Nerezová oceľ (nerezová oceľ)je skratka pre nehrdzavejúcu kyselinovzdornú oceľ a triedy ocele, ktoré sú odolné voči slabým korozívnym médiám, ako je vzduch, para, voda, alebo majú nehrdzavejúce vlastnosti, sa nazývajú nehrdzavejúca oceľ.
Termín „nehrdzavejúca oceľ„nevzťahuje sa len na jeden druh nehrdzavejúcej ocele, ale na viac ako sto druhov priemyselnej nehrdzavejúcej ocele, z ktorých každý má dobrý výkon vo svojej špecifickej oblasti použitia.“
Všetky obsahujú 17 až 22 % chrómu a lepšie druhy ocele obsahujú aj nikel. Pridanie molybdénu môže ďalej zlepšiť atmosférickú koróziu, najmä odolnosť voči korózii v prostrediach obsahujúcich chloridy.
Klasifikácia nehrdzavejúcej ocele
1. Čo je nehrdzavejúca oceľ a kyselinovzdorná oceľ?
Odpoveď: Nerezová oceľ je skratka pre nehrdzavejúcu kyselinovzdornú oceľ, ktorá je odolná voči slabým korozívnym médiám, ako je vzduch, para, voda, alebo je nehrdzavejúca oceľ. Korodované druhy ocele sa nazývajú kyselinovzdorné ocele.
Vzhľadom na rozdielne chemické zloženie týchto dvoch materiálov sa líšia aj ich odolnosť voči korózii. Bežná nehrdzavejúca oceľ vo všeobecnosti nie je odolná voči korózii v chemickom prostredí, zatiaľ čo kyselinovzdorná oceľ je vo všeobecnosti nehrdzavejúca.
2. Ako klasifikovať nehrdzavejúcu oceľ?
Odpoveď: Podľa organizačného stavu sa dá rozdeliť na martenzitickú oceľ, feritickú oceľ, austenitická oceľ, austeniticko-feritickú (duplexnú) nehrdzavejúcu oceľ a precipitačne kaliteľnú nehrdzavejúcu oceľ.
(1) Martenzitická oceľ: vysoká pevnosť, ale slabá plasticita a zvárateľnosť.
Bežne používané druhy martenzitickej nehrdzavejúcej ocele sú 1Cr13, 3Cr13 atď. Vďaka vysokému obsahu uhlíka má vysokú pevnosť, tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu, ale odolnosť proti korózii je mierne nízka a používa sa kvôli vysokým mechanickým vlastnostiam a odolnosti proti korózii. Vyžaduje sa na niektoré všeobecné diely, ako sú pružiny, lopatky parných turbín, ventily hydraulických lisov atď.
Tento typ ocele sa používa po kalení a popúšťaní a po kovaní a lisovaní je potrebné žíhanie.
(2) Feritická oceľ: 15 % až 30 % chrómu. Jej odolnosť proti korózii, húževnatosť a zvariteľnosť sa zvyšujú so zvyšujúcim sa obsahom chrómu a jej odolnosť voči korózii v dôsledku chloridového napätia je lepšia ako u iných typov nehrdzavejúcej ocele, ako napríklad Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 atď.
Vďaka vysokému obsahu chrómu má relatívne dobrú odolnosť voči korózii a oxidácii, ale jeho mechanické vlastnosti a procesné vlastnosti sú slabé. Používa sa najmä na kyselinovzdorné konštrukcie s nízkym namáhaním a ako antioxidačná oceľ.
Tento typ ocele odoláva korózii v atmosfére, kyseline dusičnej a soľnom roztoku a vyznačuje sa dobrou odolnosťou voči oxidácii pri vysokých teplotách a malým koeficientom tepelnej rozťažnosti. Používa sa v zariadeniach na výrobu kyseliny dusičnej a potravín a možno ju použiť aj na výrobu súčiastok, ktoré pracujú pri vysokých teplotách, ako sú napríklad súčiastky plynových turbín atď.
(3) Austenitická oceľ: Obsahuje viac ako 18 % chrómu a tiež približne 8 % niklu a malé množstvo molybdénu, titánu, dusíka a ďalších prvkov. Má dobrý celkový výkon a je odolná voči korózii v rôznych médiách.
Vo všeobecnosti sa používa rozpúšťacia úprava, to znamená, že oceľ sa zahreje na 1050 – 1150 °C a potom sa ochladí vodou alebo vzduchom, aby sa získala jednofázová austenitická štruktúra.
(4) Austeniticko-feritická (duplexná) nehrdzavejúca oceľ: Má výhody austenitickej aj feritickej nehrdzavejúcej ocele a má superplasticitu. Austenit aj ferit tvoria približne polovicu nehrdzavejúcej ocele.
V prípade nízkeho obsahu C je obsah Cr 18 % až 28 % a obsah Ni je 3 % až 10 %. Niektoré ocele obsahujú aj legujúce prvky, ako sú Mo, Cu, Si, Nb, Ti a N.
Tento typ ocele má vlastnosti austenitických aj feritických nehrdzavejúcich ocelí. V porovnaní s feritom má vyššiu plasticitu a húževnatosť, žiadnu krehkosť pri izbovej teplote, výrazne zlepšenú odolnosť voči medzikryštalickej korózii a zváracie vlastnosti, pričom si zachováva železné telo. Nehrdzavejúca oceľ je krehká pri 475 °C, má vysokú tepelnú vodivosť a vlastnosti superplasticity.
V porovnaní s austenitickou nehrdzavejúcou oceľou má vysokú pevnosť a výrazne zlepšenú odolnosť voči medzikryštalickej korózii a korózii spôsobenej chloridovým napätím. Duplexná nehrdzavejúca oceľ má vynikajúcu odolnosť voči bodkovej korózii a je tiež nikel-šetriacou nehrdzavejúcou oceľou.
(5) Nerezová oceľ s precipitačným kalením: matrica je austenit alebo martenzit a bežne používané triedy nerezovej ocele s precipitačným kalením sú 04Cr13Ni8Mo2Al atď. Je to nerezová oceľ, ktorú je možné kaliť (spevniť) precipitačným kalením (tiež známe ako kalenie starnutím).
Podľa zloženia sa delí na chrómovú nehrdzavejúcu oceľ, chrómniklovú nehrdzavejúcu oceľ a chrómmangánovú dusíkatú nehrdzavejúcu oceľ.
(1) Chrómová nehrdzavejúca oceľ má určitú odolnosť voči korózii (oxidačné kyseliny, organické kyseliny, kavitácia), tepelnú odolnosť a odolnosť voči opotrebovaniu a všeobecne sa používa ako materiál pre zariadenia elektrární, chemikálií a ropy. Jej zvárateľnosť je však nízka a je potrebné venovať pozornosť procesu zvárania a podmienkam tepelného spracovania.
(2) Počas zvárania je chrómniklová nehrdzavejúca oceľ opakovane zahrievaná, aby sa vyzrážali karbidy, čo znižuje odolnosť proti korózii a mechanické vlastnosti.
(3) Pevnosť, ťažnosť, húževnatosť, tvárnosť, zvariteľnosť, odolnosť proti opotrebovaniu a korózii chróm-mangánovej nehrdzavejúcej ocele sú dobré.
Zložité problémy pri zváraní nehrdzavejúcej ocele a úvod do používania materiálov a zariadení
1. Prečo je zváranie nehrdzavejúcej ocele ťažké?
Odpoveď: (1) Tepelná citlivosť nehrdzavejúcej ocele je relatívne vysoká a doba zotrvania v teplotnom rozsahu 450 – 850 °C je o niečo dlhšia, čo výrazne znižuje odolnosť zvaru a tepelne ovplyvnenej zóny voči korózii.
(2) náchylné na tepelné trhliny;
(3) Slabá ochrana a silná oxidácia pri vysokých teplotách;
(4) Koeficient lineárnej rozťažnosti je veľký a je ľahké vytvoriť veľkú deformáciu zvárania.
2. Aké účinné technologické opatrenia možno prijať pri zváraní austenitickej nehrdzavejúcej ocele?
Odpoveď: (1) Zváracie materiály vyberajte prísne podľa chemického zloženia základného kovu;
(2) Rýchle zváranie s malým prúdom, malá energia v sieti znižuje príkon tepla;
(3) Zvárací drôt s tenkým priemerom, zváracia tyč, bez výkyvu, viacvrstvové viacprechodové zváranie;
(4) Nútené chladenie zvarového švu a tepelne ovplyvnenej zóny na skrátenie doby zotrvania pri teplote 450 – 850 °C;
(5) Argónová ochrana na zadnej strane zvaru TIG;
(6) Zvary, ktoré sú v kontakte s korozívnym médiom, sa nakoniec zvaria;
(7) Pasivačná úprava zvarového švu a tepelne ovplyvnenej zóny.
3. Prečo by sme si mali zvoliť zvárací drôt a elektródu série 25-13 na zváranie austenitickej nehrdzavejúcej ocele, uhlíkovej ocele a nízkolegovanej ocele (zváranie odlišných ocelí)?
Odpoveď: Na zváranie zvarových spojov rôznych druhov ocelí spájajúcich austenitickú nehrdzavejúcu oceľ s uhlíkovou oceľou a nízkolegovanou oceľou sa ako zvarový kov musí použiť zvárací drôt série 25-13 (309, 309L) a zváracia tyč (austenitická 312, austenitická 307 atď.).
Ak sa použijú iné zváracie materiály z nehrdzavejúcej ocele, na línii zvaru uhlíkovej a nízkolegovanej ocele sa objaví martenzitická štruktúra a studené trhliny.
4. Prečo sa pri zváraní plných nehrdzavejúcich oceľových drôtov používa ochranný plyn 98 % Ar + 2 % O2?
Odpoveď: Počas MIG zvárania plného drôtu z nehrdzavejúcej ocele, ak sa ako tienenie použije čistý argónový plyn, je povrchové napätie roztaveného kúpeľa vysoké a zvar je zle tvarovaný, má tvar zvaru „hrboľatý“. Pridanie 1 až 2 % kyslíka môže znížiť povrchové napätie roztaveného kúpeľa a zvarový šev je hladký a krásny.
5. Prečo povrch plného zváracieho drôtu z nehrdzavejúcej ocele pri MIG zváraní sčernie? Ako tento problém vyriešiť?
Odpoveď: Rýchlosť zvárania MIG pri plnom zváracom drôte z nehrdzavejúcej ocele je relatívne vysoká (30 – 60 cm/min). Keď dýza ochranného plynu dosiahne prednú oblasť roztaveného kúpeľa, zvarový šev je stále v rozpálenom stave s vysokou teplotou, ktorý sa ľahko oxiduje vzduchom a na povrchu sa tvoria oxidy. Zvary sú čierne. Metóda morenia a pasivácie dokáže odstrániť čiernu vrstvu a obnoviť pôvodnú farbu povrchu nehrdzavejúcej ocele.
6. Prečo je potrebné, aby sa pri zváraní plného nehrdzavejúceho oceľového drôtu používal pulzný zdroj napájania na dosiahnutie prechodu prúdu a zvárania bez rozstreku?
Odpoveď: Pri zváraní MIG s plným drôtom z nehrdzavejúcej ocele, zváracím drôtom φ1,2 a prúdom I ≥ 260 ~ 280 A je možné dosiahnuť prechod prúdu; pri menšej hodnote kvapky dochádza k skratovému prechodu a rozstreku je veľký, čo sa vo všeobecnosti neodporúča.
Iba použitím MIG napájacieho zdroja s pulzným režimom je možné dosiahnuť prechod pulzných kvapiek z malých na veľké hodnoty (minimálna alebo maximálna hodnota sa musí zvoliť podľa priemeru drôtu) a zvárať bez rozstreku.
7. Prečo je zvárací drôt z nehrdzavejúcej ocele s tavidlovým jadrom chránený plynom CO2 namiesto pulzného napájania?
Odpoveď: V súčasnosti sa bežne používa zvárací drôt z nehrdzavejúcej ocele s tavidlom (ako napríklad 308, 309 atď.), ktorého zloženie tavidla sa vyvíja podľa chemickej metalurgickej reakcie zvárania pod ochranou plynu CO2, takže vo všeobecnosti nie je potrebné pulzné napájanie oblúkom (pulzné napájanie v podstate vyžaduje použitie zmesi plynov). Ak chcete vstúpiť do prechodu kvapiek vopred, môžete použiť aj pulzné napájanie alebo konvenčný model zvárania v ochrannej atmosfére plynu so zváraním zmesou plynov.
Čas uverejnenia: 24. marca 2023