Każdy rodzaj stali nierdzewnej ma inne właściwości, które najlepiej odpowiadają konkretnym zastosowaniom. Na przykład stale nierdzewne serii 400 korodują i rdzewieją w pewnych warunkach. Dzięki wyższej zawartości węgla ich martenzytyczna struktura krystaliczna zapewnia produktom końcowym większą wytrzymałość i czyni je bardziej odpornymi na zużycie. Tym, którzy muszą z nią pracować lub w inny sposób wykorzystywać ten stop, zrozumienie, czym jest stal nierdzewna serii 400 i jej możliwości, pomoże znaleźć najlepszą stal nierdzewną do danego zastosowania.
CO TO JEST STAL NIERDZEWNA SERII 400?
Chociaż, podobnie jak wszystkie stale, jest ona wytwarzana głównie z żelaza, pozostały skład pierwiastkowy stali nierdzewnych serii 400 to od 11 do 27 procent chromu, około 1 procent węgla i maksymalnie 2,5 procent niklu. Stale te, charakteryzujące się przeważnie strukturą martenzytyczną, znacznie różnią się pod względem twardości i wytrzymałości. Te stale nierdzewne są mniej odporne na korozję niż stal serii 300, ale są mocniejsze i często stanowią bardziej skuteczne rozwiązanie, w zależności od warunków, jakie stop musi wytrzymać. Wybierając najlepszą stal nierdzewną serii 400 do danego zastosowania, należy wziąć pod uwagę ogólne właściwości, odporność i metody pracy każdego typu.
Przyjrzyjmy się teraz bardziej powszechnym stalom nierdzewnym serii 400, ich zastosowaniom i najlepszym metodom obróbki.
STAL NIERDZEWNA 409
Stal nierdzewna 409 to stop ogólnego przeznaczenia zawierający 11% chromu i tytan stosowany jako stabilizator. Jako ferrytyczna stal nierdzewna stosowana jest głównie w układach wydechowych pojazdów, chociaż ma również inne zastosowania przemysłowe. Zawartość chromu w stopie to minimum wymagane do utworzenia pasywnej warstwy odpornej na korozję, z której znana jest stal nierdzewna. Łącząc odporność na korozję w podwyższonych temperaturach, stal 409 jest opłacalnym stopem o dobrej odkształcalności i średniej wytrzymałości.
Podobnie jak wszystkie inne stale nierdzewne, jest ona odporna na korozję znacznie lepiej niż stal węglowa, dla której często służy jako zamiennik w specyficznych, trudnych warunkach. Wykorzystywana ze względu na swoją zdolność do utleniania w wysokich temperaturach i odporność na korozję, stal nierdzewna 409 oferuje przewagę w wielu sytuacjach. W przeciwieństwie do innych stali nierdzewnych, jest ona stosowana ze względu na swoje właściwości mechaniczne i inne, a nie na wygląd.
Zastosowania obejmują:
Katalizatory
Sprzęt rolniczy
Części pieca
Wieszaki
Tłumiki
Podpory konstrukcyjne
Rury wydechowe
Obudowy transformatorów
Rury do wymienników ciepła
Układy wydechowe pojazdów
Odporność stopu na korozję powodowaną przez spaliny i inne sytuacje powodujące korozję związaną z gazem sprawia, że idealnie nadaje się do stosowania w pojazdach, szczególnie w miejscach, w których stal wchodzi w interakcję z gazami. Jednakże powstająca na powierzchni lekka rdza, która zapobiega dalszej korozji, sprawia, że stal ta nie jest atrakcyjna wizualnie. Biorąc pod uwagę obróbkę cieplną, stop jest ogólnie odporny na osadzanie się kamienia po wystawieniu na krótkotrwałe działanie temperatur do 1499 stopni F (815 stopni), podczas gdy może pracować w sposób ciągły bez problemów do 1247 stopni F (675 stopni).
STAL NIERDZEWNA 410
Inny stop ogólnego przeznaczenia, stal nierdzewna 410, jest martenzytyczna i stosowana do elementów poddawanych dużym naprężeniom. Odporna na korozję stal nierdzewna 410 jest również znana ze swojej twardości i wytrzymałości. Zawiera chrom w ilości co najmniej 11,5 procent, wystarczającej do tego, aby był użyteczny jako stop odporny na korozję w niektórych środowiskach, w tym w środowiskach zawierających łagodne chemikalia lub parę. Często dostarczany w stanie nadającym się do obróbki mechanicznej, ale hartowany do zastosowań wymagających umiarkowanej odporności na korozję i ciepło, wraz z dużą wytrzymałością, ten gatunek stali jest najbardziej odporny na korozję, gdy jest hartowany, odpuszczany i polerowany.
Zastosowania obejmują:
Łopatki do turbin gazowych i parowych
Śruby, nakrętki i wkręty
Komponenty do pomp, w tym wały i zawory
Sztućce
Narzędzia dentystyczne i chirurgiczne
Kulki i gniazda ze stali hartowanej
Przybory kuchenne
Dywaniki z drabiny kopalnianej
Dysze
Elementy pomp szybów naftowych, takie jak kule i gniazda ze stali hartowanej
Stal 410 jest dobrze odporna na korozję w środowiskach lekko korozyjnych, chociaż po użyciu należy przeprowadzić odpowiednie czyszczenie, aby zapewnić dobre działanie; obejmuje to odporność na łagodniejsze kwasy mineralne i organiczne. Jeśli chodzi o spawanie, stop ten można łatwo spawać konwencjonalnymi technikami. Aby jednak zapobiec ryzyku pękania, najlepiej wstępnie podgrzać detale do temperatury od 350-400 stopnia F (177-204 stopnia), przy czym zalecane jest również wyżarzanie w celu zachowania maksymalnej plastyczności. W przypadku obróbki cieplnej zakres temperatur powinien wynosić od 2000-2200 stopnia F (1093-1204 stopnia), chociaż stop nie powinien być obrabiany poniżej 1650 stopni F (899 stopni).
STAL NIERDZEWNA 410S
Jako niskoemisyjna wersja stali nierdzewnej 410, 410S zawiera 12% chromu i ma właściwości minimalizujące powstawanie austenitu w wyższych temperaturach, co zapobiega twardnieniu stopu. Jako martenzytyczna stal nierdzewna serii 400, po szybkim schłodzeniu w określonych warunkach, pozostaje plastyczna i miękka. Ta cecha zapobiega twardnieniu stali i pękaniu podczas spawania lub wystawienia na działanie wysokich temperatur. Po wyżarzaniu 410S jest ferrytyczny i wykazuje podobną odporność na korozję jak zwykły gatunek 410, chociaż jest lepiej odporny na utlenianie.
Zastosowania obejmują:
Skrzynie do wyżarzania
Tace destylacyjne
Urządzenia stosowane w rafinacji ropy naftowej
Zasuwy
Wymienniki ciepła
Maszyny górnicze i przeróbki rud
Partycje
Sprzęt do przetwarzania petrochemicznego
Płyty prasowe
Regały hartownicze
Kolumny ze stali nierdzewnej
Urządzenia do obróbki cieplnej
Gatunek 410S jest dobrze odporny na utlenianie i może stale pracować w temperaturach sięgających 1300 stopni F (705 stopni). Jednakże powyżej 1500 stopni F (811 stopni) osadzanie się kamienia staje się nadmierne. Stop jest również odporny na korozję powodowaną przez zasady, warunki atmosferyczne, niektóre chemikalia i słodką wodę oraz łagodniejsze kwasy mineralne i organiczne. Odpowiednio oczyszczony stop dobrze zachowuje się pod wpływem chlorków podczas czynności takich jak przygotowywanie żywności.
Ze względu na swoje unikalne właściwości stali nierdzewnej 410S nie można utwardzać za pomocą obróbki cieplnej. Aby wyżarzić stop, temperatury muszą osiągnąć wąski zakres temperatur 1600-1650 stopnia F (871-899 stopnia), po czym należy go schłodzić powietrzem, aby złagodzić wszelkie naprężenia powstałe podczas obróbki na zimno. Aby zapobiec nadmiernej kruchości stopu, nie należy go wystawiać na działanie temperatur przekraczających 2000 stopni F (1093 stopni). Jeżeli po obróbce na zimno w stali pojawią się duże ziarna, temperatura wyżarzania powinna zamiast tego spaść pomiędzy 1200-1350 stopnia F (649-732 stopnia).
Jeśli chodzi o spawanie, można zastosować metody wtapiania i oporności. Aby uniknąć pęknięć spoin na skutek kruchości, podczas procesu należy zwrócić szczególną uwagę na utrzymanie niskiego dopływu ciepła spoiny, zminimalizowanie nieciągłości i okresowe wystarczające podgrzewanie przedmiotu obrabianego przed formowaniem. Stal nierdzewna 410S nie będzie spawać tak dobrze, jak gatunek 409, ponieważ dodatki do stopu wymagają wyższej temperatury podczas spawania.
STAL NIERDZEWNA 410HT
Stop ten jest również martenzytyczny jako uniwersalna, obrabiana cieplnie wersja stali nierdzewnej 410. Stosowany w sytuacjach, gdy korozja nie stanowi większego problemu, zawiera również wystarczającą ilość chromu (11,5 procent), aby wytrzymać korozję w łagodniejszych warunkach.
Zastosowania obejmują:
Łopatki do turbin gazowych i parowych
Śruby, nakrętki i wkręty
Sztućce
Narzędzia dentystyczne i chirurgiczne
Kulki ze stali hartowanej
Przybory kuchenne
Dywaniki z drabiny kopalnianej
Dysze
Gniazda pomp szybów naftowych
Części i wały do pomp i zaworów
Charakterystyka tego stopu stali nierdzewnej serii 400 pod względem korozji, spawania i obróbki cieplnej jest zasadniczo taka sama jak w przypadku konwencjonalnej stali nierdzewnej 410.
STAL NIERDZEWNA 416
Uważany za pierwszą automatową stal nierdzewną, stop ten charakteryzuje się najwyższą obrabialnością ze wszystkich innych rodzajów stali nierdzewnej. Jednak stal nierdzewna 416 jest najbardziej podatna na obróbkę skrawaniem w fazie podkrytycznej w stanie wyżarzonym. Jako stop martenzytyczny zawierający 13% chromu, po obróbce cieplnej staje się twardszy i bardziej odporny na korozję. Chociaż nie jest tak odporny jak ferrytyczna lub austenityczna stal nierdzewna, 416 jest odporny na rdzę i inną korozję, a jednocześnie ma znaczną wytrzymałość po hartowaniu i odpuszczaniu. Jego wersja poddana obróbce cieplnej, 416HT, ma wysoką obrabialność i właściwości magnetyczne oraz niskie tarcie powierzchniowe.
Zastosowania obejmują:
Komponenty do automatów śrubowych
Silniki elektryczne
Przekładnie
Nakrętki i śruby
Lakierki
Szpilki
Zawory
Części pralki
Ta stal nierdzewna serii 400 jest odporna na korozję powodowaną przez sole zasadowe i obojętne, większość warunków atmosferycznych, naturalne kwasy spożywcze i produkty odpadowe. Ze względu na wysoką zawartość siarki 416 nie nadaje się do środowisk morskich lub innych o wysokiej zawartości chlorków. Jest również mniej odporny niż austenityczne gatunki stali nierdzewnej i stopy ferrytyczne składające się z 17% chromu. Aby uzyskać najlepszą odporność na korozję, stop musi być utwardzany z gładkim wykończeniem powierzchni.
Ta stal nierdzewna jest odporna na osadzanie się kamienia w przerywanych temperaturach do 1400 stopni F (760 stopni) i jest zdolna do ciągłej pracy w temperaturach sięgających 1247 stopni F (675 stopni). Jednak nie spawa się dobrze, więc jeśli konieczne jest spawanie, należy je wykonać przy użyciu stali stopowej 410 o niskiej zawartości elektrod wodorowych i podgrzanej wstępnie do zakresu 392-572 stopnia F (200-300 stopnia). Po spawaniu stal tę należy natychmiast wyżarzać lub utwardzać lub podgrzewać w celu usunięcia naprężeń w zakresie temperatur 1202-1247 stopnia F (650-675 stopnia).
STAL NIERDZEWNA 416HT
Jest to ulepszona cieplnie wersja stali nierdzewnej 416 o wysokiej wytrzymałości i twardości, ale o niższej odporności na korozję. Ma również lepszą skrawalność niż stal austenityczna, ma właściwości magnetyczne i niskie tarcie, co zmniejsza zacieranie się i zacieranie.
Zastosowania obejmują:
Silniki elektryczne
Przekładnie
Nakrętki i śruby
Części do automatów śrubowych
Lakierki
Szpilki
Zawory
Części pralki
Właściwości korozyjne i żaroodporne są identyczne jak w przypadku zwykłej stali nierdzewnej 416, natomiast jej spawalność jest podobnie słaba.
STAL NIERDZEWNA 430 i 430F
Gatunek ten łączy korzystne właściwości mechaniczne z przyzwoitą odkształcalnością i odpornością na korozję jak na stop ferrytyczny z serii 400. Stal nierdzewna 430 jest używana w określonych zastosowaniach chemicznych. Jednakże stosuje się go głównie do elementów urządzeń i elementów wyposażenia samochodów.
Stal nierdzewna wolnoobrabialna to 430F, która jest dostępna w formie pręta stosowanej w przypadku stali nierdzewnej 434. 434 ma wszystkie korzystne właściwości gatunku 430, z dodatkiem molibdenu w celu poprawy odporności na korozję, w tym na korozję wżerową. Seria 430 ma szczególne właściwości, które sprawiają, że jest to najczęściej wybierana stal nierdzewna do produkcji zwojów, płyt lub arkuszy.
Zastosowania stali nierdzewnej 430 obejmują:
Wykończenie samochodowe
Panele szafek w lodówkach
Wkładki kominowe
Okładziny zmywarek
Podpory elementów
Elementy złączne
Drut mocujący
Pierścienie wykończeniowe pieca
Konkretne zastosowania stali nierdzewnej 430F obejmują:
Części obrabiane wielokrotnie
Gatunek 430 jest odporny na szereg warunków korozyjnych, takich jak kwasy azotowy i niektóre kwasy organiczne, chociaż jest najbardziej odporny na korozję po wypolerowaniu lub wysokim polerowaniu. Jeśli chodzi o korozję wżerową i szczelinową, stal nierdzewna 430 ma podobną odporność jak stal 304, chociaż 430F ma znacznie zmniejszoną odporność ze względu na wyższą zawartość siarki. Stop 430 ma również bardzo wysoką odporność na pękanie, jak na ferrytyczne gatunki stali nierdzewnej.
Stal nierdzewna 430 może być odporna na utlenianie sporadycznie w temperaturach zbliżających się do 1598 stopni F (870 stopni) i w sposób ciągły w temperaturach sięgających 1499 stopni F (815 stopni). Stop może stać się kruchy po długotrwałym ogrzewaniu w temperaturze od 752-1112 stopnia F (400-600 stopnia) po ochłodzeniu do temperatury pokojowej. Jednakże wyżarzanie może wyeliminować ten efekt.
