljuštiti se dok na kraju ne potroši sav čelik. Ali dodavanje dovoljno kroma čeliku stvara samo tanki sloj oksida, koji neće dopustiti nastavak korozije. Na temelju sadržaja kroma u leguri i utjecaja nekih drugih elemenata, različite komponente s različitim karakteristikama kombinacija utvrđene su kao standardne legure.
Specifično okruženje, temperatura, potrebna čvrstoća, mogućnost izrade i naposljetku... troškovi uključuju odabir vrste nehrđajućeg čelika za korištenje u bilo kojoj primjeni.
Nehrđajući čelik se prema svojoj metalurškoj strukturi dijeli na austenitni, feritni, martenzitni, duplex ili taložno otvrdnuti.
austenitni nehrđajući čelik
01
Serije AISI 200 i 300... ne mogu se očvrsnuti toplinskom obradom. HT ovisi o strukturi koja se mijenja s temperaturom. Od visokih temperatura do 1900 stupnjeva C do ekstremno niskih negativnih 300 stupnjeva C, ti stupnjevi ostaju u austenitnom stanju. U normalnim uvjetima gotovo da nema reakcije na magnete. Hladna obrada ovog materijala može ga učiniti blago magnetskim. Uobičajene vrste koje se obično nazivaju "18-8" (što znači da je nominalna količina CR 18%, a nominalna količina Ni 8%) su 303, 304 i 316. 316 također dodaje molibden, koji poboljšava učinak korozije u mnogim okruženjima u usporedbi s 304. Osim toga, 316 ima jača antioksidativna svojstva na višim temperaturama. Dodavanje sumpora nehrđajućem čeliku 303 poboljšava karakteristike obrade, ali žrtvuje donekle otpornost na koroziju. Žareno stanje je najotpornije na koroziju i najčešće se koristi. Pokazuje dobru čvrstoću i žilavost u primjenama na niskim temperaturama.
02
Neke legure serije AISI 400 ne mogu se očvrsnuti toplinskom obradom jer ti nehrđajući čelici još uvijek održavaju feritno stanje unutar kritičnog temperaturnog raspona. Neki nehrđajući čelici reagiraju na magnete poput običnog čelika. Klasa "čistog Cr" od nehrđajućeg čelika 405 i 409 ima relativno nizak sadržaj Cr, što ga čini prikladnim za primjenu u ispušnim sustavima automobila gdje izgled nije važan. Nehrđajući čelik 430 i druge legure s višim sadržajem kroma mogu se oduprijeti koroziji na višim temperaturama i održati bolji izgled za primjene kao što su automobili ili ukrašavanje kućanskih aparata po nižoj cijeni od austenitnog stupnja.
Žareno stanje je najotpornije na koroziju.
Martenzitni nehrđajući čelik sastavljen od dodataka iz serije AISI 400 može se očvrsnuti konvencionalnom toplinskom obradom. Toplinska obrada slična je toplinskoj obradi legiranog čelika. Na visokim temperaturama imaju austenitnu strukturu i podvrgavaju se brzom hlađenju kako bi se transformirali u martenzitnu strukturu. Obično se koriste u potpuno očvrslim uvjetima kako bi se postigla optimalna otpornost na koroziju, dok također posjeduju visoku čvrstoću i tvrdoću. Prema različitim tipovima, srednja vrijednost HRc (tvrdoća po Rockwellu) za nehrđajući čelik 410 i 416 može biti 60HRc za nehrđajući čelik 440c, jer maksimalna tvrdoća nakon toplinske obrade ovisi o sadržaju ugljika. Ostvariva tvrdoća raste s povećanjem sadržaja ugljika. Ovi nehrđajući čelici također reagiraju na magnete poput ferita.
PH nehrđajući čelik otvrdnut taloženjem
03
PH označava "otvrdnjavanje taloženjem". To znači da se mogu očvrsnuti toplinskom obradom. Obično reagiraju i na magnete. Najčešća legura je nehrđajući čelik 630, koji se obično naziva "17-4". Toplinska obrada uključuje "tretman otopinom" na visokoj temperaturi (također poznat kao žarenje ili žarenje u otopini), nakon čega slijedi "starenje" na temperaturama između 900 F i 1150 F. Nakon 900 sati, čvrstoća i opće djelovanje na koroziju su veće. Čvrstoća opada s porastom temperature, dok temperatura starenja raste, ali se povećava žilavost. Za određena specifična okruženja poboljšana je i učinkovitost korozije. U ovim primjenama, čvrstoća i učinak korozije su čimbenici koje treba uzeti u obzir.
Konačno, tu je duplex nehrđajući čelik, koji je vrsta nehrđajućeg čelika s mješovitom strukturom austenita i ferita, koji se koristi za specifičnije primjene nego u ovom uvodu od nehrđajućeg čelika. Mnogi su zaštićeni nazivi, dok se neki, poput 2205, smatraju standardnim ili univerzalnim nazivima za nehrđajući čelik.