nerđajući čelikje skraćenica za "nehrđajući čelik otporan na kiseline". Čelik koji je otporan na koroziju od slabih korozivnih medija poput zraka, para i vode naziva se nehrđajući čelik. Nasuprot tome, čelik koji je otporan na koroziju iz kemijskih korozivnih medija (kao što su kiseline, lužine i soli) naziva se čelik otpornim na kiseline. U praktičnim primjenama, čelik otporan na slabe korozivne medije obično se naziva nehrđajući čelik, dok se čelik otporan na kemijske korozivne medije naziva čelik otporan na kiseline. Zbog razlika u hemijskom sastavu, prvi možda neće odoleti hemijskoj koroziji, dok drugi uglavnom imaju svojstva nerđajućeg čelika. Otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika ovisi o legirajućim elementima unutar čelika. Obično se prema metalografskoj strukturi obični nehrđajući čelik dijeli na tri tipa: austenitni nehrđajući čelik, feritni nehrđajući čelik i martenzitni nehrđajući čelik. Na osnovu ove tri primarne metalografske strukture, dupleks čelik, nerđajući čelik koji se očvršćava i visokolegirani čelik sa manje od 50% sadržaja gvožđa takođe su razvijeni za specifične zahteve i svrhe.
Klasifikacija prema metalografskoj strukturi:
Austenitni nerđajući čelik: Prvenstveno ima kubičnu strukturu usmjerenu na lice (CY faza) bez magnetizma. Može se ojačati uglavnom hladnom obradom, što može dovesti do određenog magnetizma. Američki institut za željezo i čelik (AISI) koristi brojeve iz serije 200 i 300, poput 304, za označavanje austenitnih nehrđajućih čelika.
Feritni nerđajući čelik: Prvenstveno ima kubičnu strukturu (fazu) usmjerenu na tijelo sa magnetnim svojstvima. Općenito se ne može očvrsnuti toplinskom obradom, ali se može malo ojačati hladnom obradom. AISI označava ovaj tip brojevima poput 430 i 446.
Martenzitni nerđajući čelik: Njegova matrica ima martenzitnu strukturu (bilo kubičnu ili kubičnu), sa magnetnim svojstvima i mogućnošću podešavanja mehaničkih svojstava kroz termičku obradu. AISI koristi brojeve kao što su 410, 420 i 440 za označavanje martenzitnih nehrđajućih čelika. Martenzit može pokazati austenitnu strukturu na visokim temperaturama i transformirati se u martenzit kada se ohladi odgovarajućom brzinom na sobnu temperaturu (poznato kao stvrdnjavanje).
Austenitno-feritni (dupleks) nerđajući čelik: Kombinuje austenitnu i feritnu fazu, pri čemu manjinska faza obično čini više od 15% strukture i pokazuje magnetna svojstva. Duplex nerđajući čelik može se ojačati hladnom obradom, sa tipičnim primerom 329. U poređenju sa austenitnim nerđajućim čelicima, dupleks nerđajući čelici imaju veću čvrstoću i poboljšanu otpornost na intergranularnu koroziju, koroziju pod naponom hloridom i koroziju u obliku taloga.
Nerđajući čelik koji se stvrdnjava na padavine: Ima austenitnu ili martenzitnu matricu i može se očvrsnuti tretmanom taloženjem. AISI ga označava brojevima u seriji 600, kao što je 630 ili 17-4PH. Općenito, austenitni nehrđajući čelik ima superiornu otpornost na koroziju zbog svojih legirajućih elemenata. Feritni nerđajući čelik je pogodan za blago korozivna okruženja, dok su martenzitni nerđajući čelici i nerđajući čelici idealni za okruženja sa laganom korozijom gde je potrebna visoka čvrstoća ili tvrdoća.
Diferencijacija debljine:
Zbog manjih deformacija u valjcima tokom procesa valjanja, debljina čeličnih ploča može neznatno varirati, često deblja u sredini i tanja na rubovima. Prilikom merenja debljine, nacionalni standard nalaže merenje sa srednjeg dela ploče.
Tolerancije se općenito dijele na velike i male na osnovu zahtjeva tržišta i kupaca.
Faktori koji utječu na otpornost nehrđajućeg čelika na rđu:
Sadržaj elementa legure: Općenito, čelik sa sadržajem hroma iznad 10,5% manje je podložan hrđi. Veći sadržaj nikla i hroma povećava otpornost na koroziju, kao u slučaju nerđajućeg čelika 304, koji sadrži 8-10% nikla i 18-20% hroma, što ga čini tipično otpornim na rđu.
Procesi prečišćavanja: Otpornost nerđajućeg čelika na koroziju je takođe pod uticajem proizvodnih procesa. Proizvođači visokokvalitetnog nehrđajućeg čelika sa naprednom opremom i tehnikama mogu osigurati stabilan kvalitet proizvoda preciznom kontrolom legiranih elemenata, uklanjanjem nečistoća i održavanjem optimalnih temperatura hlađenja čeličnih gredica, čime se proizvodi manje podložan rđi čelik. Nasuprot tome, manji proizvođači sa zastarjelom tehnologijom možda neće uspjeti efikasno ukloniti nečistoće, što dovodi do proizvoda koji su podložniji rđi.
Eksterno okruženje: Nerđajući čelik bolje je otporan na rđu u suvim i provetrenim okruženjima. Visoka vlažnost, dugotrajni kišni uslovi ili okruženja sa visokim sadržajem kiselina ili alkalija imaju veću vjerovatnoću da uzrokuju rđanje. Čak i nerđajući čelik 304 može zarđati u teškim uslovima okoline.
Tehnike uklanjanja hrđe za nehrđajući čelik:
Hemijske metode: Upotrijebite pastu za kiseljenje ili sprej za ponovno pasiviranje zahrđalog područja, formirajući film od krom oksida za vraćanje otpornosti na koroziju. Nakon kiseljenja, neophodno je isprati čistom vodom kako bi se temeljito uklonili svi zagađivači i ostaci kiselina. Poliranje opremom i naknadno zaptivanje voskom za poliranje također mogu pomoći.
Mehaničke metode: Metode kao što su pjeskarenje, pjeskarenje staklenim ili keramičkim česticama, brušenje i poliranje su efikasne. Mehaničko čišćenje može ukloniti zagađivače kao što su uklonjeni materijali, ostaci poliranja ili čestice koje mogu doprinijeti koroziji, posebno u vlažnim uvjetima. Mehaničko čišćenje je najefikasnije u suvim uslovima. Međutim, čisti samo površinu i ne mijenja inherentnu otpornost materijala na koroziju. Stoga se preporučuje poliranje i voštanje nakon mehaničkog čišćenja.
Uobičajene klase i svojstva nehrđajućeg čelika:
304 nerđajući čelik: Jedan od najčešće korištenih austenitnih nehrđajućih čelika, pogodan za izradu dijelova za duboko izvlačenje, cijevi za transport kiseline, kontejnera, strukturnih dijelova i raznih tijela instrumenata. Može se koristiti i za nemagnetnu opremu i komponente na niskim temperaturama.
304L nerđajući čelik: Razvijen za rješavanje sklonosti intergranularnoj koroziji nehrđajućeg čelika 304 u određenim uvjetima zbog taloženja Cr23C6. Nudi superiornu otpornost na senzibilizaciju na intergranularnu koroziju u poređenju sa nerđajućim čelikom 304, sa svojstvima sličnim nerđajućem čeliku 321, ali nešto nižom čvrstoćom. Uglavnom se koristi za opremu otpornu na koroziju i dijelove koji zahtijevaju zavarivanje bez obrade otopinom.
304H nerđajući čelik: Podskup od 304 sa sadržajem ugljika od 0,04% do 0,10%, nudi bolje performanse pri visokim temperaturama od standardnog 304.
316 nerđajući čelik: Dodaje molibden čeliku 10Cr18Ni12, pružajući odličnu otpornost na koroziju u smanjenom okruženju i superiornu otpornost na točenje, što ga čini pogodnim za upotrebu u morskoj vodi i drugim medijima.
316L nerđajući čelik: Čelik sa niskim udjelom ugljika s dobrom otpornošću na osjetljivost i performansama intergranularne korozije, pogodan za zavarene komponente i opremu debelih presjeka, kao što su materijali otporni na koroziju u petrohemijskoj opremi.
316H nerđajući čelik: Podskup od 316 sa 0.04% do 0,10% sadržaja ugljika, nudi poboljšane performanse pri visokim temperaturama.
317 nerđajući čelik: Nudi bolju otpornost na udubljenje i puzanje od 316L, pogodan za izradu petrohemijske opreme i opreme otporne na organske kiseline.
321 nerđajući čelik: Austenitni nerđajući čelik stabilizovan titanijumom, pruža poboljšanu otpornost na međugranularnu koroziju i dobra mehanička svojstva pri visokim temperaturama. Općenito se ne preporučuje izvan aplikacija koje su otporne na visoke temperature ili vodonik.
347 nerđajući čelik: Austenitni nerđajući čelik stabilizovan niobijem sa intergranularnom otpornošću na koroziju sličnom 321 u kiselim, alkalnim i slanim okruženjima, sa dobrim svojstvima zavarivanja. Uglavnom se koristi u energetskoj i petrohemijskoj industriji za kontejnere, cjevovode, izmjenjivače topline, okna i cijevi za peći u industrijskim pećima.
904L nerđajući čelik: Super-austenitni nerđajući čelik sa sadržajem nikla od 24%-26% i ugljenika ispod 0.02%, koji nudi odličnu otpornost na koroziju, posebno u neoksidirajućim kiselinama kao što su sumporna, sirćetna, mravlja i fosforne kiseline. Otporan je na koroziju u sumpornoj kiselini na temperaturama ispod 70 stepeni i otporan na bilo koju koncentraciju i temperaturu mješavine octene kiseline i mravlje sirćetne kiseline. Neki evropski proizvođači instrumenata koriste 904L za ključne dijelove, kao što su mjerne cijevi mjerača masenog protoka iz E+H i kućišta Rolex satova.
440C nerđajući čelik: Martenzitni nehrđajući čelik sa najvećom tvrdoćom među nerđajućim čelicima koji se mogu kaljiti, sa tvrdoćom od HRC57. Uglavnom se koristi za mlaznice, ležajeve, jezgra ventila, sjedišta ventila, čahure i stabljike ventila.
17-4PH nerđajući čelik: Martenzitni nerđajući čelik tvrdoće HRC44, koji nudi visoku čvrstoću, tvrdoću i otpornost na koroziju. Nije pogodan za temperature iznad 300 stepeni i obično se koristi za platforme na moru, lopatice turbina, jezgra ventila, sjedišta ventila, čahure i stabljike ventila.
Serija 300 - hrom-nikl austenitni nerđajući čelik:
301: Nudi dobru duktilnost, pogodan za formiranje proizvoda i može se brzo stvrdnuti mehaničkom obradom. Ima bolju otpornost na habanje i otpornost na zamor od nehrđajućeg čelika 304.
302: U suštini varijanta 304 sa većim sadržajem ugljenika, postižući veću čvrstoću kroz hladno valjanje.
302B: Sadrži veći silicijum za povećanu otpornost na oksidaciju na visokim temperaturama.
303 i 303Se: Nehrđajući čelik koji sadrži sumpor i selen, dizajniran za laku obradu i visoku površinsku svjetlinu. Nehrđajući čelik 303Se se također koristi u aplikacijama koje zahtijevaju vruće namještanje.
304N: Sadrži dušik za povećanje snage.
305 i 384: Imaju veći sadržaj nikla uz nisku stopu očvršćavanja, pogodan za primjenu visokog hladnog oblikovanja.
308: Koristi se za zavarivanje šipki.