Плоча од нерђајућег челика, основни материјал који се широко користи у савременим индустријским и цивилним апликацијама, има својства и примене које у великој мери зависе од хемијског састава и микроструктуре његовог примарног материјала. Материјал језгра плоче од нерђајућег челика је гвожђе. Додавање легирајућих елемената као што су хром (Цр), никл (Ни) и молибден (Мо) ствара пасивни филм отпоран на корозију-, што резултира одличном отпорношћу на корозију, чврстоћом и обрадивом. На основу састава легуре и разлика у перформансама, плоча од нерђајућег челика се може категорисати у четири главна типа: аустенитни, феритни, мартензитни и дуплекс нерђајући челици. Сваки тип је дизајниран за специфичне апликације.
Аустенитни нерђајући челик: представник високе отпорности на корозију и могућности обликовања
Аустенитни нерђајући челик је најчешће произведен и широко коришћен тип плоча од нерђајућег челика, обично представљен серијама 304 (06Цр19Ни10) и 316 (06Цр17Ни12Мо2). Његове основне карактеристике су садржај хрома од 16%-26% и садржај никла од 8%-12% (316 садржи 2%-3% молибдена), што резултира кубним (ФЦЦ) аустенитним зрнима формираним третманом раствора. Додатак никла значајно повећава жилавост материјала, одржавајући одличну дуктилност од -196 степени до 800 степени. Хром и молибден синергистички формирају густ Цр₂О₃ пасивни филм, дајући јаку отпорност на корозију на ваздух, водену пару и слабе киселе и алкалне средине. 304 нерђајући челик се широко користи у опреми за храну, архитектонској декорацији и хемијским контејнерима због приступачне цене и одличне отпорности на корозију. Додатак молибдена додатно повећава отпорност 316 на ломљење хлоридних јона, што га чини пожељним избором за поморско инжењерство, медицинске уређаје и врхунску хемијску опрему. Штавише, аустенитни нерђајући челик је немагнетичан и показује изражену тенденцију ка отврдњавању услед хладног рада, омогућавајући му да се формира у сложене облике кроз процесе као што су штанцање и савијање како би се испунили различити захтеви дизајна.
Феритни нерђајући челик: врхунски избор за ниску цену и отпорност на корозију под стресом.
Феритни нерђајући челик садржи хром као примарни легирајући елемент (10,5%-30%), са типичним разредима укључујући 430 (10Цр17) и 444 (00Цр18Мо2). Његова микроструктура се састоји од зрна ферита са кубичном структуром усредсређеном на тело (БЦЦ). Пошто не садржи никла или садржи само трагове (обично<0.5%), its cost is significantly lower than that of austenitic stainless steel. The greatest advantage of ferritic stainless steel is its excellent resistance to stress corrosion cracking, particularly in hot water environments containing chloride ions (such as water heaters and heat exchangers). Furthermore, its high thermal conductivity (approximately twice that of austenite) and low coefficient of thermal expansion make it suitable for temperature-sensitive industrial components. However, ferritic stainless steel has relatively low strength and toughness, is prone to embrittlement during cold working (especially embrittlement at 475°C and sigma phase precipitation), and has poor formability. Therefore, it is typically used to manufacture components with high corrosion resistance requirements but simple shapes, such as building curtain walls, automotive exhaust pipes, and kitchen appliances.
Мартензитни нерђајући челик: Врхунски пример високе чврстоће и отпорности на хабање.
Мартензитни нерђајући челик, кроз своју комбинацију високог угљеника (0,1%-1,2%) и хрома (11%-18%), формира тврду, али крхку мартензитну структуру након гашења. Репрезентативни разреди укључују 410 (12Цр13) и 440Ц (11Цр17Мо). Његове основне карактеристике су висока чврстоћа (затезна чврстоћа може да достигне 800-1500 МПа), висока тврдоћа (тврдоћа по Роцквелл-у 45-60 ХРЦ) и одлична отпорност на хабање, што га чини погодним за апликације подложне великим оптерећењима или трењу. Док је садржај хрома довољан за формирање основног филма отпорног на корозију, прекомерни додаци угљеника смањују стабилност пасивног филма. Због тога мартензитни нерђајући челик показује слабију отпорност на корозију од аустенита и ферита. Првенствено се користи у апликацијама где су потребна висока механичка својства, али отпорност на корозију није услов, као што су алати за сечење, лежајеви, вентили и механичке компоненте. Вреди напоменути да неки мартензитни нерђајући челици (као што је 420Ј2) могу постићи равнотежу између чврстоће и отпорности на корозију прилагођавањем садржаја угљеника и процеса термичке обраде, проширујући њихову примену на посуђе и благо корозивна окружења.
Дуплекс нерђајући челик: Пробој у свеобухватним перформансама
Дуплексни нерђајући челик (као што је 2205, или 00Цр22Ни5Мо3Н) је композитна структура која се састоји од аустенита и ферита, од којих сваки чини приближно 50% сваке фазе. Његова својства су допуњена прецизним балансом хрома (22%-26%), никла (4%-7%), молибдена (2%-3%) и азота (0,1%-0,3%). Комбинује високу жилавост аустенита са високом отпорношћу на корозију ферита, постижући еквивалентну вредност отпорности на таложење (ПРЕН) која прелази 30, што је далеко више него код само аустенитних или феритних материјала. Нуди изузетну отпорност на морску воду, растворе за кисељење и медије који садрже хлор. Дуплекс нерђајући челик има приближно двоструку јачину од обичног аустенитног нерђајућег челика и нуди одличну заварљивост, што га чини широко примењеним у тешким окружењима као што су петрохемијска индустрија, опрема за производњу папира и платформе на мору. Упркос вишој цени, дуплекс нерђајући челик је постао незаменљив избор за врхунске апликације које захтевају равнотежу снаге, отпорности на корозију и приступачности.
Закључак
Примарни материјали који се користе у плочама од нерђајућег челика постижу прецизно подударање отпорности на корозију, чврстоће, цене и могућности обраде кроз диференциран дизајн легуре. Од свакодневних предмета до врхунске{1}}опреме, плоче од нерђајућег челика од различитих материјала нуде јединствене предности које задовољавају различите индустријске и цивилне потребе. Са напретком у науци о материјалима, развој нових супер нерђајућих челика (као што су дуплексни челици-легирани азотом и аустенитни челици са високим садржајем-молибдена) додатно ће померити границе примене нерђајућег челика у екстремним окружењима, пружајући континуирану критичну подршку модерној производњи.
