Stal odporna na korozję. Gatunki stali: GOST. Stal nierdzewna - cena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Każdego roku dużo metalu jest tracone z powodu korozji. Jednak jeszcze więcej szkód powoduje awaria produktów metalowych w wyniku korozji. Koszty wymiany części lub bieżących napraw urządzeń, samochodów, statków morskich i rzecznych, sprzętu używanego w produkcji chemicznej są wielokrotnie wyższe niż koszt materiału użytego do ich produkcji.

Istnieją również znaczne straty pośrednie. Należą do nich np. wyciek gazu lub oleju z uszkodzonych przez korozję rurociągów, psucie się żywności, niszczenie konstrukcji budowlanych i wiele innych. Dlatego walka z korozją metali ma ogromne znaczenie.

Dlaczego materiały metalowe się psują?

Zanim przejdziemy do pytania, czym jest stal odporna na korozję, zrozummy pojęcie korozji i istotę tego procesu.

Przetłumaczone z łac. korodujący - żrący. Powolne samorzutne niszczenie metali i opartych na nich stopów, zachodzące pod chemicznym wpływem środowiskaśrodowisko nazywa się korozją. Powodem tego zniszczenia jest oddziaływanie chemiczne (reakcje redoks) materiałów metalicznych z medium gazowym lub ciekłym, w którym się znajdują.

Co to są stale i stopy nierdzewne?

Produkty wykonane ze stali nierdzewnej i żaroodpornej lub ich stopów są przeznaczone do pracy w agresywnych środowiskach w wysokich lub normalnych temperaturach. Dlatego głównym wymaganiem stawianym materiałom z tej grupy jest odporność na ciepło (odporność na środowisko gazowe lub parę w wysokich temperaturach) lub odporność na korozję (zdolność do skutecznego wytrzymywania działania czynników agresywnych w normalnych temperaturach).

Odporność na korozję jest charakterystyczna dla wyrobów metalowych, na powierzchni których w agresywnym środowisku tworzy się silny film pasywujący, który zapobiega wnikaniu w głębsze warstwy metalu i interakcji z nimi agresywnej substancji.

Innymi słowy, stal nierdzewna to stal odporna na korozję międzykrystaliczną, chemiczną, elektrochemiczną i inną.

Skład chemiczny

Właściwości metalu zależą od jego składu chemicznego. Przy zawartości chromu 12-13% stal staje się nierdzewna, czyli stabilna w atmosferze i środowisku chemicznym. Zwiększenie zawartości chromu do 28-30% sprawia, że jest stabilny w agresywnym środowisku.

Wśród innych pierwiastków używanych do stopowania,zawiera mangan, aluminium, tytan, nikiel. Najszerzej stosowane są stopy, w których średnia zawartość niklu wynosi 10%, chrom - 18%, węgiel - od 0,08 lub 0,12%, tytan - 1% (12X18H10T - stal odporna na korozję, GOST 5632).

Klasyfikacja według typu mikrostruktury: gatunek austenitycznej stali nierdzewnej

Odporność tej klasy na działanie korozyjne jest zwiększona przez elementy stopowe niklu (z 5 do 15%) i chromu (z 15 do 20%). Stopy austenityczne są niewrażliwe na korozję międzykrystaliczną pod warunkiem, że zawartość węgla w nich jest mniejsza niż granica jego rozpuszczalności w austenicie (0,02-0,03% lub mniej). Niemagnetyczny, dobrze podatny na odkształcenia spawalnicze, zimne i gorące. Mają doskonałą technologię. Jest to najlepsza stal na elementy złączne, spawane i zastosowania w różnych gałęziach przemysłu.

Klasa martenzytyczna

Stale nierdzewne zaliczane do klasy martenzytycznej mogą być magnetyczne i mieć wyższe - w porównaniu z austenitycznymi - wskaźniki twardości maksymalnej. Utwardzanie uzyskuje się poprzez hartowanie i odpuszczanie. Dobry dla produktów przeznaczonych do użytku w średnich i lekkich środowiskach (takich jak niektóre produkty do przetwarzania żywności lub żyletki).

Klasa ferrytowa

Dzięki wysokiej odporności na korozję właściwości tych gatunków są podobne do stali miękkiej. Średnia zawartość chromu wynosi11-17%. Stosowany w produkcji sprzętu AGD, elementów architektonicznej dekoracji wnętrz, przyborów kuchennych.

Austenityczny gatunek ferrytyczny

Odporne na korozję stale nierdzewne tej klasy wyróżniają się obniżoną zawartością niklu i wysoką zawartością chromu (od 21 do 28%). Niob, tytan, miedź działają jako dodatkowe pierwiastki stopowe. Po obróbce cieplnej stosunek ferrytu do austenitu wynosi w przybliżeniu jeden do jednego.

Stale austenityczno-ferrytyczne są dwa razy mocniejsze niż stale austenityczne. Jednocześnie są ciągliwe, dobrze znoszą obciążenia udarowe, mają niski poziom pękania korozyjnego i wysoką odporność na korozję międzykrystaliczną. Zalecany do stosowania w budownictwie, przemyśle wytwórczym, do wytwarzania wyrobów, które będą miały kontakt z wodą morską.

Klasa austenityczno-martenzytyczna

Zawartość chromu od 12 do 18%, niklu - od 3,7 do 7,5%. Elementy dodatkowe - chrom i aluminium. Utwardza się je przez hartowanie (t > 975°С) i późniejsze odpuszczanie (t=450-500 °С). Austenityczno-martenzytyczne stale nierdzewne są dobrze spawane i mają wysokie właściwości mechaniczne.

Stal nierdzewna: cena (czynniki wpływające na powstawanie)

Skład metali odpornych na korozję zawiera drogie pierwiastki stopowe, takie jak chrom, nikiel, tytan, molibden. Ich koszt decyduje o cenie. Ponieważ inne gatunki (węglowe, strukturalne,łożysko kulkowe, narzędzie itp.) zawierają wymienione elementy w znacznie mniejszych ilościach, wtedy w porównaniu z nimi koszt stali odpornych na korozję jest zawsze wyższy. Jednak cena może się różnić w zależności od warunków rynkowych i kosztów wymaganych do wyprodukowania stali nierdzewnej.

Właściwości mechaniczne

Gatunki stali nierdzewnej muszą mieć właściwości mechaniczne, które spełniają ustalone standardy produkcyjne. Należą do nich:

• maksymalna twardość Brinella (HB);
• wydłużenie (%);
• wytrzymałość (H/mm2);
• wytrzymałość na rozciąganie (H/mm2).

Po wyprodukowaniu każda partia (topienie) produktów nadających się do sprzedaży jest sprawdzana pod kątem zgodności z właściwościami mechanicznymi i mikrostrukturą gatunku stali zgodnie z GOST. Wyniki badań laboratoryjnych próbek są wskazane w certyfikacie produkcji.

System oznaczania gatunku stali

Szeroka gama stopów i stali jest produkowana w różnych krajach świata. Jednocześnie nie ma jeszcze jednego międzynarodowego systemu ich etykietowania.

W Stanach Zjednoczonych istnieje kilka systemów oznaczeń jednocześnie. Sytuacja ta, ze względu na obecność dużej liczby organizacji normalizacyjnych (AJS, ANSI, ACJ, SAE, AWS, ASTM, ASME), stwarza pewne trudności dla partnerów, wykonawców i odbiorców wyrobów metalowych od amerykańskich producentów z innych krajów.

W Japonii stalisą oznaczone literami i cyframi wskazującymi ich grupę (niskostopowe, wysokostopowe, stopy specjalnego przeznaczenia, średniostopowe, wysokiej jakości, wysokiej jakości itp.), numer seryjny w nim i właściwości metalu.

W krajach Unii Europejskiej oznaczenia reguluje norma EN 100 27, która określa kolejność przypisywania nazwy i numeru seryjnego.

W Federacji Rosyjskiej istnieje system alfanumeryczny opracowany w Związku Radzieckim, zgodnie z którym oznaczane są gatunki stali. GOST zaleca oznaczenie każdego stopowego pierwiastka chemicznego, który jest częścią metalu, wielką rosyjską literą.

W przypadku manganu jest to G, krzem – C, chrom – X, nikiel – H, molibden – M, wolfram – B, wanad – F, tytan – T, aluminium – Yu, niob – B, kob alt – K, cyrkon - C, bor - R.

Liczby następujące po literze wskazują procent pierwiastków stopowych. Jeżeli skład stali zawiera mniej niż 1% pierwiastka stopowego, nie umieszcza się liczby, przy zawartości od 1 do 2% po wstawieniu litery 1. Dwucyfrowa liczba wskazana na początku gatunku jest konieczna do wskazać średnią zawartość węgla w setnych częściach procenta w składzie gatunku.

Asortyment produktów ze stali nierdzewnej

Stal odporna na korozję jest stosowana w następujących produktach:

• blachy trawione i polerowane poddane obróbce cieplnej;
• poddane obróbce cieplnej nietrawione arkusze;
• termiczniearkusze surowe i niewytrawione;
• rury bez szwu pracujące na ciepło, zimno i gorąco;
• Taśma stalowa walcowana na gorąco do celów ogólnych;
• skalibrowane sześciokąty;
• koła ze stali nierdzewnej;
• drut ze stali nierdzewnej (hartowany i ciągniony na zimno);
• castingi ze specjalnymi właściwościami;
• odkuwki;
• inne typy, dla których opracowano GOST i instrukcje techniczne (TU).

Zakres zastosowania

Jako jeden z najlepszych przykładów wytrzymałości, estetyki, odporności na niszczącą siłę korozji i wysokich temperatur, możliwości recyklingu i trwałości, z doskonałym wykończeniem powierzchni, które spełnia wszystkie wymagania sanitarne i higieniczne, stal nierdzewna jest szeroko stosowana w prawie wszystkie sfery działalności gospodarczej.

Stal nierdzewna jest bardzo potrzebna w przemyśle petrochemicznym, chemicznym, celulozowo-papierniczym, spożywczym, budowlanym, energetycznym, stoczniowym i transportowym, instrumentach i przemyśle ochrony środowiska.

O efektywności i trwałości produktów wykonanych ze stali nierdzewnej decyduje właściwy dobór jej klasy i marki, zrozumienie właściwości fizykochemicznych oraz struktury mikrostruktury. Stosując metale odporne na niszczące działanie korozji, dokładnie zgodnie z ich właściwościami, jesteśmy w stanie wykorzystać wszystkie niezaprzeczalnekorzyści płynące z nowoczesnej technologii.