Kas yra nerūdijantis plienas?

Austenitiniam nerūdijančiam plienui daugiausia būdingas didelis chromo (Cr) kiekis, didelis nikelio (Ni) kiekis, mažas anglies (C) kiekis ir dažnai pridedamas molibdenas (Mo). Ši plieno grupė yra pati didžiausia ir reikšmingiausia, o įprastas 18/8 ir „atsparus rūgštims“ plienas priklauso šiai grupei. Paprastai jis nėra magnetinis, tačiau dėl šalčio deformacijos tampa silpnai magnetinis. 

Žvelgiant iš mechaninės pusės, austenitinis plienas pasižymi „pailgėjimas plyšimo metu“ = kas reiškia tvirtumą. Austenitinis plienas yra gana minkštas ir ypač tinkamas plastiko liejimui, pavyzdžiui, virtuvės kriauklių giluminiam ištempimui. Lyginant su likusiomis rūšimis, austenitai primena „kramtomos gumos pavidalo plieną“, o būtent dėl ​​puikaus formavimosi, suvirinamumo ir atsparumo korozijai, austenitai yra dažniausiai naudojama grupė. Viskas nuo durų rankenų iki didžiulių alaus daryklų rezervuarų gali būti pagaminta iš austenitinio nerūdijančio plieno. 

Priešingai nei feritinis plienas, austenitinis plienas netampa trapus žemoje temperatūroje ir turi geresnes savybes, apsaugančias nuo susitraukimo aukštoje temperatūroje. Austenitinis plienas paprastai turi gerą atsparumą korozijai, bet yra pažeidžiamas chloridų sukeltai korozijai. Todėl austenitinis plienas ne visada tinka itin įkaitusiems komponentams vandeninėje aplinkoje. 

Visame pasaulyje nerūdijančio plieno tarpe vis dar vyrauja 4301 ir 4401 klasika. Šie vamzdžiai yra „įprasti nerūdijantys“, reiškiantys 4301. 

Martensitiniame nerūdijančiame pliene paprastai yra 12-16% Cr, mažai Ni, retai Mo ir santykinai daug anglies (C, 0,12-1,2%). Jis gali būti sukietintas greitai aušinant iki daugiau nei 1000 HV, o dėl ypatingo kietumo jis ypač tinka pjaustymo įrankių gamybai, tokių kaip chirurginė įranga ir aukštos kokybės virtuviniai peiliai. 

Grūdintas martensitinis plienas negali būti nei plastiškai formuojamas, nei suvirinamas. Plienas praras savo kietumą, jei bus suvirintas arba kitaip termiškai veikiamas. Martensitiniai plienai yra itin magnetiniai ir dėl mažo Cr ir didelio C kiekio paprastai yra prastai atsparūs korozijai. Tai dažnai pastebima po to, kai brangus virtuvinis peilis buvo išplautas indaplovėje. 

Chirurginė įranga gali būti gaminama naudojant martensitinį nerūdijantį plieną. Tai suteikia didelį stiprumą, bet, deja, palyginti prastą atsparumą korozijai. 

Feritiniame nerūdijančiame pliene paprastai yra 12-18% Cr, mažai Ni, ir nedaug anglies (C ≤ 0,12). Feritų metalurginė struktūra tokia pati kaip ir švelnaus plieno, tačiau dėl mažo anglies kiekio jie nėra grūdinami. Jis yra gana minkštas, ir yra ne toks kietas, lyginant su austenitiniu plienu. Feritinis plienas gali būti deformuojamas šalčiu, bet ne tokios pat temperatūros, kaip austenitinis „kramtomosios gumos“ plienas. Stabilizuoti tipai yra suvirinami (45XX tipai) ir visi jie yra itin magnetiniai. 

Mažiausias sulydytas (pvz., 4003) turi santykinai prastą atsparumą korozijai (ypač rūgštyje), o stipriau sulydytas (pvz., 4521) yra panašus į rūgščiai atsparų plieną dėl taškinės korozijos ir dalinės plyšinės korozijos. Be to, feritinis plienas yra daug pranašesnis už austenitinį plieną, veikiant stipriai korozijai. 

Dėl mažo nikelio kiekio, feritai yra palyginti pigūs ir vis dažniau naudojami, kai austenitinio plieno formavimas ir suvirinamumas yra nesvarbus arba, kai norima gražaus ir magnetinio paviršiaus, pvz., šaldytuvo durelėse, atraminėse plokštėse ar durų rankenose. Dėl tų pačių priežasčių pasaulinis feritinio nerūdijančio plieno rūšių sunaudojimas labai didėja. 

Be to, feritinis plienas turi didelių galimybių, susijusių su kaitinamomis sudedamosiomis dalimis, kai yra įtampos korozijos rizika tiek įprasto, tiek rūgštims atsparaus nerūdijančio plieno tipams, taip pat kai reikalingas laidumas šilumai, kuris yra geresnis nei austenitinio plieno. Šiluminis išilginis plėtimasis atitinka juodojo plieno plėtimąsi, kuris atitinka maždaug 2/3 austenitinio plieno. 

Feritinis nerūdijantis plienas gali būti naudingas medžiagoms, turinčioms plonas prekes, aukštas medžiagų kainas ir paprastą apdirbimą. Šis Sirijoje pagamintas ąsotis yra pagamintas iš 4016 (AISI 430), kuris yra plačiai naudojama medžiaga viešojo maitinimo pramonėje. Tai, beje, yra puikus pavyzdys, kad feritinis nerūdijantis plienas gali būti stipriai ištempiamas. 

„Duplex“ yra labai ypatingas nerūdijančio plieno grupės terminas. Unikali „duplex“ plieno dalis yra ta, kad skirtingai nei austenitinis (pvz., 4301 ir 4401 klasika) arba feritinis chromo plienas (pvz., 4016 ir 4509), jis nėra vienfazis. „Duplex“ plienas yra dviejų fazių. Paprasčiau tariant, tai reiškia, kad šiek tiek daugiau nei pusė (paprastai 55%) plieno mikrostruktūros yra feritinė, o likusi dalis yra austenitinė. Tokiu būdu „duplex“ plienas gali būti priskirtas dviejų labiausiai paplitusių nerūdijančio plieno grupių „kryžkelei“.

Precipitacinio grūdinimo (PH) nerūdijantis plienas yra dviejų fazių martensitinis-austenitinis itin tvirtas plienas. Paprastai jame yra 15–17 % Cr, 4–8 % Ni, mažai Mo ir iki 5 % vario (Cu). Precipitacinis grūdinimas vyksta aukštesnėje temperatūroje, atsiskiriant svetimoms fazėms, todėl PH lydiniai paprastai būna stiprūs, bet mažiau atsparūs korozijai. Dažniausi PH nerūdijančio plieno tipai yra „15–5 PH“ ir „17–4 PH“, kurie kartais naudojami nerūdijančio plieno grandinių jungtims ir golfo lazdoms gaminti. Be šių pavyzdžių, precipitacinio grūdinimo plienas yra retai naudojama nerūdijančio plieno grupė. 

Aukščiau pateikti pavyzdžiai iliustruoja puikų palyginti reto nerūdijančiojo 17-4 PH lydinio (15-5 PH, EN 1.4542) naudojimą. Tiek smūgio paviršius, tiek nurodytos golfo lazdos „korpusas“ gaminami naudojant precipitacinio grūdinimo nerūdijantį plieną.