Charakterystyka austenitycznej stali nierdzewnej
Stale austenityczne to niemagnetyczne stale nierdzewne, które zawierają wysoki poziom chromu i niklu oraz niski poziom węgla. Znane ze swojej odkształcalności i odporności na korozję , stale austenityczne są najczęściej stosowanym gatunkiem stali nierdzewnej.
Określenie charakterystyk
Stale ferrytyczne mają strukturę sześcienną (BCC) skupioną na ciele, ale zakres austenitycznych stali nierdzewnych określa ich struktura krystaliczna skoncentrowana na twarzy (FCC), która ma jeden atom w każdym rogu sześcianu i jeden w środku każdej twarzy.
Ta struktura ziarna powstaje, gdy do stopu dodaje się wystarczającą ilość niklu - 8 do 10 procent w standardowym 18 procentowym stopie chromu.
Poza tym, że są to niemagnetyczne, austenityczne stale nierdzewne nie są obrabialne termicznie. Można je jednak obrabiać na zimno, aby poprawić twardość, wytrzymałość i odporność na naprężenia. Rozwiązanie wyżarzone do temperatury 1045 ° C, a następnie wygaszanie lub szybkie chłodzenie przywróci pierwotny stan stopu, w tym usunięcie segregacji stopu i przywrócenie ciągliwości po obróbce na zimno.
Stale austenityczne na bazie niklu zaliczane są do serii 300. Najbardziej powszechnym z nich jest gatunek 304 , który zwykle zawiera 18 procent chromu i 8 procent niklu.
Osiem procent to minimalna ilość niklu, którą można dodać do stali nierdzewnej zawierającej 18 procent chromu w celu całkowitej konwersji całego ferrytu na austenit. Molibden można również dodać do poziomu około 2 procent dla gatunku 316, aby poprawić odporność na korozję.
Chociaż nikiel jest pierwiastkiem stopowym najczęściej stosowanym do produkcji stali austenitycznych, azot oferuje inną możliwość. Stal nierdzewna o niskiej zawartości niklu i dużej zawartości azotu klasyfikowana jest jako seria 200. Ponieważ jest to gaz, jednak przed wystąpieniem szkodliwych efektów mogą być dodawane tylko ograniczone ilości azotu, w tym tworzenie się azotków i porowatość gazu, które osłabiają stop.
Dodatek manganu , także formułującego austenit, w połączeniu z włączeniem azotu, pozwala na dodawanie większych ilości gazu. W rezultacie te dwa pierwiastki, wraz z miedzią, która również ma właściwości kształtowania austenitu, są często używane do zastąpienia niklu w stalach nierdzewnych z serii 200 .
Seria 200 - określana również jako stal nierdzewna chromowo-manganowa (CrMn) - została opracowana w latach 40. i 50. XX wieku, kiedy brakowało niklu, a ceny były wysokie. Obecnie uważa się go za opłacalny substytut stali nierdzewnych z serii 300, który może zapewnić dodatkową korzyść w postaci zwiększonej granicy plastyczności.
Proste gatunki austenitycznych stali nierdzewnych mają maksymalną zawartość węgla 0,08 procent. Gatunki niskowęglowe lub gatunki "L" zawierają maksymalną zawartość węgla 0,03 procent, aby uniknąć wytrącania węglików.
Stale austenityczne są niemagnetyczne w stanie wyżarzonym, chociaż mogą stać się lekko magnetyczne po obróbce plastycznej na zimno . Mają dobrą odkształcalność i spawalność, jak również doskonałą ciągliwość, szczególnie w niskich lub kriogenicznych temperaturach. Gatunki austenityczne mają również niską granicę plastyczności i stosunkowo wysoką wytrzymałość na rozciąganie.
Podczas gdy stale austenityczne są droższe niż ferrytyczne stale nierdzewne, są one na ogół bardziej trwałe i odporne na korozję.
Aplikacje
Austenityczne stale nierdzewne są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań, w tym
- Tapicerka samochodowa
- Garnki
- Sprzęt spożywczy
- Sprzęt przemysłowy
Aplikacje według klasy
304 i 304L (standardowa klasa):
- czołgi
- Zbiorniki i przewody do cieczy korozyjnych
- Górnicze, chemiczne, kriogeniczne, spożywcze i napoje oraz sprzęt farmaceutyczny
- Sztućce
- Architektura
- Zlewy
309 i 310 (gatunki o wysokiej zawartości chromu i niklu):
- Elementy pieca, pieca i katalizatora
318 i 316L (gatunki o wysokiej zawartości molowej):
- Zbiorniki do przechowywania chemikaliów, zbiorniki ciśnieniowe i rurociągi
321 i 316Ti (oceny "stabilizowane"):
- Afterburners
- Super grzejniki
- Kompensatory
- Mieszki kompensacyjne
Seria 200 (gatunki o niskiej zawartości niklu):
- Zmywarki i pralki
- Sztućce i naczynia kuchenne
- Wewnętrzne zbiorniki na wodę
- Architektura wewnętrzna i niestrukturalna
- Sprzęt spożywczy
- Części samochodowe