Austenit, ferryt, martenzyt, PH i stal nierdzewna typu duplex
Jakie są różne rodzaje stali nierdzewnej? Czy austenityczną stal nierdzewną można poddać obróbce cieplnej? Czy ferrytyczną stal nierdzewną można poddać obróbce cieplnej? Jaką stal nierdzewną można poddać obróbce cieplnej? Co sprawia, że stal nierdzewna jest odporna na rdzę?
Zwykłe, codzienne doświadczenie podpowiada nam, że stal koroduje. Daj mu wodę i tlen, a zardzewieje. Porowata rdza będzie nadal rosła i odklejała się, aż w końcu zużyje całą stal. Jednak dodanie wystarczającej ilości chromu do stali tworzy jedynie cienką warstwę tlenku, która nie pozwala na kontynuację korozji. W oparciu o zawartość chromu w stopie i wpływ niektórych innych pierwiastków, jako stopy standardowe uznano różne składniki o różnych charakterystykach kombinacji.
Specyficzne środowisko, temperatura, wymagana wytrzymałość, możliwości produkcyjne i ostatecznie… koszt – wszystko to wiąże się z wyborem rodzaju stali nierdzewnej do zastosowania w danym zastosowaniu.
Stal nierdzewna dzieli się na austenit, ferryt, martenzyt, duplex lub utwardzanie wydzieleniowe, zgodnie z jej strukturą metalurgiczną.
austenityczna stal nierdzewna
01
Seria AISI 200 i 300... nie może być utwardzana poprzez obróbkę cieplną. HT zależy od struktury zmieniającej się wraz z temperaturą. Od wysokich temperatur do 1900 stopni C do bardzo niskich ujemnych 300 stopni C, gatunki te pozostają w stanie austenitycznym. W normalnych warunkach prawie nie ma reakcji na magnesy. Obróbka tego materiału na zimno może uczynić go lekko magnetycznym. Typowe typy powszechnie określane jako „18-8” (co oznacza, że nominalna ilość CR wynosi 18%, a nominalna ilość Ni wynosi 8%) to 303, 304 i 316. 316 dodaje również molibden, który poprawia odporność na korozję w wielu środowiskach w porównaniu do 304. Ponadto 316 ma silniejsze właściwości przeciwutleniające w wyższych temperaturach. Dodatek siarki do stali nierdzewnej 303 poprawia właściwości technologiczne, ale powoduje utratę odporności na korozję. Stan wyżarzany jest najbardziej odporny na korozję i powszechnie stosowany. Wykazuje dobrą wytrzymałość i wytrzymałość w zastosowaniach niskotemperaturowych.
02
Niektórych stopów serii AISI 400 nie można utwardzać poprzez obróbkę cieplną, ponieważ stale nierdzewne nadal utrzymują stan ferrytowy w krytycznym zakresie temperatur. Niektóre stale nierdzewne reagują na magnesy podobnie jak zwykła stal. Gatunek „czystego Cr” stali nierdzewnej 405 i 409 ma stosunkowo niską zawartość Cr, dzięki czemu nadaje się do zastosowań w układach wydechowych samochodów, gdzie wygląd nie jest ważny. Stal nierdzewna 430 i inne stopy o wyższej zawartości chromu mogą być odporne na korozję w wyższych temperaturach i zachować lepszy wygląd w zastosowaniach takich jak dekoracja samochodów lub sprzętu gospodarstwa domowego przy niższym koszcie niż gatunek austenityczny.
Stan wyżarzony jest najbardziej odporny na korozję.
Martenzytyczna stal nierdzewna złożona z naddatków z serii AISI 400 może być utwardzana poprzez konwencjonalną obróbkę cieplną. Obróbka cieplna jest podobna do obróbki cieplnej stali stopowej. W wysokich temperaturach mają strukturę austenityczną i ulegają szybkiemu ochłodzeniu, przekształcając się w strukturę martenzytyczną. Zwykle stosuje się je w warunkach całkowicie utwardzonych, aby uzyskać optymalną odporność na korozję, a jednocześnie charakteryzują się wysoką wytrzymałością i twardością. Według różnych typów, pośrednia wartość HRc (twardość Rockwella) dla stali nierdzewnej 410 i 416 może wynosić 60HRc dla stali nierdzewnej 440c, ponieważ maksymalna twardość po obróbce cieplnej zależy od zawartości węgla. Osiągalna twardość wzrasta wraz ze wzrostem zawartości węgla. Te stale nierdzewne reagują również na magnesy, takie jak ferryt.
Stal nierdzewna utwardzana wydzieleniowo PH
03
PH oznacza „utwardzanie wydzieleniowe”. Oznacza to, że można je utwardzać poprzez obróbkę cieplną. Zwykle reagują także na magnesy. Najpopularniejszym stopem jest stal nierdzewna 630, powszechnie określana jako „17-4”. Obróbka cieplna obejmuje „obróbkę przesycającą” w wysokiej temperaturze (znaną również jako wyżarzanie lub wyżarzanie przesycające), po której następuje „starzenie” w temperaturach od 900 F do 1150 F. Po 900 godzinach wytrzymałość i ogólna odporność na korozję są wyższe. Wytrzymałość maleje wraz ze wzrostem temperatury, podczas gdy temperatura starzenia wzrasta, ale zwiększa się wytrzymałość. W niektórych specyficznych środowiskach poprawiono także odporność na korozję. W tych zastosowaniach należy wziąć pod uwagę wytrzymałość i odporność na korozję.
Wreszcie istnieje stal nierdzewna typu duplex, która jest rodzajem stali nierdzewnej o mieszanej strukturze austenitu i ferrytu, stosowanej do bardziej specyficznych zastosowań niż w tym wprowadzeniu do stali nierdzewnej. Wiele z nich to nazwy zastrzeżone, a kilka, np. 2205, uważa się za standardowe lub uniwersalne nazwy stali nierdzewnej.