Nerūdijančio plieno plokštė, pagrindinė medžiaga, plačiai naudojama šiuolaikinėse pramonės ir civilinėse srityse, pasižymi savybėmis ir pritaikymais, kurios labai priklauso nuo pirminės medžiagos cheminės sudėties ir mikrostruktūros. Nerūdijančio plieno plokštės pagrindinė medžiaga yra geležis. Pridėjus legiravimo elementų, tokių kaip chromas (Cr), nikelis (Ni) ir molibdenas (Mo), sukuriama korozijai -atspari pasyvavimo plėvelė, dėl kurios gaunamas puikus atsparumas korozijai, stiprumas ir apdirbamumas. Atsižvelgiant į lydinio sudėtį ir eksploatacinių savybių skirtumus, nerūdijančio plieno plokštes galima suskirstyti į keturis pagrindinius tipus: austenitinį, feritinį, martensitinį ir dvipusį nerūdijantį plieną. Kiekvienas tipas yra skirtas konkrečioms reikmėms.
Austenitinis nerūdijantis plienas: didelio atsparumo korozijai ir formavimo atstovas
Austenitinis nerūdijantis plienas yra labiausiai gaminamas ir plačiausiai naudojamas nerūdijančio plieno plokščių tipas, kurį paprastai atstovauja 304 (06Cr19Ni10) ir 316 (06Cr17Ni12Mo2) serijos. Pagrindinės jo charakteristikos yra chromo kiekis 16%-26% ir nikelio kiekis 8%-12% (316 yra 2%-3% molibdeno), todėl apdorojant tirpalu susidaro į paviršių orientuoti kubiniai (FCC) austenitiniai grūdeliai. Nikelio pridėjimas žymiai padidina medžiagos tvirtumą, išlaikant puikų lankstumą nuo -196 laipsnių iki 800 laipsnių. Chromas ir molibdenas sinergiškai sudaro tankią Cr₂O3 pasyvavimo plėvelę, suteikiančią didelį atsparumą korozijai orui, vandens garams ir silpnai rūgštinei bei šarminei aplinkai. 304. Dėl prieinamos kainos ir puikaus atsparumo bendrajai korozijai nerūdijantis plienas yra plačiai naudojamas maisto įrangoje, architektūrinėje dekoracijoje ir cheminių medžiagų konteineriuose. Molibdeno pridėjimas dar labiau padidina 316 atsparumą chloro jonų įdubimui, todėl jis yra tinkamiausias pasirinkimas jūrų inžinerijai, medicinos prietaisams ir aukščiausios klasės cheminei įrangai. Be to, austenitinis nerūdijantis plienas yra nemagnetinis ir turi ryškų polinkį kietėti dėl šalto darbo, todėl jį galima suformuoti į sudėtingas formas atliekant tokius procesus kaip štampavimas ir lenkimas, kad atitiktų įvairius projektavimo reikalavimus.
Feritinis nerūdijantis plienas: geriausias pasirinkimas mažoms sąnaudoms ir atsparumui korozijai.
Feritiniame nerūdijančiame pliene yra chromo kaip pirminio legiravimo elemento (10,5 %-30 %), o tipinės markės yra 430 (10Cr17) ir 444 (00Cr18Mo2). Jo mikrostruktūra susideda iš ferito grūdelių, turinčių į kūną orientuotą kubinę (BCC) struktūrą. Kadangi jame nėra arba yra tik nedidelis nikelio kiekis (paprastai<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.
Martensitinis nerūdijantis plienas: puikus didelio stiprumo ir atsparumo dilimui pavyzdys.
Martensitinis nerūdijantis plienas, kuriame yra daug anglies (0,1%-1,2%) ir chromo (11% -18%), po grūdinimo sudaro kietą, bet trapią martensito struktūrą. Tipiškos klasės yra 410 (12Cr13) ir 440C (11Cr17Mo). Jo pagrindinės charakteristikos yra didelis stiprumas (tempiamasis stipris gali siekti 800-1500 MPa), didelis kietumas (Rockwell kietumas 45-60 HRC) ir puikus atsparumas dilimui, todėl jis tinkamas naudoti didelėms apkrovoms ar trinčiai. Nors chromo kiekio pakanka pagrindinei korozijai atspariai plėvelei susidaryti, per didelis anglies priedas sumažina pasyviosios plėvelės stabilumą. Todėl martensitinis nerūdijantis plienas pasižymi silpnesniu atsparumu korozijai nei austenitas ir feritas. Jis pirmiausia naudojamas tais atvejais, kai reikalingos aukštos mechaninės savybės, tačiau atsparumas korozijai nėra būtinas, pvz., pjovimo įrankiai, guoliai, vožtuvai ir mechaniniai komponentai. Verta paminėti, kad kai kurie martensitiniai nerūdijantys plienai (pvz., 420J2) gali pasiekti pusiausvyrą tarp stiprumo ir atsparumo korozijai, koreguojant anglies kiekį ir terminio apdorojimo procesus, plečiant jų taikymą stalo reikmenims ir silpnai korozinei aplinkai.
Dvipusis nerūdijantis plienas: visapusiško našumo proveržis
Dvipusis nerūdijantis plienas (pvz., 2205 arba 00Cr22Ni5Mo3N) yra sudėtinė struktūra, susidedanti iš austenito ir ferito, kurių kiekvienas sudaro maždaug 50 % kiekvienos fazės. Jo savybes papildo tikslus chromo (22%-26%), nikelio (4%-7%), molibdeno (2% -3%) ir azoto (0,1% -0,3%) balansas. Jame derinamas didelis austenito kietumas ir didelis ferito atsparumas korozijai, todėl atsparumo taškams lygiavertė vertė (PREN) viršija 30, gerokai viršijanti vien tik austenitinių arba feritinių medžiagų vertę. Jis pasižymi išskirtiniu atsparumu jūros vandeniui, ėsdinimo tirpalams ir chloro turinčioms terpėms. Dvipusis nerūdijantis plienas pasižymi maždaug dvigubai didesniu stiprumu nei įprastas austenitinis nerūdijantis plienas ir pasižymi puikiu suvirinamumu, todėl jis plačiai naudojamas atšiaurioje aplinkoje, pavyzdžiui, naftos chemijos pramonėje, popieriaus gamybos įrangoje ir atviroje jūroje esančiose platformose. Nepaisant didesnės kainos, dvipusis nerūdijantis plienas tapo nepakeičiamu pasirinkimu aukščiausios klasės reikmėms, kurioms reikalinga stiprumo, atsparumo korozijai ir įperkamumo pusiausvyra.
Išvada
Pirminės medžiagos, naudojamos nerūdijančio plieno plokštėse, tiksliai suderina atsparumą korozijai, stiprumą, kainą ir apdirbamumą dėl diferencijuoto lydinio dizaino. Įvairių medžiagų nerūdijančio plieno plokštės – nuo kasdienių daiktų iki aukščiausios klasės{1}} įrangos – tai unikalūs pranašumai, atitinkantys įvairius pramonės ir civilinius poreikius. Tobulėjant medžiagų mokslui, naujų itin nerūdijančio plieno (pvz., azotu -legiruoto dvipusio plieno ir didelio-molibdeno austenitinio plieno) kūrimas dar labiau padidins nerūdijančio plieno taikymo ekstremaliose aplinkose ribas, o tai bus nuolatinė svarbi parama šiuolaikinei gamybai.
