Czym tak naprawdę różnią się gatunki stali nierdzewnej? Najważniejsze różnice i najpopularniejsze gatunki stali nierdzewnej od Stalesia!

Stal nierdzewna austenityczna zawiera od 16 do 25% chromu oraz od 6 do 22% niklu. Charakteryzuje się doskonałymi właściwościami mechanicznymi oraz wysoką odpornością na korozję. Na jej powierzchni mogą pojawiać się lokalne ubytki zwane wżerami. Jest to ściśle powiązane ze zjawiskiem pasywacji, której ulega opisywany rodzaj stali.

Stal nierdzewna austenityczna jest odporna na wysokie temperatury i nie ulega deformacji w wyniku nagrzewania. W zależności od składu chemicznego oraz sposobu obróbki cieplnej może mieć różne właściwości mechaniczne. Dostępna jest więc jako twardy, wytrzymały materiał lub miękkie i giętkie tworzywo.

Współcześnie szuka się więc rozwiązań, które sprawią, że stal austenityczna będzie zarówno wytrzymała, jak i odporna na korozje. W tym celu wykorzystuje się technologię utwardzania warstwy materiału, czyli azotowanie. Niestety wysokie temperatury tego procesu nie są odpowiednie, dlatego też obecnie stosuje się technologie niskotemperaturowego azotowania.

Stal austenityczną stosuje się w przemyśle spożywczym, chemicznym oraz medycznym, ponieważ jest łatwy do czyszczenia, a jego powierzchnia wykazuje odporność na działanie kwasów i zasad. Chętnie wykorzystuje się go także w produkcji narzędzi chirurgicznych oraz implantów medycznych, ze względu na swoją biokompatybilność.

Pierwsza stal nierdzewna została opatentowana w 1912 roku przez inżynierów z niemieckiej huty Kruppa. Sam patent dotyczył właśnie stali austenitycznej.

Nie każdy wie, że austenit to jedna z faz krystalicznych stali, która powstaje w wyniku nagrzewania stopu żelaza z dodatkami węgla i innych pierwiastków stopowych do odpowiednio wysokiej temperatury. Charakteryzuje się strukturą regularną przypominającą siatkę, w której atomy żelaza i innych pierwiastków ułożone są w sposób uporządkowany.

Austenit jest fazą stabilną w temperaturach powyżej 912°C dla stali węglowych, a dla stali stopowych w temperaturach powyżej 727°C. Po ochłodzeniu z powrotem do niższych temperatur może on ulec przemianie w inne fazy, takie jak perlit, ferryt lub martenzyt, w zależności od szybkości ochładzania i składu chemicznego stali. Oznacza to więc, że do produkcji stali martenzytycznej wykorzystuje się stal austenityczną.

Stal nierdzewna martenzytyczna zawiera zwykle od 11 do 18% chromu oraz w mniejszych ilościach węgiel, molibden i wanad. Materiał charakteryzuje się wysoką twardością, wytrzymałością na zużycie oraz posiada właściwości magnetyczne. Odporność korozyjna w tym przypadku nie jest tak dobra, jak stali austenitycznej czy ferrytycznej, ale posiada jak widać, wiele innych zalet.

Proces wytwarzania stali nierdzewnej martenzytycznej zaczyna się od stopienia surowców w piecu z wysoką temperaturą. Następnie, po schłodzeniu, materiał przechodzi przez proces hartowania, polegający na szybkim ochłodzeniu do niskiej temperatury, co powoduje utworzenie struktury martenzytycznej. Jest ona bardzo twarda i trwała, więc idealnie nadaje się do zastosowań wymagających dużych obciążeń mechanicznych. 

Używa się ją w środowiskach mało agresywnych np. do produktu śrub, sprężyn czy zaworów pras hydraulicznych. Stal nierdzewną martenzytyczną wykorzystuje się także do tworzenia narzędzi skrawających, pomiarowych itp.

Stal nierdzewna ferrytyczna posiada dobre właściwości mechaniczne. Charakteryzuje się wysoką granicą plastyczności oraz łatwością w cięciu oraz obróbce, a także dobrą przewodnością cieplną. W porównaniu do stali austenitycznych, ferrytyczne są bardziej odporne na korozję naprężeniową wywoływaną chlorkami. Ważną cechą jest również jej magnetyczność.

Stal ferrytyczna zawiera od 12 do 30% chromu oraz inne pierwiastki, takie jak molibden, aluminium i tytan, ale w jej skład nie wchodzi nikiel. Dodatkowo, jeśli stabilizuje się ją niobem, wykazuje wysoką odporność na odkształcanie się.

Materiał ze względu na brak w składzie niklu jest tańszy niż inne stale. Znajduje więc zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, np. motoryzacyjnym, spożywczym, naftowym i koksowniczym. Jest również stosowana w przemyśle chemicznym oraz w produkcji sprzętu gospodarstwa domowego czy wyposażenia kuchni.

Najpopularniejszym typem z gatunku stali ferrytycznej jest stal EN 1.4016. Cechuje się odpornością na słabe kwasy i alkohole, jednak nie powinno się jej wybierać, gdy element ma mieć kontakt z wodą morską. Wówczas wszystkie właściwości maleją, co grozi zniszczeniem elementu.

Stal nierdzewna duplex to stop żelaza z dodatkiem chromu, niklu i miedzi, która charakteryzuje się wyjątkową odpornością na korozję oraz wysoką wytrzymałością mechaniczną. Jest to materiał dwufazowy, składający się z równych ilości austenitycznej i ferrytycznej struktury, co zapewnia mu doskonałe właściwości mechaniczne oraz odporność na uszkodzenia. Dzięki temu materiał znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu np. morskim, gdzie narażony jest na działanie wody morskiej i soli oraz do produkcji rurociągów.

Jego wyjątkowe właściwości nadają mu wysoką odporność na korozję elektrochemiczną, szczególnie w przypadku korozji pęknięciowej pod wpływem chlorków. Ponadto, stal nierdzewna duplex charakteryzuje się dużą wytrzymałością oraz odpornością na pełzanie.

Patent na stal duplex został zarejestrowany w 1936 we Francji. Na początku używano ją do wykonywania pomp i zbiorników. Dopiero przełom lat 70 i 80 przyniosły jej wzrost popularności. Zaczęto wytwarzać ją przy produkcji instalacji gazociągów.

Obecnie produkuje się z niej rury, kolanka i wiele innych elementów zarówno bezszwowych, jak i ze szwem. Zastosowano ją także do budowy:

Stal nierdzewna kwasoodporna jest jednym z popularniejszych rodzajów. Charakteryzuje się wysoką odpornością na korozję w warunkach agresywnych, takich jak działanie kwasów oraz  innych substancji chemicznych. Jest to możliwe dzięki zawartości miedzi, molibdenu oraz chromu, które tworzą warstwę ochronną na powierzchni stali. Właściwości te sprawiają, że stal nierdzewna kwasoodporna jest powszechnie stosowana w przemyśle chemicznym, petrochemicznym oraz w produkcji żywności i napojów.

Warto zaznaczyć, że materiał ten jest również wyjątkowo estetyczna. Jego powierzchnia może być szlifowana lub polerowana, co pozwala uzyskać piękny połysk i atrakcyjny wygląd.

Stal nierdzewna żaroodporna jest niezwykle trwałym materiałem, który charakteryzuje się wyjątkową odpornością na działanie czynników chemicznych i wysoką temperaturę. Materiał jest w stanie wytrzymać ekstremalne warunki, takie jak, obecność agresywnych substancji chemicznych oraz duże ciśnienie. Dzięki temu jest niezastąpiony w procesach, w których wymaga się odporności na korozję i uszkodzenia termiczne.

Głównym elementem decydującym o właściwościach żaroodpornych stali nierdzewnej jest zgorzelina powstająca na jej powierzchni w temperaturze powyżej 600°C, będąca wynikiem utleniania. Warstwa ta utrudnia dyfuzję jonów metalu i hamuje proces korozji. Początkowo powstający magnetyt zostaje później zastąpiony przez tlenek żelaza, czyli wustyt. W procesie pasywacji dochodzi do połączenia tlenu z dodatkami stopowymi, co prowadzi do powstania cienkich warstw tlenków, które dodatkowo zwiększają odporność na korozję.

Stal nierdzewna żaroodporna to idealny materiał do wytwarzania elementów konstrukcyjnych komór próżniowych czy pieców przemysłowych. Wykorzystuje się ją również do produkcji rur, blach, kątowników i płaskowników. Dzięki swoim wyjątkowym właściwościom jest niezastąpiona w branży przemysłowej oraz znakomicie sprawdza się w warunkach ekstremalnych.

Materiał posiada różne struktury takie jak:

Po zapoznaniu się z informacjami dotyczącymi rodzajów stali nierdzewnej doskonale widać różnice determinujące ich zastosowanie oraz właściwości. Do głównych z nich należy:

Niezależnie jednak od tego, z którego rodzaju stali nierdzewnej produkty kupimy, szczególną uwagę należy zwrócić na producenta. Jeśli szukasz trwałych materiałów, zajrzyj na stronę https://stalesia.com/.