CHARAKTERYSTYKA STALI

1) STAL FERRYTYCZNA

2) STAL MARTENZYTYCZNA

3) UMACNIANE WYDZIELENIOWO

Stal ferrytyczna

Stale nierdzewne o strukturze ferrytycznej posiadają dobre własności mechaniczne. Są materiałem o wysokiej granicy plastyczności, łatwiejszym do cięcia i obróbki, posiadają dobrą przewodność cieplną, wykazują większą niż stale austenityczne odporność na korozję naprężeniową wywoływaną chlorkami. Podstawową własnością tej stali jest również magnetyczność. Stal ferrytyczną wyróżnia brak niklu w składzie chemicznym. Zawiera natomiast minimum 10,5% chromu. Innymi pierwiastkami wchodzącymi w skład stopu są molibden, aluminium i tytan. Stale ferrytyczne przy stabilizacji niobem wykazują wysoką odporność na odkształcanie się.

Brak drogiego niklu w zawartości stali ferrytycznej przekłada się na jej niską cenę. Dzięki temu znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle. Głównie wykorzystywana jest w przemyśle motoryzacyjnym i spożywczym, jak również naftowym, koksowniczym. Ponadto stosowana jest do budowy niektórych urządzeń w przemyśle chemicznym, do wyposażenia kuchni i wytwarzania sprzętu gospodarstwa domowego.

Stale ferrytyczne można podzielić na pięć grup:

Grupa I zawiera do 14% chromu, który zapewnia ochronę przed rdzewieniem. Do grupy zalicza się następujące typy stali wg normy AISI: 409, 410, 410L, 420. Niska zawartość chromu przekłada się na niską cenę tych gatunków. Znajdują one zastosowanie w środowisku pozbawionym kontaktu z wodą. Sprawdzają się jako materiał do wykończenie wnętrz, są używane do produkcji samochodowych układów wydechowych i innych elementów pojazdów a także do obudowy sprzętu RTV.

Grupa II i typ stali 430 jest najpopularniejszą wśród stali ferrytycznych. Udział gatunku w światowej produkcji wynosi 48%. Zawiera do 18% chromu, wykazuje dobrą odporność na korozję i tym samym znajduje zastosowanie w środowisku wymagającym podwyższonej odporności korozyjnej – np. w aplikacjach mających kontakt z wodą. Używana jest do produkcji sprzętów gospodarstwa domowego takich jak zmywarki do naczyń czy też bębny w pralkach automatycznych.

Grupa III obejmuje stale zawierające dodatki stopowe takie jak tytan i niob, które zapewniają lepszą spawalność i plastyczność. Wyróżnia się typy 430Ti, 439, 441. Stal znajduje podobne zastosowanie jak grupa II: np. przy produkcji układów wydechowych w samochodach, części spawanych w pralkach automatycznych oraz zmywarkach, w przemyśle spożywczym do produkcji zbiorników i cystern przewozowych.

Gatunki stali wchodzące w skład grupy IV oraz grupy V charakteryzują się zawartością chromu od 18% aż do 30%. Zawierają również dodatek molibdenu, co w całości zapewnia najwyższą odporność korozyjną. Stal znajduje zastosowanie w środowisku nadbrzeżnym, ponadto w produkcji sprzętu gospodarstwa domowego, elementów w przemyśle samochodowym czy też budownictwie.

Stal martenzytyczna

Martenzytyczna stal nierdzewna nie jest tak odporna na korozję jak opisana wcześniej stal ferrytyczna, ale posiada za to wyjątkowo wysokie własności wytrzymałościowe i wysoką odporność na ścieranie. Zawartość chromu w stali wynosi od 11,5 do 17,5%. Charakteryzuje się również stosunkowo wysoką zawartością węgla (od 0,08 do 0,5%), który nadaje właściwości hartujące i podwyższa poziom twardości, ale także czyni materiał w pewnym stopniu kruchym. Martenzytyczne stale nierdzewne są niespawalne, bądź trudno spawalne – wyjątkiem jest gatunek 1.4006. Stopy te mogą podlegać obróbce cieplnej. Uzyskana struktura martenzytyczna jest magnetyczna.

Obróbka cieplna stali nierdzewnych martenzytycznych.Wyżarzanie następuje w temperaturze 900-1000 stopni celsjusza.Chłodzenie następuje w powietrzu lub dla zwiększenia wytrzymałości w oleju lub wodzie,zależy to od gatunku.Przed zastosowaniem stali,plastyczność,można zwiększyć poprzez odpuszczanie. Stal martenzytyczna znajduje zastosowanie w środowiskach mało agresywnych. Wykorzystywana do produkcji części urządzeń wymagających twardości jak np. śruby, sprężyny, sworznie,wały,łopatki turbin parowych, części pomp, zawory pras hydraulicznych. Ponadto służy do wytwarzania narzędzi skrawających, przyrządów chirurgicznych, narzędzi pomiarowych i innych.

Umacniane wydzieleniowo

Stale nierdzewne utwardzane wydzieleniowo są to stale o niskiej zawartości węgla, których utwardzenie osiąga się przez kombinację przemiany martenzytycznej i utwardzenia wydzieleniowego stosunkowo miękkiego, niskowęglowego.
Stale te można podzielić na dwie grupy, w zależności od położenia temperatury Ms(martenzyt start):

Stale których temperatura Ms leży wyżej od temperatury pokojowej określamy jako martenzytyczne, ponieważ po ochłodzeniu od temperatury austenityzowania maja strukturę martenzytyczną lub przeważnie martenzytyczną.

Stale których temperatura Ms leży poniżej 0 oC. Ochłodzenie od temperatur 1050 – 1100 oC do temperatury pokojowej daje strukturę austenityczną.
Stale te mają w tym stanie niską granice plastyczności co ułatwia tłoczenie i gięcie blach. Przemianę martenzytyczną osiąga się przez ochłodzenie do ok. -75 oC. Stale tego typu określane są jako pół austenityczne albo stale z przemianą martenzytyczną pośrednią.

Stale te są bardzo dobrze spawalne i charakteryzują się dobrą wytrzymałością na rozciąganie dlatego znajdują szerokie zastosowanie w przemyskie okrętowym.

Piotr Żołyniak, Tomasz Wójcik, Adrian Zbroński, Sebastian Żak.