Yleinen tieto ruostumattomasta teräksestä
Teräs on yleisnimitys rauta-hiiliseoksille, joiden hiilipitoisuus on 0,02–2,11 %. Yli 2,11 % on rautaa.
Teräksen kemiallinen koostumus voi vaihdella suuresti. Pelkästään hiiltä sisältävää terästä kutsutaan hiiliteräkseksi tai tavalliseksi teräkseksi. Teräksen sulatusprosessissa voidaan lisätä myös kromia, nikkeliä, mangaania, piitä, titaania, molybdeeniä ja muita seosaineita teräksen ominaisuuksien parantamiseksi.
Ruostumaton teräs on teräs, jonka tärkeimmät ominaisuudet ovat ruosteenkestävyys ja korroosionkestävyys, ja sen kromipitoisuus on vähintään 10,5 % ja hiilipitoisuus enintään 1,2 %.
1. Ruostumaton teräs ei ruostu?
Kun ruostumattoman teräksen pinnalla on ruskeita ruostepisteitä (läiskiä), ihmiset yllättyvät. He luulevat, että ruostumaton teräs ei ruostu. Ruostumaton teräs ei ole ruostumatonta terästä. Se voi johtua teräksen laatuongelmasta. Itse asiassa tämä on yksipuolinen virheellinen näkemys ruostumattoman teräksen ymmärtämättömyydestä. Ruostumaton teräs ruostuu tietyissä olosuhteissa. Ruostumattomalla teräksellä on kyky vastustaa ilmakehän hapettumista – ruosteenkestävyys – ja se kestää myös korroosiota happoja, emäksiä ja suolaa sisältävässä väliaineessa eli korroosionkestävyys. Sen korroosionkestävyys vaihtelee kuitenkin sen kemiallisen koostumuksen, olomuodon, käyttöolosuhteiden ja ympäristön tyypin mukaan. Esimerkiksi 304-materiaalilla on erinomainen korroosionkestävyys kuivassa ja puhtaassa ilmakehässä, mutta kun se siirretään rannikkoalueelle, se ruostuu pian paljon suolaa sisältävässä merisumussa. Siksi mikään ruostumaton teräs ei kestä korroosiota ja ruostetta milloinkaan. Ruostumaton teräs on erittäin ohut, kiinteä ja hienojakoinen, kromia sisältävä oksidikalvo (suojakalvo), joka muodostuu sen pinnalle estämään happiatomien jatkuvan tunkeutumisen ja hapettumisen, jolloin saadaan kyky vastustaa korroosiota. Kun kalvo jostain syystä vaurioituu jatkuvasti, ilman tai nesteen happiatomit jatkavat tunkeutumistaan tai metallin rautaatomit jatkavat erottumistaan muodostaen irtonaista rautaoksidia, ja metallipinta myös syöpyy jatkuvasti.
2. Millainen ruostumaton teräs ei ole helppo ruostua?
Ruostumattoman teräksen korroosioon vaikuttaa kolme päätekijää.
1) Seosaineiden pitoisuus
Yleisesti ottaen 10,5 % kromipitoisuudeltaan teräs ei ruostu helposti. Mitä korkeampi kromi- ja nikkelipitoisuus on, sitä parempi on korroosionkestävyys. Esimerkiksi 304-materiaalin nikkelipitoisuus on 8–10 % ja kromipitoisuus 18–20 %. Tällainen ruostumaton teräs ei ruostu normaaleissa olosuhteissa.
2) Tuotantoyritysten sulatusprosessi
Tuotantoyrityksen sulatusprosessi vaikuttaa myös ruostumattoman teräksen korroosionkestävyyteen. Suuret ruostumattomasta teräksestä valmistetut tehtaat, joissa on hyvä sulatustekniikka, edistyneet laitteet ja edistynyt teknologia, voivat taata seosaineiden hallinnan, epäpuhtauksien poiston ja aihion jäähdytyslämpötilan hallinnan. Siksi tuotteen laatu on vakaa ja luotettava, sisäinen laatu on hyvä eikä se ruostu helposti. Päinvastoin, jotkut pienet terästehtaat ovat laitteiden ja teknologian suhteen jälkeenjääneitä. Sulatusprosessin aikana epäpuhtauksia ei voida poistaa, ja tuotetut tuotteet väistämättä ruostuvat.
3) Ulkoinen ympäristö
Kuiva ilmasto ja hyvä ilmanvaihto eivät ruostu helposti. Alueet, joilla on korkea ilmankosteus, jatkuva sateinen sää tai korkea ilman happamuus ja emäksisyys, ovat kuitenkin alttiita ruostumiselle. 304-ruostumaton teräs ruostuu, jos ympäristö on liian huono.
3. Miten käsitellä ruostumattoman teräksen ruosteisia kohtia?
1) Kemialliset menetelmät
Käytä happopuhdistustahnaa tai -suihketta auttaaksesi ruostuneita osia passivoimaan uudelleen muodostaen kromioksidikalvon, joka palauttaa niiden korroosionkestävyyden. Happopuhdistuksen jälkeen on erittäin tärkeää huuhdella osat huolellisesti puhtaalla vedellä kaikkien epäpuhtauksien ja happojäämien poistamiseksi. Kiillota kaikki käsittelyt uudelleen kiillotusvälineillä ja tiivistä kiillotusvahalla. Osiin, joissa on hieman ruostetahroja, voidaan käyttää myös 1:1 bensiinin ja moottoriöljyn sekoitusta ruostetahrojen pyyhkimiseen puhtailla räteillä.
2) Mekaaninen menetelmä
Raepuhallus, hiekkapuhallus lasi- tai keraamisilla hiukkasilla, tuhoaminen, harjaaminen ja kiillotus. Aiemmin poistettujen materiaalien, kiillotusmateriaalien tai tuhottujen materiaalien aiheuttama epäpuhtaus on mahdollista pyyhkiä pois mekaanisilla menetelmillä. Kaikenlaiset epäpuhtaudet, erityisesti vieraat rautahiukkaset, voivat aiheuttaa korroosiota, erityisesti kosteassa ympäristössä. Siksi mekaanisesti puhdistettu pinta tulee puhdistaa muodollisesti kuivissa olosuhteissa. Mekaaninen menetelmä puhdistaa vain pinnan eikä muuta itse materiaalin korroosionkestävyyttä. Siksi on suositeltavaa kiillottaa pinta uudelleen kiillotuslaitteilla mekaanisen puhdistuksen jälkeen ja tiivistää kiillotusvahalla.
4. Voidaanko ruostumatonta terästä arvioida magneetin avulla?
Monet ihmiset ostavat ruostumatonta terästä tai ruostumattomasta teräksestä valmistettuja tuotteita ja ottavat mukaansa pienen magneetin. Kun he katsovat tuotteita, he ajattelevat, että hyvä ruostumaton teräs on sellaista, jota ei voida imeä itseensä. Ilman magnetismia ei ole ruostetta. Itse asiassa tämä on virheellinen käsitys.
Ei-magneettinen ruostumaton teräsnauha määräytyy rakenteen mukaan. Sulan teräksen jähmettymisprosessissa eri jähmettymislämpötilojen vuoksi muodostuu erilaisia rakenteellisia ruostumattomia teräsrakenteita, kuten "ferriitti", "austeniitti" ja "martensiitti". "Ferriittinen" ja "martensiittinen" ruostumaton teräs on magneettinen. "Austeniittisella" ruostumattomalla teräksellä on hyvät kokonaisvaltaiset mekaaniset ominaisuudet ja hitsattavuus, mutta magneettinen "ferriittinen" ruostumaton teräs on "austeniittista" ruostumatonta terästä vahvempi vain korroosionkestävyyden suhteen.
Tällä hetkellä markkinoilla olevilla niin sanotuilla 200- ja 300-sarjan ruostumattomilla teräksillä, joilla on korkea mangaanipitoisuus ja alhainen nikkelipitoisuus, ei myöskään ole magnetismia, mutta niiden suorituskyky on kaukana korkean nikkelipitoisuuden omaavan 304-teräksen suorituskyvystä. Päinvastoin, 304-teräksellä on mikromagnetismia venytyksen, hehkuttamisen, kiillotuksen, valun ja muiden prosessien jälkeen. Siksi on väärinkäsitystä ja epätieteellistä arvioida ruostumattoman teräksen etuja ja haittoja käyttämällä magnetismia vailla olevaa ruostumatonta terästä.
5. Mitä ruostumattoman teräksen merkkejä käytetään yleisesti?
201: Mangaania käytetään nikkelipohjaisen ruostumattoman teräksen sijaan, jolla on tietty happo- ja emäskestävyys, korkea tiheys, kiillotus ja kuplaton rakenne. Sitä käytetään kellokoteloissa, koristeputkissa, teollisuusputkissa ja muissa matalalla vedolla varustetuissa tuotteissa.
202: Se kuuluu vähänikkeliseen ja runsasmangaaniseen ruostumattomaan teräkseen, jonka nikkeli- ja mangaanipitoisuus on noin 8 %. Heikoissa korroosio-olosuhteissa se voi korvata 304-teräksen ja tarjoaa korkeat kustannukset. Sitä käytetään pääasiassa rakennusten sisustuksessa, moottoriteiden kaiteissa, kunnallistekniikassa, lasikaiteissa, moottoriteiden rakennuksissa jne.
304: Yleisesti ottaen ruostumaton teräs, jolla on hyvä korroosionkestävyys, lämmönkestävyys, alhaisen lämpötilan lujuus ja mekaaniset ominaisuudet sekä korkea sitkeys, käytetään elintarviketeollisuudessa, lääketeollisuudessa, teollisuudessa, kemianteollisuudessa ja kodinsisustusteollisuudessa.
304L: vähähiilinen 304-ruostumaton teräs, jota käytetään korroosionkestävissä ja muovattavissa laitteiden osissa.
316: Mo-lisäyksen ansiosta sillä on erinomainen korroosionkestävyys korkeissa lämpötiloissa, ja sitä käytetään merivesilaitteissa, kemianteollisuudessa, elintarviketeollisuudessa ja paperinvalmistuksessa.
321: Sillä on erinomainen korkean lämpötilan jännityksenmurtolujuus ja korkean lämpötilan virumiskestävyys.
430: Lämmönkestävä väsymys, lämpölaajenemiskerroin on pienempi kuin austeniitilla, ja sitä käytetään kodinkoneissa ja arkkitehtonisessa sisustuksessa.
410: Sillä on korkea kovuus, sitkeys, hyvä korroosionkestävyys, suuri lämmönjohtavuus, pieni laajenemiskerroin ja hyvä hapettumisenkestävyys. Sitä käytetään ilmakehän, vesihöyryn, veden ja hapettavien happojen syövyttävien osien valmistukseen.
Seuraava on taulukko, jossa on esitetty yleisen ruostumattoman teräksen eri teräslaatujen "seosaineiden" sisältö, ainoastaan viitteeksi:
Julkaisun aika: 30. tammikuuta 2023
