Apakah keluli tahan karat?
Keluli tahan karat sebenarnya adalah singkatan untuk "keluli tahan asid-karat", merujuk kepada kelas keluli aloi dengan besi sebagai bahan asas dan kandungan kromium tidak kurang daripada 10.5% (mengikut jisim). Logam ini boleh diubah suai dengan menambah unsur mengaloi seperti nikel, molibdenum, mangan, dan nitrogen untuk menyesuaikan komposisi dan sifat dalamannya. Contohnya, menggabungkan nikel ke dalam keluli tahan karat meningkatkan rintangan kakisan dan toleransi suhu-yang tinggi. Akibatnya, bahan logam ini mendapat aplikasi yang meluas dalam pelbagai industri selepas pemprosesan.
Klasifikasi Keluli Tahan Karat
Berdasarkan struktur mikro selepas rawatan haba, keluli tahan karat terutamanya dikategorikan kepada lima jenis utama berikut.
Keluli Tahan Karat Austenit
Gred biasa termasuk 304 dan 316. Jenis ini mengandungi unsur pembentuk-austenit yang tinggi seperti nikel, mangan dan nitrogen. Ia dicirikan oleh sifat bukan-magnet, kemuluran dan keliatan yang sangat baik, kebolehkimpalan yang unggul dan rintangan kakisan yang baik secara amnya. Walau bagaimanapun, ia tidak boleh dikuatkan melalui rawatan haba.
Keluli Tahan Karat Feritik
Keluli tahan karat ferit terutamanya menggunakan kromium sebagai elemen pengaloiannya dan mempamerkan struktur-kubik berpusat badan (BCC). Gred biasa ialah 430. Ia dicirikan oleh sifat magnetik dan kekuatan tinggi, tetapi mempamerkan keliatan suhu-rendah yang lemah, terdedah kepada kekasaran butiran dalam haba-zon terjejas semasa kimpalan dan rintangan kakisan yang lebih rendah berbanding keluli austenit.
Keluli Tahan Karat Martensit
Gred biasa termasuk 410 dan 420. Mereka mempamerkan kekuatan dan kekerasan yang tinggi, dengan sifat mekanikal boleh laras melalui pembajaan, tetapi menawarkan rintangan kakisan yang agak lemah.
Kerpasan-Keluli Tahan Karat Mengeras
Dengan menambahkan unsur seperti Cu, Nb, dan Al, diikuti dengan rawatan larutan dan pengerasan kerpasan untuk membentuk fasa pengukuhan, keluli ini menggabungkan kekuatan tinggi dengan rintangan kakisan yang baik. Gred biasa ialah 17-4PH.
Keluli Tahan Karat Dupleks
Terdiri daripada kedua-dua fasa austenit dan ferit, seperti 2205. Menggabungkan keliatan keluli austenit dengan kekuatan keluli ferit, menawarkan ketahanan yang sangat baik terhadap retakan kakisan tekanan.
Sifat-sifat logam Keluli Tahan Karat
| Kategori Harta | Parameter Utama | Penerangan dan Nilai Biasa |
|---|---|---|
| Sifat Mekanikal | Kekuatan Tegangan | Biasanya dalam julat 500-1000 MPa, bergantung kepada gred dan keadaan. |
| Kekuatan Hasil | Biasanya dari 200 MPa hingga lebih 550 MPa (lebih rendah untuk keluli austenit, lebih tinggi untuk keluli martensit dan pemendakan-pengerasan). | |
| Pemanjangan | Austenitic steels usually >40%; keluli ferit dan martensit adalah lebih rendah. | |
| Kekerasan | Diukur oleh Brinell (HB), Rockwell (HRB/HRC), dsb., meliputi julat yang luas. | |
| Sifat Fizikal | Ketumpatan | Kira-kira 7.7 - 8.0 g/cm³. |
| Takat Lebur | Lebih kurang 1370 - 1450 darjah , bergantung pada komposisi. | |
| Kekonduksian Terma | Agak rendah, kira-kira 15-30 W/(m·K), iaitu 1/3 hingga 1/2 keluli karbon. | |
| Pekali Pengembangan Terma | Lebih tinggi untuk keluli austenit (cth, ~17×10⁻⁶/K untuk 304), memerlukan perhatian kepada tegasan haba. | |
| Kemagnetan | Keluli austenit biasanya bukan-magnet (mungkin menjadi sedikit magnet selepas berfungsi); keluli ferit/martensit adalah magnet. | |
| Sifat Kimia | Rintangan Kakisan | Termasuk rintangan terhadap kakisan seragam, pitting, kakisan celah, kakisan antara butiran, dll. |
| Nombor Setara Rintangan Pitting (PREN) | PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Nilai yang lebih tinggi secara amnya menunjukkan rintangan pitting yang lebih baik. | |
| Hartanah Pembuatan | Kebolehmesinan | Berbeza dengan ketara, dipengaruhi oleh kekerasan, keliatan,-kecenderungan pengerasan kerja dan bahan tambahan (cth, sulfur). |
| Kebolehkimpalan | Secara amnya baik untuk keluli austenit; mengurangkan keliatan dalam HAZ keluli ferit; keluli martensit memerlukan pemanasan awal dan PWHT. | |
| Kebolehbentukan | Keluli austenit mempamerkan sifat kerja sejuk yang sangat baik (setem, lukisan dalam); jenis lain secara relatifnya lebih miskin. |
Apakah gred kemasan permukaan untuk keluli tahan karat?
Selepas menjalani pemesinan CNC tersuai, keluli tahan karat terbentukBahagian Keluli Tahan Karat Tersuai. Permukaannya boleh mencapai penampilan dan fungsi yang pelbagai lagi melalui penggulungan, penggilapan dan rawatan kimia.
Permukaan bergulung: seperti No.1 (panas-digulung + anil), 2B (sejuk-digulung + terang benderang), BA (terang anil);
Penggilapan Mekanikal: Termasuk Honed (HL), -pendek (SB) dan Cermin (8K).
Keluli Tahan Karat lwn Aloi Titanium
| Harta benda | Keluli Tahan Karat | Aloi Titanium |
|---|---|---|
| Ketumpatan (g/cm³) | 7.9 | Lebih kurang 4.5 |
| Kekuatan Khusus | Sederhana | Sangat Tinggi |
| Rintangan Kakisan | Cemerlang (dalam media pengoksidaan) | Cemerlang (terutamanya dalam persekitaran ion klorida) |
| kos | Rendah hingga Sederhana | Sangat Tinggi |
| Kesukaran Pemesinan | Sederhana (Kesukaran pemprosesan berbeza-beza bergantung pada gred.) | Tinggi (kehausan alatan yang teruk) |
| Aplikasi Biasa | Bahagian struktur,-produk kegunaan harian, bekas kimia | Aeroangkasa, implan perubatan, peralatan air laut |
Soalan Lazim
S: Dalam keadaan apakah keluli tahan karat masih boleh berkarat?
J: Keluli tahan karat akan terhakis dalam persekitaran yang filem pempasifannya rosak secara berterusan atau tidak dapat -dibaiki sendiri, seperti: media dengan kepekatan ion klorida tinggi (air laut), mengurangkan persekitaran asid, struktur celah atau kakisan galvanik yang disebabkan oleh sentuhan dengan bukan-logam.
S: Bagaimana untuk memilih antara keluli tahan karat 304 dan 316?
A: 304 sesuai untuk kebanyakan persekitaran atmosfera, air tawar dan kimia am. 316, yang mengandungi molibdenum, sesuai untuk persekitaran dengan ion klorida (cth, air laut, loji kimia) atau di mana rintangan kakisan pitting yang lebih tinggi diperlukan.
S: Apakah itu "rawatan pasif"? Apakah tujuannya?
J: Rawatan pasif ialah teknik pemprosesan selepas{0}}kimia yang biasanya menggunakan asid nitrik atau larutan asid sitrik untuk mengeluarkan zarah besi bebas daripada permukaan keluli tahan karat (terutamanya hasil daripada sentuhan dengan alatan keluli semasa fabrikasi) dan menggalakkan pembentukan filem kromium oksida yang lengkap dan seragam. Tujuannya adalah untuk memaksimumkan rintangan kakisan yang wujud bagi keluli tahan karat dan mencegah pengaratan permukaan (noda yang disebabkan oleh pencemaran besi).
S: Bagaimanakah prestasi keluli tahan karat pada suhu yang berbeza?
J: Keluli tahan karat austenit (cth, 304, 316) mempamerkan keliatan suhu rendah-yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk persekitaran kriogenik seperti gred nitrogen cecair atau oksigen. 304/316 boleh digunakan secara berselang-seli di bawah 925 darjah (1632 darjah F) dan berterusan di bawah 870 darjah F (1572 darjah F) rintangan pengoksidaan. Walau bagaimanapun, pendedahan berpanjangan antara 450-850 darjah meningkatkan risiko pemendakan karbida, yang memerlukan penggunaan gred L atau gred stabil (cth, 321).