Ile wiesz o stali nierdzewnej?
Stal to zbiorcze określenie stopów żelaza z węglem o zawartości węgla od 0,02% do 2,11%. Wszystko powyżej 2,11% uważa się za żelazo.
Skład chemiczny stali może się znacznie różnić. Stal zawierająca tylko węgiel nazywana jest stalą węglową lub stalą zwykłą. Podczas procesu wytapiania można dodawać pierwiastki stopowe, takie jak chrom, nikiel, mangan, krzem, tytan i molibden, aby poprawić właściwości stali.
Stal nierdzewna charakteryzuje się odpornością na rdzę i korozję, przy minimalnej zawartości chromu wynoszącej 10,5% i maksymalnej zawartości węgla nie większej niż 1,2%.
Stal nierdzewna i rdza
Kiedy ludzie widzą brązowe plamy rdzy na powierzchni stali nierdzewnej, często są zaskoczeni, myśląc, że stal nierdzewna nie powinna rdzewieć. Mogą wierzyć, że jeśli rdzewieje, nie jest to stal nierdzewna i może występować problem z jakością stali. Jest to jednak pogląd jednostronny i błędny wynikający z braku zrozumienia istoty stali nierdzewnej. Stal nierdzewna może rdzewieć w pewnych warunkach.
Stal nierdzewna ma odporność na utlenianie atmosferyczne, co jest jej odpornością na rdzę, a także ma odporność na korozję w mediach zawierających kwasy, zasady i sole. Stopień jej odporności na korozję zmienia się jednak w zależności od składu chemicznego samej stali, jej stanu, warunków użytkowania i rodzaju środowiska. Na przykład materiał 304 ma doskonałą odporność na korozję w suchej i czystej atmosferze, ale jeśli zostanie przeniesiony na obszar przybrzeżny z dużą ilością soli we mgle morskiej, szybko rdzewieje. Dlatego nie wszystkie stale nierdzewne są zawsze odporne na korozję i wolne od rdzy.
Stal nierdzewna opiera się na bardzo cienkiej, ale gęstej i stabilnej warstwie tlenku bogatej w chrom (warstwie ochronnej), utworzonej na jej powierzchni, aby zapobiec ciągłej penetracji atomów tlenu i dalszemu utlenianiu, zyskując w ten sposób odporność na korozję. Jeśli z jakiegoś powodu ta warstwa będzie stale uszkadzana, atomy tlenu z powietrza lub cieczy będą w sposób ciągły przenikać, a atomy żelaza od metalu będą w sposób ciągły oddzielać się, tworząc luźny tlenek żelaza i powodując ciągłą korozję powierzchni metalu.
Jaki rodzaj stali nierdzewnej jest mniej podatny na rdzę?
Głównymi czynnikami wpływającymi na korozję stali nierdzewnej są:
Zawartość pierwiastków stopowych Ogólnie rzecz biorąc, stal o zawartości chromu 10,5% lub większej jest mniej podatna na rdzę. Im wyższa zawartość chromu i niklu, tym lepsza odporność na korozję. Na przykład materiał 304 zawiera 8-10% niklu i 18-20% chromu, a taka stal nierdzewna nie rdzewieje w normalnych warunkach.
Proces wytapiania w przedsiębiorstwie produkcyjnym Proces wytapiania w przedsiębiorstwie produkcyjnym wpływa również na odporność stali nierdzewnej na korozję. Duże fabryki stali nierdzewnej z dobrą technologią wytapiania, zaawansowanym sprzętem i zaawansowanymi procesami mogą zapewnić kontrolę pierwiastków stopowych, usuwanie zanieczyszczeń i kontrolę temperatury chłodzenia wlewka stalowego, zapewniając w ten sposób stabilną i niezawodną jakość produktu, dobrą jakość wewnętrzną wysokiej jakości i mniej podatne na rdzę. Wręcz przeciwnie, niektóre małe huty posiadające przestarzały sprzęt i procesy nie są w stanie usunąć zanieczyszczeń podczas procesu wytapiania, a wytwarzane przez nie produkty są nieuchronnie podatne na rdzę.
Środowisko zewnętrzne Stal nierdzewna jest mniej podatna na rdzę w suchych i dobrze wentylowanych środowiskach. Jednakże w środowiskach o wysokiej wilgotności, ciągłej deszczowej pogodzie lub wysokim poziomie kwasów i zasad w powietrzu stal nierdzewna jest bardziej podatna na rdzę. Nawet stal nierdzewna 304 może rdzewieć, jeśli otoczenie jest zbyt ubogie.
Jak sobie poradzić z plamami rdzy na stali nierdzewnej?
Metody chemiczne Użyj pasty trawiącej lub sprayu, aby pomóc w ponownej pasywacji zardzewiałych obszarów w celu utworzenia warstwy tlenku chromu, przywracając im odporność na korozję. Po wytrawieniu bardzo ważne jest dokładne spłukanie czystą wodą w celu usunięcia wszelkich zanieczyszczeń i pozostałości kwasów. Po wszystkich zabiegach należy ponownie wypolerować sprzętem polerskim i zabezpieczyć woskiem polerskim. W przypadku miejscowych drobnych plam rdzy można zastosować mieszaninę benzyny i oleju maszynowego w stosunku 1:1 z czystą szmatką, aby usunąć plamy rdzy.
Metody mechaniczne Czyszczenie poprzez piaskowanie, śrutowanie mikrocząsteczkami szklanymi lub ceramicznymi, bębnowanie, szczotkowanie i polerowanie. Metody mechaniczne mogą usuwać zanieczyszczenia spowodowane wcześniej usuniętymi materiałami, materiałami do polerowania lub materiałami spadającymi. Wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia, zwłaszcza obce cząstki żelaza, mogą być źródłem korozji, szczególnie w wilgotnym środowisku. Dlatego w przypadku mechanicznego czyszczenia powierzchni najlepiej jest przeprowadzać regularne czyszczenie na sucho. Metody mechaniczne mogą jedynie oczyścić powierzchnię i nie mogą zmienić naturalnej odporności materiału na korozję. Dlatego po czyszczeniu mechanicznym zaleca się ponowne wypolerowanie za pomocą sprzętu polerskiego i uszczelnienie woskiem polerskim.
Czy magnesy można wykorzystać do oceny stali nierdzewnej?
Wiele osób kupuje ze sobą mały magnes, kupując stal nierdzewną lub produkty ze stali nierdzewnej. Używają magnesu do testowania produktów, wierząc, że te, które się nie przyklejają, to dobra stal nierdzewna. Myślą, że jeśli się nie przyklei, nie zardzewieje. Jest to jednak nieporozumienie.
To, czy stal nierdzewna jest magnetyczna, czy nie, zależy od jej mikrostruktury. Podczas procesu krzepnięcia stali w różnych temperaturach krzepnięcia powstają różne mikrostruktury, takie jak „ferryt”, „austenit” i „martenzyt”. Ferrytowe i martenzytyczne stale nierdzewne są magnetyczne, podczas gdy austenityczna stal nierdzewna ma lepsze kompleksowe właściwości mechaniczne, przetwarzalność i spawalność. Jednakże pod względem odporności na korozję magnetyczna ferrytowa stal nierdzewna jest mocniejsza niż austenityczna stal nierdzewna.
Obecnie tak zwane stale nierdzewne serii 200 i 300, które mają wysoką zawartość manganu i niską zawartość niklu, są również niemagnetyczne, ale ich właściwości użytkowe znacznie różnią się od stali nierdzewnej 304 o wysokiej zawartości niklu. Co więcej, stal nierdzewna 304 może mają również niewielki magnetyzm po procesach takich jak rozciąganie, wyżarzanie, polerowanie i odlewanie. Dlatego przyjmowanie, czy stal nierdzewna jest magnetyczna, czy nie, do oceny jej jakości jest nieporozumieniem i nienaukowym.
Typowe gatunki stali nierdzewnej
201: Stal nierdzewna niklowa podstawiona manganem, o pewnej odporności na kwasy i zasady, o dużej gęstości i pozbawiona pęcherzyków po polerowaniu. Stosowany w kopertach zegarków, tubach dekoracyjnych, tubach przemysłowych i innych lekkich produktach rozciągających.
202: Stal nierdzewna o niskiej zawartości niklu i wysokiej zawartości manganu, zawierająca około 8% niklu i manganu. Może zastąpić 304 w warunkach słabej korozyjności i ma wysoki stosunek kosztów do wydajności. Stosowane głównie w dekoracji budynków, poręczach autostrad, inżynierii komunalnej, szklanych poręczach, obiektach autostradowych itp.
304: Uniwersalna stal nierdzewna o dobrej odporności na korozję, odporności na ciepło, wytrzymałości w niskich temperaturach i dobrych właściwościach mechanicznych. Ma wysoką wytrzymałość i jest stosowany w przemyśle spożywczym, medycznym, przemyśle, przemyśle chemicznym i przemyśle dekoracji wnętrz.
304L: Niskowęglowa stal nierdzewna 304 stosowana w urządzeniach i częściach maszyn, które wymagają odporności na korozję i odkształcalności.
316: Dodatek molibdenu o doskonałej odporności na korozję w wysokich temperaturach. Stosowany w sprzęcie do wody morskiej, przemyśle chemicznym, spożywczym i papierniczym.
321: Ma doskonałą odporność na pękanie pod wpływem naprężeń w wysokiej temperaturze i działanie zapobiegające pełzaniu w wysokiej temperaturze.
430: Odporny na zmęczenie cieplne, o mniejszym współczynniku rozszerzalności cieplnej niż austenit. Stosowany w sprzęcie AGD i dekoracji budynków.
410: Wysoka twardość, dobra wytrzymałość, odporność na korozję, duży współczynnik przewodzenia ciepła, mały współczynnik rozszerzalności i dobra odporność na utlenianie. Stosowany do produkcji części odpornych na korozję pod wpływem atmosfery, pary, wody i kwasów utleniających.
