Stal nierdzewna to jeden z najważniejszych materiałów we współczesnym przemyśle, ale czy wiesz, że istnieje kilka różnych grup tego materiału? Każda grupa ma swoje unikalne właściwości i zastosowania, które mogą wpływać na Twój wybór w konkretnym projekcie.
Stal nierdzewna dzieli się na cztery główne grupy: austenityczną, ferrytyczną, martenzytyczną oraz duplex, które różnią się strukturą krystaliczną i składem chemicznym. Te różnice decydują o tym, gdzie i jak możesz używać każdego rodzaju stali w praktyce.
Zrozumienie klasyfikacji stali nierdzewnej pomoże Ci podjąć lepsze decyzje przy wyborze materiału. Poznasz szczegółowe charakterystyki każdej grupy oraz dowiesz się, które właściwości są najważniejsze dla Twoich potrzeb.
Klasyfikacja stali nierdzewnej
Stale nierdzewne dzielą się na grupy według struktury krystalicznej, składu chemicznego oraz międzynarodowych norm oznaczania. Te systemy klasyfikacji pomagają określić właściwości i zastosowanie każdego rodzaju stali.
Podział według struktury krystalicznej
Stale nierdzewne dzielisz na cztery główne grupy na podstawie ich struktury krystalicznej.
Stal austenityczna zawiera wysoką zawartość niklu i chromu. Ma strukturę niemagnetyczną i doskonałą odporność na korozję. Jest najbardziej powszechna w zastosowaniach przemysłowych.
Stal ferrytyczna charakteryzuje się wysoką zawartością chromu przy niskiej zawartości węgla. Ma właściwości magnetyczne i dobrą odporność na korozję naprężeniową.
Stal martenzytyczna zawiera więcej węgla niż inne grupy. Możesz ją hartować i odpuszczać, co daje wysoką twardość i wytrzymałość.
Stal duplex łączy strukturę austenityczną i ferrytyczną. Oferuje wyższą wytrzymałość niż stal austenityczna przy zachowaniu dobrej odporności na korozję.
Analiza składu chemicznego
Skład chemiczny stali nierdzewnej determinuje jej właściwości użytkowe.
Chrom musi stanowić minimum 10,5% składu, aby stal była nierdzewna. Tworzy warstwę ochronną na powierzchni metalu.
Nikiel poprawia odporność na korozję i nadaje stali właściwości austenityczne. Jego zawartość waha się od 0% do 35%.
Molibden zwiększa odporność na korozję wżerową i pęknięciową. Znajduje się głównie w stalach typu 316.
Węgiel występuje w ilości maksymalnie 1,2%. Jego nadmiar może pogorszyć odporność na korozję.
Azot wzmacnia stal i poprawia jej odporność na korozję, szczególnie w stalach duplex.
Normy i oznaczenia stali nierdzewnej
Międzynarodowe systemy oznaczania ułatwiają identyfikację różnych gatunków stali nierdzewnej.
System AISI (American Iron and Steel Institute) używa trzycyfrowych numerów. Najpopularniejsze to 304 i 316.
Norma EN (European Norm) stosuje oznaczenia typu 1.4301 lub 1.4404. Te numery odpowiadają amerykańskim oznaczeniom.
System DIN to niemiecka norma używająca podobnych oznaczeń do EN.
Normy krajowe jak PN, BS, NF czy GOST mają własne systemy oznaczania. Tabele przeliczeniowe pomagają w przekładaniu między różnymi normami.
Grupy i rodzaje stali nierdzewnej
Stale nierdzewne dzielą się na cztery główne grupy ze względu na strukturę krystaliczną i skład chemiczny. Każda grupa ma inne właściwości mechaniczne, odporność na korozję i zastosowania przemysłowe.
Stale austenityczne
Stale austenityczne stanowią największą grupę stali nierdzewnych dostępnych na rynku. Zawierają od 16% do 26% chromu oraz od 6% do 22% niklu.
Te stale nie są magnetyczne w stanie wyżarzonym. Charakteryzują się doskonałą odpornością na korozję i wysoką ciągliwością.
Najczęściej używane gatunki to 304 i 316. Gatunek 316 zawiera dodatkowo molibden, co zwiększa odporność na korozję punktową.
Główne zastosowania:
- Sprzęt kuchenny i przemysł spożywczy
- Urządzenia medyczne i farmaceutyczne
- Konstrukcje architektoniczne
- Zbiorniki i rurociągi
Stale austenityczne można spawać wszystkimi metodami. Dobrze się formują na zimno i mają wysoką wytrzymałość w niskich temperaturach.
Stale ferrytyczne
Stale ferrytyczne zawierają od 10,5% do 30% chromu bez dodatku niklu. Mają strukturę krystaliczną podobną do żelaza.
Te stale są magnetyczne i mają mniejszą ciągliwość niż austenityczne. Charakteryzują się dobrą odpornością na korozję naprężeniową.
Typowe gatunki to 430 i 409. Gatunek 409 często używa się w układach wydechowych samochodów.
Właściwości charakterystyczne:
- Niższy koszt produkcji
- Dobra odporność na korozję w łagodnych środowiskach
- Ograniczona spawalność
- Skłonność do kruchości w niskich temperaturach
Stosuje się je głównie w przemyśle motoryzacyjnym, sprzęcie gospodarstwa domowego i dekoracyjnych elementach architektonicznych.
Stale martenzytyczne
Stale martenzytyczne zawierają od 11% do 18% chromu i małe ilości niklu. Można je hartować i odpuszczać jak zwykłe stale węglowe.
Te stale są magnetyczne i osiągają wysoką twardość po obróbce cieplnej. Mają najwyższą wytrzymałość mechaniczną spośród wszystkich grup.
Najczęściej używane gatunki to 410, 420 i 440C. Gatunek 440C ma najwyższą zawartość węgla.
Typowe zastosowania:
- Noże i narzędzia tnące
- Łożyska kulkowe
- Sprężyny
- Części maszyn wymagające wysokiej twardości
Odporność na korozję jest niższa niż w stalach austenitycznych. Spawanie wymaga specjalnych procedur z powodu skłonności do pękania.
Stale duplex
Stale duplex łączą strukturę austenityczną i ferrytyczną w proporcjach około 50:50. Zawierają chrom, nikiel i często molibden oraz azot.
Te stale mają słabe właściwości magnetyczne. Charakteryzują się dwukrotnie wyższą wytrzymałością niż stale austenityczne.
Typowe gatunki to 2205 i 2507. Gatunek 2507 ma wyższą zawartość chromu, molibdenu i azotu.
Kluczowe zalety:
- Bardzo wysoka odporność na korozję punktową
- Doskonała odporność na korozję naprężeniową
- Wysoka wytrzymałość mechaniczna
- Dobra spawalność
Stosuje się je w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, morskim i przy produkcji urządzeń do uzdatniania wody. Są szczególnie przydatne w agresywnych środowiskach zawierających chlorki.
Artykuł powstał przy współpracy z ekspertami Stalmut. Stalmut jest hurtownią zaopatrującą przedsiębiorstwa w śruby, nakrętki, podkładki i inne elementy złączne - sprawdź ofertę dostępną na stalmut.pl.