Austeniit, ferriit, martensiit, PH ja dupleks roostevaba teras
Millised on erinevad roostevaba terase tüübid? Kas austeniitset roostevaba terast saab kuumtöödelda? Kas ferriitset roostevaba terast saab kuumtöödelda? Millist roostevaba terast saab kuumtöödelda? Mis teeb roostevabast terasest roostekindlaks?
Tavaline igapäevane kogemus ütleb meile, et teras korrodeerub. Andke sellele vett ja hapnikku ja see roostetab. Poorne rooste kasvab ja koorub edasi, kuni see lõpuks kogu terase ära kulutab. Kuid terasele piisava koguse kroomi lisamine moodustab ainult õhukese oksiidikihi, mis ei lase korrosioonil jätkuda. Lähtudes sulamis sisalduvast kroomisisaldusest ja mõnede teiste elementide mõjudest, on standardsulamitena välja töötatud mitmesugused erinevate kombinatsiooniomadustega komponendid.
Konkreetne keskkond, temperatuur, nõutav tugevus, valmistatavus ja lõppkokkuvõttes... maksumus hõlmavad kõik selle, millist tüüpi roostevaba terast igas konkreetses rakenduses kasutada.
Roostevaba teras klassifitseeritakse metallurgilise struktuuri järgi austeniidiks, ferriidiks, martensiidiks, dupleks- või sademekarastuseks.
austeniit roostevaba teras
01
AISI 200 ja 300 seeriaid... ei saa kuumtöötlemisega karastada. HT sõltub temperatuuri muutumisest muutuvast struktuurist. Kõrgetest temperatuuridest kuni 1900 °C kuni äärmiselt madala negatiivse temperatuurini 300 °C jäävad need klassid austeniitsesse olekusse. Normaalsetes tingimustes ei reageeri magnetid peaaegu üldse. Selle materjali külmtöötlemine võib muuta selle kergelt magnetiliseks. Levinud tüübid, mida tavaliselt nimetatakse "18-8" (mis tähendab, et CR nimikogus on 18% ja Ni nimikogus 8%), on 303, 304 ja 316. 316 lisab ka molübdeeni, mis parandab korrosioonikindlust paljudes keskkondades võrreldes 304-ga. Lisaks on 316-l kõrgematel temperatuuridel tugevamad antioksüdantsed omadused. Väävli lisamine roostevabale terasele 303 parandab töötlemisomadusi, kuid ohverdab mõningase korrosioonikindluse. Lõõmutatud olek on kõige korrosioonikindlam ja sagedamini kasutatav. Sellel on hea tugevus ja sitkus madalal temperatuuril.
02
Mõnda AISI 400 seeria sulamit ei saa kuumtöötlemisega karastada, kuna need roostevabad terased säilitavad kriitilises temperatuurivahemikus ferriidi oleku. Mõned roostevabad terased reageerivad magnetitele sarnaselt tavalisele terasele. Roostevaba terase 405 ja 409 "puhas Cr" klassi Cr-sisaldus on suhteliselt madal, mistõttu sobib see autode heitgaaside jaoks, kus välimus pole oluline. 430 roostevaba teras ja muud suurema kroomisisaldusega sulamid taluvad kõrgematel temperatuuridel korrosiooni ja säilitavad parema välimuse selliste rakenduste jaoks nagu auto- või kodumasinate kaunistamine madalama hinnaga kui austeniit.
Lõõmutatud olek on kõige korrosioonikindlam.
Martensiitset roostevaba terast, mis koosneb AISI 400 seeria varudest, saab karastada tavapärase kuumtöötlusega. Kuumtöötlus sarnaneb legeerterase kuumtöötlusega. Neil on kõrgetel temperatuuridel austeniitne struktuur ja need jahtuvad kiiresti, et muutuda martensiitseks struktuuriks. Neid kasutatakse tavaliselt täielikult karastatud tingimustes, et saavutada optimaalne korrosioonikindlus, kuid neil on ka kõrge tugevus ja kõvadus. Erinevate tüüpide järgi võib roostevaba terase 410 ja 416 puhul HRc (Rockwelli kõvadus) vaheväärtus olla 440c roostevaba terase puhul 60HRc, kuna maksimaalne kõvadus pärast kuumtöötlust sõltub süsinikusisaldusest. Saavutatav kõvadus suureneb süsinikusisalduse suurenemisega. Need roostevabad terased reageerivad ka magnetitele nagu ferriit.
PH sademetega karastatud roostevaba teras
03
PH tähistab "sademete kõvenemist". See tähendab, et neid saab kuumtöötlemise teel karastada. Tavaliselt reageerivad nad ka magnetitele. Kõige tavalisem sulam on 630 roostevaba teras, mida tavaliselt nimetatakse "17-4". Kuumtöötlemine hõlmab kõrgtemperatuurilist "lahusetöötlust" (tuntud ka kui lõõmutamist või lahusega lõõmutamist), millele järgneb "vanandamine" temperatuuridel 900 F–1150 F. 900 tunni pärast on tugevus ja üldine korrosioonivõime suurem. Tugevus väheneb temperatuuri tõustes, samal ajal kui vananemistemperatuur tõuseb, kuid sitkus suureneb. Teatud konkreetsetes keskkondades on parandatud ka korrosioonikindlust. Nendes rakendustes tuleb arvesse võtta tugevust ja korrosioonikindlust.
Lõpuks on olemas dupleks roostevaba teras, mis on austeniidi ja ferriidi segastruktuuriga roostevaba teras, mida kasutatakse spetsiifilisemate rakenduste jaoks kui selles roostevabast terasest sissejuhatuses. Paljud neist on patenteeritud nimed, samas kui mõnda, näiteks 2205, peetakse standardseks või universaalseks roostevabast terasest nimedeks.