Nehrdzavejúce ocele sa dodávajú v mnohých variantoch, všeobecne klasifikovaných na základe ich chemického zloženia, mikroštruktúry a použitia. Na základe prítomných primárnych legujúcich prvkov možno nehrdzavejúce ocele kategorizovať ako Cr (chrómová oceľ), CrMo (chrómová-molybdénová oceľ), CrNi (chrómová-niklová oceľ), CrNiMn (chróm-nikel-mangánová oceľ alebo vysoko{5}}mangánová oceľ), (chróm-mangán-dusíková oceľ). Na základe ich mikroštruktúry po tepelnom spracovaní ich možno rozdeliť do piatich hlavných kategórií: feritická nehrdzavejúca oceľ, martenzitická nehrdzavejúca oceľ, austenitická nehrdzavejúca oceľ, austenitická -feritická duplexná nehrdzavejúca oceľ a precipitačná{10}} nehrdzavejúca oceľ.
Austenitická nehrdzavejúca oceľ
Austenitická nehrdzavejúca oceľ je vyvinutá na základe 18-8 CrNi ocele. Na zvýšenie odolnosti voči korózii sa do ocele 18-8 často pridávajú ferit-tvoriace prvky, ako sú Ti, Nb, Mo a Si, pričom sa súčasne zvyšuje obsah Cr a znižuje obsah C. Jeho celková korózna odolnosť je primárne určená obsahom týchto legujúcich prvkov, Cr, Ni, Mo a Si. V oxidačných médiách alebo médiách obsahujúcich oxidanty poskytuje pasivačný efekt vynikajúcu odolnosť proti korózii v médiách, ako je kyselina dusičná, vďaka čomu sa široko používa v chemických zariadeniach na výrobu kyseliny dusičnej. V silne oxidujúcich médiách (ako je napríklad vysoká-koncentrácia, kyselina dusičná s vysokou{11}}teplotou alebo kyselina dusičná s pridanými oxidantmi) má potenciál tendenciu presúvať sa do nadmernej{19}}pasivačnej zóny, čo urýchľuje koróziu. Vo všeobecnosti sú ocele odolné len voči zriedenej alebo stredne koncentrovanej kyseline dusičnej, nie koncentrovanej kyseline dusičnej. Ocele obsahujúce špecifické prvky (ako je Si) (napr. 0Cr20Ni24Si4Ti v našej krajine, japonská NAR-SN1 a 00Cr8Ni20Si6 Sovietskeho zväzu) sú však odolné voči koncentrovanej kyseline dusičnej. Pre odolnosť voči zriedenej kyseline sírovej môže pridanie Mo, Cu a Si znížiť rýchlosť korózie. Ocele ako 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti vykazujú dobrú odolnosť voči kyseline sírovej, zatiaľ čo drsné podmienky, ako je horúca kyselina sírová, vyžadujú zliatiny Ni (napr. Ni70Mo27V). Odolnosť proti korózii v alkalických roztokoch je vynikajúca a zvyšuje sa so zvyšujúcim sa obsahom Ni.
Počas tepelného spracovania alebo zvárania sa karbidové fázy ľahko vyzrážajú na hraniciach zŕn a spôsobujú medzikryštalickú koróziu. 18-8. Oceľ typu sa často spracováva roztokom (kalením) pri 900-1100 stupňoch, aby sa štruktúra zmenila na jednofázový austenit a zlepšila sa odolnosť proti medzikryštalickej korózii. Tomu sa dá vyhnúť aj obmedzením obsahu C (menej alebo rovným 0,03 %), pridaním silných karbidotvorných prvkov, ako je Ti/Nb, a stabilizáciou na približne 900 stupňov . Je však citlivý na SCC. Médiá, ktoré spúšťajú SCC, zahŕňajú chloridové vodné roztoky s vysokou koncentráciou nad 80 stupňov, roztoky sulfidov (kyselina polytionová, roztoky H2S), horúce koncentrované alkálie, 150-350 stupňov vysokotlaková-voda atď.; jamková a štrbinová korózia sú tiež náchylné na výskyt vo vodných roztokoch-obsahujúcich chloridy. Inhibícia precipitácie karbidov, redukcia sulfidových inklúzií a zvýšenie čistoty môže znížiť tento problém. Legujúce prvky ako Cr, Mo a N môžu zlepšiť odolnosť proti bodovej korózii a určitú úlohu zohrávajú aj Si a Ni. Feritická nehrdzavejúca oceľ Feritická nehrdzavejúca oceľ označuje chrómovú nehrdzavejúcu oceľ s feritovou štruktúrou pri izbovej teplote. Podľa obsahu Cr sa delí na typ Cr13, typ Cr16-19 a typ Cr25-28. So zvyšujúcim sa obsahom Cr sa zlepšuje odolnosť oxidačnej kyseliny voči korózii a oxidácii; v oxidačných médiách, ako je kyselina dusičná, je odolnosť proti korózii podobná odolnosti Cr-Ni austenitickej nehrdzavejúcej ocele s rovnakým obsahom Cr, ale v redukčných médiách je horšia ako druhá. Hoci feritická oceľ s vysokým-Cr má vysokú medzu klzu, vysokú tepelnú vodivosť a nízku cenu, je krehká (zhrubnutie zrna v tepelne-ovplyvnenej zóne po zváraní ju robí krehkejšou), má slabú odolnosť proti bodovej jamke a je citlivá na zárezy. Jeho rozsah použitia je užší ako v prípade Cr-Ni austenitickej nehrdzavejúcej ocele. [2] Jeho medzikryštalická korózia pochádza z rozkladu presýteného tuhého roztoku a precipitácia Cr-zlúčenín C a N na hraniciach zŕn vedie k úbytku Cr v okolí. Feritická nehrdzavejúca oceľ bežnej čistoty má vyššiu tendenciu k medzikryštalickej korózii v dôsledku rýchleho zrážania uhlíka Cr a nitridov. Môže sa vyskytnúť nielen v silných korozívnych médiách, ale aj v slabých médiách (ako je voda z vodovodu). Zlepšenia možno dosiahnuť zvýšením obsahu Cr, znížením pomeru C/N, pridaním stabilizačných prvkov, ako je Ti/Nb, alebo vykonaním mierneho žíhania pri 700-800 stupňoch. Odolnosť voči chloridom SCC je lepšia ako u austenitickej nehrdzavejúcej ocele (roviny kubickej mriežky v strede tela sa ľahko skĺznu a vytvárajú sieťové dislokácie, pri ktorých je menej pravdepodobné, že sa vytvoria lineárne drážky). SCC sa však stále môže vyskytovať v dôsledku medzikryštalickej korózie a jamkovej korózie, ktorej sa dá zabrániť pridaním Ti a Nb. Vysokočistú feritickú nehrdzavejúcu oceľ odolnú proti bodaniu je možné získať pridaním Mo a rafináciou na zníženie nečistôt, ako je pomer C/N a nekovové inklúzie.
Martenzitická nehrdzavejúca oceľ
Martenzitická nehrdzavejúca oceľ je chrómová nehrdzavejúca oceľ s martenzitickou štruktúrou pri izbovej teplote. Obsahuje vysoké hladiny Cr (wCr=13%-18%) a C (wC=0.1%-0,9%). Reprezentatívne triedy zahŕňajú 20Cr13, 30Cr13, 40Cr13 a 95Cr18. Pri normálnych teplotách kalenia vytvára čistý austenit, ktorý sa po ochladení mení na martenzit. Zvýšenie obsahu uhlíka zvyšuje pevnosť, tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu, ale znižuje odolnosť proti korózii. Často sa používa pri výrobe prístrojov a meracích nástrojov s vysokými mechanickými vlastnosťami a určitým stupňom odolnosti proti korózii.
Oceľ Cr13 vykazuje vynikajúcu celkovú odolnosť proti korózii v slabo korozívnych médiách, ako je vzduch a slabé roztoky organických kyselín/solí. Jeho odolnosť proti korózii súvisí s jeho mikroštruktúrou; po ochladení zostáva odolnosť proti korózii v súlade s meniacim sa obsahom uhlíka. Temperovanie pod 450 stupňov má malý vplyv na odolnosť proti korózii. Teplo{5}}popúšťanie pri vysokej teplote však vedie k ochudobnenému tuhému roztoku-v dôsledku tvorby karbidov Cr, čím sa znižuje odolnosť proti korózii. Temperovanie pri 700-750 stupňoch zvyšuje odolnosť proti korózii v dôsledku zníženia gradientu koncentrácie Cr vo ferite. V žíhanom stave zvyšujúci sa obsah uhlíka v oceli ďalej vyčerpáva feritovú fázu, čím sa znižuje odolnosť proti korózii. Na zlepšenie výkonu sa často pridávajú prvky ako Ni, Mo, V, Co, Si a Cu. Zvýšenie obsahu Cr môže tiež zlepšiť odolnosť proti korózii, ale obsah C sa musí zodpovedajúcim spôsobom zvýšiť, aby sa dosiahla martenzitická štruktúra. Nahradenie C Ni za C má podobné účinky{13}}Cr17Ni2 je martenzitická oceľ s vynikajúcou odolnosťou proti korózii.
Duplexné nerezové ocele
Tieto druhy boli vyvinuté na kombinovanie rôznych mikroštruktúr a vlastností a zahŕňajú martenzitové -feritové duplexné a austenitové-feritové duplexné nehrdzavejúce ocele. Reprezentatívny martenzitický-ferit, 12Cr13, ponúka odolnosť proti korózii podobnú ako martenzitické nehrdzavejúce ocele, ale s nižšou tvrdosťou, vyššou ťažnosťou a lepšou zvárateľnosťou. Austenitické-feritové nehrdzavejúce ocele vrátane Cr18, Cr21 a Cr25 sa vyznačujú vysokou pevnosťou (σ₀.₂ je približne dvojnásobkom austenitickej nehrdzavejúcej ocele), nízkym koeficientom rozťažnosti, vysokou tepelnou vodivosťou, vynikajúcou odolnosťou voči medzikryštalickej korózii, únave z korózie napätím/koróziou a nízkym výskytom korózie s jamkami a štrbinami a ich nízky obsah Ni Okrem duplexnej nehrdzavejúcej ocele existuje aj druh nehrdzavejúcej ocele s precipitačným{13}}tvrdnutím v rámci nehrdzavejúcej ocele s komplexnou fázou. Jeho primárnym účelom je vytvoriť precipitačnú-fázu vytvrdzovania v martenzitovej alebo austenitovej štruktúre vhodným pridaním legujúcich prvkov a tepelným spracovaním, výsledkom čoho je ultra-vysoko{17}}pevná nehrdzavejúca oceľ.
Doska a pás z nehrdzavejúcej ocele pre tlakové zariadenia
Nerezová oceľ špeciálne navrhnutá pre tlakové nádoby má jasné požiadavky na klasifikáciu a označenie, rozmery, tvar, tolerancie, technické požiadavky, skúšobné metódy, pravidlá kontroly, balenie, označovanie a certifikáciu kvality výrobkov. Bežné druhy zahŕňajú 06Cr19Ni10 a 022Cr17Ni12Mo2 s číselnými kódmi ako S30408 a S31603. Používa sa predovšetkým v sanitárnych zariadeniach, ako sú stroje na spracovanie potravín a farmaceutické stroje.
