Τα χαρακτηριστικά του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα
Οι ωστενιτικοί χάλυβες είναι μη μαγνητικοί ανοξείδωτοι χάλυβες που περιέχουν υψηλά επίπεδα χρωμίου και νικελίου και χαμηλά επίπεδα άνθρακα. Γνωστές για τη δυνατότητα σχηματισμού τους και την αντοχή τους στη διάβρωση , οι ωστενιτικοί χάλυβες είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος βαθμός ανοξείδωτου χάλυβα.
Ορισμός χαρακτηριστικών
Οι φερριτικοί χάλυβες έχουν δομή κόκκου (BCC) με κεντρικό σώμα, αλλά η ωστενιτική κλίμακα ανοξείδωτων χαλύβων ορίζεται από την κρυσταλλική δομή που έχει επικεντρωθεί στο πρόσωπο (FCC), η οποία έχει ένα άτομο σε κάθε γωνία του κύβου και ένα στη μέση του κάθε προσώπου.
Αυτή η δομή κόκκων σχηματίζεται όταν μια επαρκής ποσότητα νικελίου προστίθεται στο κράμα 8 έως 10 τοις εκατό σε ένα πρότυπο 18 τοις εκατό κράμα χρωμίου.
Εκτός από το ότι είναι μη μαγνητικά, οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες δεν είναι θερμικά επεξεργασμένοι. Μπορούν όμως να επεξεργαστούν εν ψυχρώ για να βελτιώσουν τη σκληρότητα, τη δύναμη και την αντοχή στο στρες. Ένα διάλυμα ανόπτησης που έχει θερμανθεί στους 1045 ° C ακολουθούμενη από σβέση ή ταχεία ψύξη θα αποκαταστήσει την αρχική κατάσταση του κράματος, συμπεριλαμβανομένης της απομάκρυνσης του διαχωρισμού κραμάτων και της επαναφοράς της ολκιμότητας μετά από εν ψυχρώ εργασία.
Οι ωστενιτικοί χάλυβες με βάση το νικέλιο ταξινομούνται ως σειρές 300. Το πιο συνηθισμένο από αυτά είναι ο βαθμός 304 , ο οποίος τυπικά περιέχει 18 τοις εκατό χρώμιο και 8 τοις εκατό νικέλιο.
Οκτώ τοις εκατό είναι η ελάχιστη ποσότητα νικελίου που μπορεί να προστεθεί σε ανοξείδωτο χάλυβα που περιέχει 18 τοις εκατό χρώμιο για να μετατρέψει πλήρως το φερρίτη σε ωστενίτη. Το μολυβδαίνιο μπορεί επίσης να προστεθεί σε επίπεδο περίπου 2 τοις εκατό για την βαθμίδα 316 για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση.
Αν και το νικέλιο είναι το στοιχείο κραματοποίησης που χρησιμοποιείται συνήθως για την παραγωγή ωστενιτικών χαλύβων, το άζωτο προσφέρει μια άλλη δυνατότητα. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες με χαμηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο και υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο ταξινομούνται ως σειρά 200. Επειδή είναι ένα αέριο, ωστόσο, μπορούν να προστεθούν μόνο περιορισμένες ποσότητες αζώτου πριν από την εμφάνιση επιβλαβών επιδράσεων, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού νιτριδίων και πορώδους αερίου που αποδυναμώνουν το κράμα.
Η προσθήκη μαγγανίου , επίσης ένας παράγοντας ωστενίτη, σε συνδυασμό με την προσθήκη αζώτου επιτρέπει την προσθήκη μεγαλύτερων ποσοτήτων αερίου. Ως αποτέλεσμα, αυτά τα δύο στοιχεία, μαζί με τον χαλκό -που επίσης έχει ιδιότητες σχηματισμού ωστενίτη- χρησιμοποιούνται συχνά για την αντικατάσταση του νικελίου σε ανοξείδωτους χάλυβες της σειράς 200 .
Οι σειρές 200 - επίσης γνωστοί ως ανοξείδωτοι χάλυβες χρωμίου-μαγγανίου (CrMn) - αναπτύχθηκαν κατά τη δεκαετία του 1940 και του 1950 όταν το νικέλιο ήταν ελλιπές και οι τιμές ήταν υψηλές. Θεωρείται τώρα ένα οικονομικά αποδοτικό υποκατάστατο των ανοξείδωτων χαλύβων σειράς 300 που μπορεί να προσφέρει ένα επιπλέον όφελος από τη βελτιωμένη δύναμη απόδοσης.
Οι ευθείες ποιότητες ωστενιτικών ανοξείδωτων χαλύβων έχουν μέγιστη περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,08 τοις εκατό. Οι βαθμοί χαμηλού άνθρακα ή οι ποιότητες "L" περιέχουν μέγιστη περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,03 τοις εκατό για να αποφευχθεί η καθίζηση με καρβίδιο.
Οι ωστενιτικοί χάλυβες είναι μη μαγνητικοί στην κατάσταση ανόπτησης, παρόλο που μπορούν να γίνουν ελαφρώς μαγνητικοί όταν επεξεργαστούν εν ψυχρώ . Έχουν καλή διαμορφωσιμότητα και συγκολλησιμότητα, καθώς και εξαιρετική ανθεκτικότητα, ιδιαίτερα σε χαμηλές ή κρυογονικές θερμοκρασίες. Οι ωστενιτικές ποιότητες έχουν επίσης χαμηλή τάση απόδοσης και σχετικά υψηλή αντοχή εφελκυσμού.
Ενώ οι ωστενιτικοί χάλυβες είναι ακριβότεροι από τους φερριτικούς ανοξείδωτους χάλυβες, είναι γενικά πιο ανθεκτικοί και ανθεκτικοί στη διάβρωση.
Εφαρμογές
Οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των
- Αυτοκίνητο περιποίηση
- Μαγειρικά σκεύη
- Εξοπλισμός τροφίμων και ποτών
- Βιομηχανικός εξοπλισμός
Εφαρμογές ανά βαθμό
304 και 304L (κανονική ποιότητα):
- Δεξαμενές
- Δοχεία αποθήκευσης και σωλήνες για διαβρωτικά υγρά
- Ορυχεία, χημικά, κρυογονικά, τρόφιμα και ποτά και φαρμακευτικός εξοπλισμός
- Μαχαιρικά είδη
- Αρχιτεκτονική
- Νεροχύτες
309 και 310 (ποιότητες υψηλού χρώματος και νικελίου):
- Στοιχεία κλιβάνου, κλιβάνου και καταλυτικού μετατροπέα
318 και 316L (βαθμοί υψηλής περιεκτικότητας σε άλατα):
- Χημικές δεξαμενές αποθήκευσης, δοχεία πίεσης και σωληνώσεις
321 και 316Ti (σταθεροποιημένοι βαθμοί):
- Καυστήρες
- Σούπερ θερμάστρες
- Αντισταθμιστές
- Επέκταση φυσητήρων
Σειρά 200 (χαμηλές ποιότητες νικελίου):
- Πλυντήρια πιάτων και πλυντήρια ρούχων
- Μαχαιροπίρουνα και μαγειρικά σκεύη
- Εσωτερικές δεξαμενές νερού
- Εσωτερική και μη δομική αρχιτεκτονική
- Εξοπλισμός τροφίμων και ποτών
- Εξαρτήματα αυτοκινήτου