Toată lumea știe despre oțel inoxidabil, dar cei care nu sunt profesioniști, în general, nu știu că oțelul inoxidabil este împărțit în diferite tipuri și chiar sute de grade.
„Oțel inoxidabil” este un concept foarte general. Conform standardului european EN 10088, oțelul inoxidabil se referă la o categorie de materiale metalice cu un conținut de crom (Cr) de peste 10,5% și funcție anticorozivă. Se pot adăuga și alte elemente de aliere pentru alte considerente de performanță.
În general, oțelul inoxidabil este împărțit în cinci categorii: oțel inoxidabil martensitic, oțel inoxidabil feritic, oțel inoxidabil austenitic, oțel inoxidabil duplex și oțel inoxidabil cu întărire prin precipitare.
Pentru a distinge rapid aceste cinci tipuri de oțel inoxidabil, se poate face o judecată preliminară pe baza conținutului de aliaj al materialului.
Oțel inoxidabil martensitic
Figura 1 Oțel inoxidabil martensitic
Oțelul inoxidabil martensitic aparține aliajului Fe-Cr-C-(Ni-Mo) - principalele elemente de aliere sunt fierul, cromul și carbonul, iar unele clase conțin nichel și molibden.
Caracteristica acestui tip de material este că conținutul de crom (Cr) este între 11,5~18%. În comparație cu alte tipuri de oțel inoxidabil, conținutul său de carbon (C) este foarte mare, între 0,15~1,2%. Trebuie remarcat faptul că conținutul de carbon al oțelului aliat general, cum ar fi Q355B, este de numai aproximativ 0,2%.
Acest tip de material poate fi întărit prin tratament termic pentru a obține rezistență și duritate mai mari. Oțelul inoxidabil martensitic este practic magnetic, iar această caracteristică poate fi folosită și ca metodă preliminară pentru a judeca tipul de material.
Oțelul inoxidabil martensitic este adesea folosit pentru a face produse care necesită duritate mai mare, cum ar fi cuțite de bucătărie, instrumente chirurgicale sau rulmenți.
Oțel inoxidabil feritic
Figura 2 Oțel inoxidabil feritic
Oțelul inoxidabil feritic aparține aliajului Fe-Cr-(Mo) - principalele elemente de aliere sunt fierul și cromul, iar unele clase conțin molibden.
În comparație cu martensita, oțelul inoxidabil feritic are un conținut de carbon mai scăzut, în general sub 0,08%, dar o gamă mult mai largă de conținut de crom - 10,5~30%.
Ferita este, de asemenea, magnetică. Acest tip de material este greu de întărit prin tratament termic și este, în general, utilizat în situațiile în care duritatea nu este o cerință ridicată, dar rezistența la fisurarea coroziunii prin stres cu clorură este ridicată, cum ar fi sistemele de evacuare a automobilelor, ornamentele auto, turnurile de apă caldă și alte echipamente.
Oțel inoxidabil austenitic
Figura 3 Oțel inoxidabil austenitic
Oțelul inoxidabil austenitic aparține aliajului Fe-Cr-Ni (Mo) - principalele elemente de aliere sunt fierul, cromul, nichelul, iar unele clase conțin molibden.
Similar cu ferita, oțelul inoxidabil austenitic controlează de obicei conținutul de carbon sub 0,08%, conținutul de crom este între 16 și 28%, iar intervalul de conținut de nichel este mult mai mare - 3,5 până la 32% .
Conținutul de aliaj al acestor materiale asigură menținerea întotdeauna a structurii austenitice de la temperaturile criogenice până la punctul de topire. Ca și martensita, austenita poate fi, de asemenea, întărită prin tratament termic pentru a-și modifica proprietățile mecanice.
Trebuie remarcat faptul că oțelul inoxidabil austenitic este în general nemagnetic, dar va deveni în general magnetic dacă este prelucrat la rece fără tratament cu soluție. Cea mai mare caracteristică a austenitei este rezistența sa excelentă la coroziune, ductilitatea și duritatea.
Pe baza proprietăților sale excelente, austenita este în general folosită pentru a face ustensile de bucătărie de calitate alimentară, echipamente industriale chimice, produse de construcții etc.
Oțel inoxidabil duplex
Fiture 4 Duplex din oțel inoxidabil
Oțelul inoxidabil duplex aparține aliajului Fe-Cr-Ni-(Mo)-N - principalele elemente de aliere sunt fier, crom, nichel, azot, iar unele grade conțin molibden.
Așa-numita „fază dublă” înseamnă că structura ferită și structura austenită reprezintă fiecare 50%, iar performanța sa combină, de asemenea, avantajele feritei și austenitei într-una singură - are o limită de curgere și o rezistență la tracțiune mai mare decât austenita și este magnetic.
Se poate spune că conținutul de carbon al oțelului inoxidabil duplex este cel mai scăzut dintre toate oțelurile inoxidabile - mai puțin de 0,03%. Limita inferioară a conținutului de crom este mai mare decât cea a altor oțeluri inoxidabile - 21~26%. Conținutul de nichel este de 3,5~8%. Unele clase individuale conțin molibden, dar în general nu va depăși 4,5%.
Oțelul inoxidabil duplex poate fi utilizat în general în echipamente maritime, instalații petrochimice, schimbătoare de căldură, echipamente de fabricare a hârtiei etc.
Oțel inoxidabil cu întărire prin precipitații
Figura 5 Oțel inoxidabil întărit prin precipitații
Oțelul inoxidabil de întărire prin precipitare aparține aliajului Fe-Cr-Ni-(Mo-Al-Cu-Nb)-N - principalele elemente de aliere sunt fierul, cromul, nichelul și azotul, iar unele clase conțin molibden, aluminiu, cupru și niobiu.
Acest tip de oțel inoxidabil se caracterizează prin rezistență moderată la coroziune, procesare ușoară și poate produce o rezistență foarte mare după tratamentul termic la temperaturi relativ scăzute (în general 500 ~ 800 de grade).
Oțelul inoxidabil întărit prin precipitare are o microstructură inițială de austenită sau martensită. Oțelul inoxidabil austenitic poate fi transformat în martensită prin tratament termic înainte de întărirea prin precipitare. Când martensita este călită, tratamentul termic rezultat va face ca compușii intermetalici duri să precipite din rețea, iar apoi va avea loc întărirea prin precipitare.
După tratarea termică, acest tip de material poate obține o limită de curgere care este de 3 sau chiar de 4 ori mai mare decât a oțelului inoxidabil austenitic - 520MPa~1500MPa. Prin urmare, este folosit mai ales în industria aerospațială și în alte domenii de înaltă tehnologie care necesită rezistență ridicată a materialului.