Плочата от неръждаема стомана, основен материал, широко използван в съвременните промишлени и граждански приложения, има свойства и приложения, които силно зависят от химичния състав и микроструктурата на нейния първичен материал. Основният материал на плочата от неръждаема стомана е желязо. Добавянето на легиращи елементи като хром (Cr), никел (Ni) и молибден (Mo) създава устойчив на корозия-пасивиращ филм, което води до отлична устойчивост на корозия, здравина и възможност за обработка. Въз основа на състава на сплавта и разликите в производителността, плочата от неръждаема стомана може да бъде категоризирана в четири основни типа: аустенитна, феритна, мартензитна и дуплексна неръждаема стомана. Всеки тип е предназначен за специфични приложения.
Аустенитна неръждаема стомана: представител на висока устойчивост на корозия и формоспособност
Аустенитната неръждаема стомана е най-произведеният и широко използван тип плоча от неръждаема стомана, обикновено представена от сериите 304 (06Cr19Ni10) и 316 (06Cr17Ni12Mo2). Неговите основни характеристики са съдържание на хром от 16%-26% и съдържание на никел от 8%-12% (316 съдържа 2%-3% молибден), което води до лицево-центрирани кубични (FCC) аустенитни зърна, образувани чрез обработка с разтвор. Добавянето на никел значително подобрява издръжливостта на материала, поддържайки отлична пластичност от -196 градуса до 800 градуса. Хромът и молибденът синергично образуват плътен Cr₂O₃ пасивиращ филм, придавайки силна корозионна устойчивост на въздух, водна пара и слаба киселинна и алкална среда. 304 неръждаемата стомана се използва широко в хранително оборудване, архитектурна декорация и химически контейнери поради достъпната си цена и отлична устойчивост на обща корозия. Добавянето на молибден допълнително повишава устойчивостта на 316 към питинг на хлоридни йони, което го прави предпочитан избор за морско инженерство, медицински устройства и химическо оборудване от висок клас. Освен това аустенитната неръждаема стомана е немагнитна и проявява подчертана тенденция към втвърдяване поради студена работа, което й позволява да бъде оформена в сложни форми чрез процеси като щамповане и огъване, за да отговори на различни изисквания за проектиране.
Феритна неръждаема стомана: топ избор за ниска цена и устойчивост на корозия под напрежение.
Феритната неръждаема стомана съдържа хром като основен легиращ елемент (10,5%-30%), с типични класове, включително 430 (10Cr17) и 444 (00Cr18Mo2). Неговата микроструктура се състои от феритни зърна с обемно-центрирана кубична (BCC) структура. Тъй като не съдържа или съдържа само следи от никел (обикновено<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.
Мартензитна неръждаема стомана: отличен пример за висока якост и устойчивост на износване.
Мартензитната неръждаема стомана, чрез комбинацията си от високо съдържание на въглерод (0,1%-1,2%) и хром (11%-18%), образува твърда, но крехка мартензитна структура след закаляване. Представителните степени включват 410 (12Cr13) и 440C (11Cr17Mo). Неговите основни характеристики са висока якост (якост на опън може да достигне 800-1500 MPa), висока твърдост (твърдост по Рокуел 45-60 HRC) и отлична устойчивост на износване, което го прави подходящ за приложения, подложени на високи натоварвания или триене. Докато съдържанието на хром е достатъчно за образуване на основен устойчив на корозия филм, прекомерните въглеродни добавки намаляват стабилността на пасивния филм. Следователно мартензитната неръждаема стомана показва по-слаба устойчивост на корозия от аустенита и ферита. Използва се предимно в приложения, където се изискват високи механични свойства, но устойчивостта на корозия не е изискване, като режещи инструменти, лагери, клапани и механични компоненти. Струва си да се отбележи, че някои мартензитни неръждаеми стомани (като 420J2) могат да постигнат баланс между якост и устойчивост на корозия чрез регулиране на съдържанието на въглерод и процесите на термична обработка, разширявайки приложението си към съдове и прибори за хранене и леко корозивни среди.
Дуплексна неръждаема стомана: пробив в цялостната производителност
Дуплексната неръждаема стомана (като 2205 или 00Cr22Ni5Mo3N) е композитна структура, състояща се от аустенит и ферит, всеки от които съдържа приблизително 50% от всяка фаза. Свойствата му се допълват от прецизен баланс на хром (22%-26%), никел (4%-7%), молибден (2%-3%) и азот (0,1%-0,3%). Той съчетава високата якост на аустенита с високата устойчивост на корозия на ферита, постигайки еквивалентна стойност на устойчивост на питинг (PREN), надвишаваща 30, далеч надхвърляща тази на аустенитни или феритни материали самостоятелно. Предлага изключителна устойчивост на морска вода, ецващи разтвори и хлорсъдържащи среди. Дуплексната неръждаема стомана може да се похвали с приблизително два пъти по-голяма якост от обикновената аустенитна неръждаема стомана и предлага отлична заваряемост, което я прави широко използвана в тежки среди като нефтохимическата промишленост, оборудване за производство на хартия и офшорни платформи. Въпреки по-високата си цена, дуплексната неръждаема стомана се превърна в незаменим избор за приложения от висок клас, изискващи баланс между здравина, устойчивост на корозия и достъпност.
Заключение
Основните материали, използвани в плочата от неръждаема стомана, постигат точно съвпадение на устойчивост на корозия, здравина, цена и възможност за обработка чрез диференциран дизайн на сплав. От ежедневни артикули до оборудване от висок{1}}клас, плочите от неръждаема стомана от различни материали предлагат уникални предимства, които отговарят на различни промишлени и граждански нужди. С напредъка в науката за материалите разработването на нови супер неръждаеми стомани (като дуплексни стомани с -азот и аустенитни стомани с високо-молибден) допълнително ще разшири границите на приложението на неръждаемата стомана в екстремни среди, осигурявайки непрекъсната критична подкрепа за модерното производство.
