Teräksen kemiallinen koostumus voi vaihdella suuresti. Vain hiiltä sisältävää terästä kutsutaan hiiliteräkseksi tai tavalliseksi teräkseksi. Seoselementtejä, kuten kromia, nikkeliä, mangaania, piitä, titaania ja molybdeeniä, voidaan myös lisätä parantamaan teräksen ominaisuuksia sulatuksen aikana.
Ruostumaton teräs on teräs, jonka pääominaisuuksina ovat ruostumaton ja korroosionkestävyys ja jonka kromipitoisuus on vähintään 10,5 % ja hiilipitoisuus enintään 1,2 %.
Ruostumaton teräs ei saa ruostua?
Kun ruostumattoman teräksen pinnalle ilmaantuu ruskeita ruostepisteitä (täpliä), ihmiset ovat suuresti yllättyneitä, koska he ajattelevat, että ruostumaton teräs ei ruostu, eikä ruoste ole ruostumatonta terästä, mikä voi olla teräksen ongelma. Itse asiassa tämä on yksipuolinen väärinkäsitys ruostumattomasta teräksestä. Ruostumaton teräs ruostuu tietyissä olosuhteissa.
Ruostumattomalla teräksellä on kyky vastustaa ilmakehän hapettumista, eli ruostetta, ja sillä on myös kyky vastustaa korroosiota happoa, alkalia ja suolaa sisältävässä väliaineessa, eli korroosionkestävyys. Sen korroosionkestävyys kuitenkin vaihtelee sen teräksen kemiallisen koostumuksen, keskinäisen tilan, käyttöolosuhteiden ja ympäristön väliainetyyppien mukaan. Esimerkiksi materiaalilla 304 on ehdottoman erinomainen korroosionkestävyys kuivassa ja puhtaassa ilmapiirissä, mutta se ruostuu pian, jos se siirretään rannikkoalueelle merisumussa, jossa on paljon suolaa. Siksi mikään ruostumaton teräs ei kestä korroosiota ja ruostetta milloin tahansa.
Ruostumaton teräs on sen pinnalle muodostunut erittäin ohut, luja ja vakaa kromirikas oksidikalvo (suojakalvo), joka estää happiatomien tunkeutumisen ja hapettumisen jatkamisen, jolloin saadaan korroosionkestävyys. Jostain syystä tällainen kalvo kuitenkin tuhoutuu jatkuvasti ja ilmassa tai nesteessä olevat neutraloidut happiatomit tunkeutuvat edelleen tai metallin rautaatomit jatkavat erottumistaan muodostaen löysää rautaoksidia ja metallipinta jatkuvasti syöpynyt.
Millaista ruostumatonta terästä ei ole helppo ruostua?
Tärkeimmät ruostumattoman teräksen korroosioon vaikuttavat tekijät ovat seuraavat.
1) Seosaineiden sisältö
Yleisesti ottaen teräs, jonka kromipitoisuus on 10,5 %, ei ole helppo ruostua. Mitä suurempi kromi- ja nikkelipitoisuus on, sitä parempi on korroosionkestävyys. Esimerkiksi 304-materiaalin nikkelipitoisuus on 8-10 % ja kromipitoisuus saavuttaa 18-20 %. Normaaleissa olosuhteissa tällainen ruostumaton teräs ei ruostu.
2) Tuotantoyritysten sulatusprosessi
Tuotantoyritysten sulatusprosessi vaikuttaa myös ruostumattoman teräksen korroosionkestävyyteen. Suuret ruostumattomasta teräksestä valmistetut tehtaat, joissa on hyvä sulatustekniikka, kehittyneet laitteet ja kehittynyt tekniikka, voivat varmistaa seosaineiden hallinnan, epäpuhtauksien poiston ja aihion jäähdytyslämpötilan, joten tuotteen laatu on vakaa ja luotettava, sisäinen laatu on hyvä ja se ei ole helppo ruostua . Toisaalta jotkin pienet terästehtaat ovat laitteiltaan ja tekniikaltaan taaksepäin. Sulatusprosessissa epäpuhtauksia ei voida poistaa, ja valmistetut tuotteet ruostuvat väistämättä.
3) Ulkoinen ympäristö
Kuiva ja tuuletettu ympäristö ei ole helppo ruostua. Ympäristöalueet, joilla on korkea ilmankosteus, jatkuva sateinen sää tai korkea ilman pH, ovat kuitenkin alttiita ruosteelle. 304 ruostumaton teräs ruostuu, jos ympäristö on liian huono.
Kuinka käsitellä ruostepisteitä ruostumattomassa teräksessä?
1) Kemialliset menetelmät
Peittauspastan tai -suihkeen käyttäminen auttamaan syöpyneen osan passivoinnissa kromioksidikalvon muodostamiseksi sen korroosionkestävyyden palauttamiseksi. Peittauksen jälkeen on erittäin tärkeää pestä se puhtaalla vedellä kaikkien epäpuhtauksien ja happojäämien poistamiseksi. Kiillota kaiken käsittelyn jälkeen uudelleen kiillotusvälineellä ja tiivistä kiillotusvahalla. Niille, joilla on paikallisesti pieniä ruostepisteitä, voidaan käyttää myös bensiinin ja moottoriöljyn 1:1-seosta ruostepisteiden pyyhkimiseen pois puhtaalla rievulla.
2) Mekaaninen menetelmä
Suihkupuhdistus, suihkupuhdistus lasi- tai keramiikkahiukkasilla, tuhoaminen, harjaus ja kiillotus. Aiemmin poistettujen materiaalien, kiillotettujen materiaalien tai hävitysmateriaalien aiheuttama saastuminen on mahdollista pyyhkiä pois mekaanisin menetelmin. Kaikenlainen saaste, erityisesti vieraat rautahiukkaset, voivat olla korroosion lähteitä, erityisesti kosteassa ympäristössä. Siksi pinta on parasta puhdistaa mekaanisesti kuivissa olosuhteissa. Mekaanisella menetelmällä voidaan puhdistaa vain sen pinta, mutta ei voi muuttaa itse materiaalin korroosionkestävyyttä. Siksi on suositeltavaa kiillottaa uudelleen kiillotuslaitteella ja tiivistää kiillotusvahalla mekaanisen puhdistuksen jälkeen.
Voidaanko ruostumatonta terästä arvioida magneeteilla?
Monet ihmiset ostavat ruostumatonta terästä tai ruostumattomia terästuotteita, tuovat mukanaan pienen magneetin ja imevät sitä katsellessaan tavaroita, ajatellen, että mitä he eivät voi imeä, on hyvä ruostumaton teräs. Ilman magnetismia se ei ruostu. Itse asiassa tämä on väärä käsitys.
Se, onko ruostumaton teräsnauha magneettinen vai ei, määräytyy rakenteen mukaan. Kiinteytysprosessin aikana sulasta teräksestä muodostuu eri rakenteellisia ruostumattomia teräksiä, kuten ferriittiä, austeniittia ja martensiittia erilaisista jähmettymislämpötiloista johtuen, joista ferriitti- ja martensiittiruostumattomat teräkset ovat kaikki magneettisia. Austeniittiruostumattomalla teräksellä on hyvät kokonaisvaltaiset mekaaniset ominaisuudet ja hitsattavuus, mutta magnetismin omaava ruostumaton ferriittiteräs on austeniittista ruostumatonta terästä vahvempi vain korroosionkestävyyden suhteen.
Tällä hetkellä markkinoilla olevat ns. 200-- ja 300--sarjan ruostumattomat teräkset, joissa on korkea mangaanipitoisuus ja vähän nikkeliä, ovat myös ei-magneettisia, mutta niiden ominaisuudet ovat kaukana korkean nikkelipitoisuuden 304:n ominaisuuksista. . Päinvastoin, 304 on mikroliuskamagneettinen sen jälkeen, kun se on venytetty, hehkutettu, kiillotettu ja valettu, joten on väärinkäsitys ja epätieteellinen arvioida ruostumattoman teräksen laatua käyttämällä ruostumattomasta teräksestä valmistettuja hihnoja ilman magnetismia.
Mitkä ovat yleisimmin käytetyt ruostumattoman teräksen merkit?
201: Ruostumattoman nikkeliteräksen korvaamisella mangaanilla on tietty hapon ja alkalin kestävyys, korkea tiheys eikä kuplia kiillotuksessa, ja sitä käytetään kellojen koteloihin, koristeputkiin, teollisuusputkiin ja muihin mataliin vetotuotteisiin.
202: kuuluu vähänikkeliseen ja runsasmangaanipitoiseen ruostumattomaan teräkseen, jossa on noin 8 % nikkeliä ja mangaania. Se voi korvata 304:n heikoissa korroosio-olosuhteissa korkean kustannustehokkuuden ansiosta, ja sitä käytetään pääasiassa arkkitehtonisessa sisustuksessa, valtatien suojakaiteessa, kunnallistekniikassa, lasikaiteessa, valtatietiloissa jne.
304: Yleiskäyttöinen ruostumaton teräs, jolla on hyvä korroosionkestävyys, lämmönkestävyys, alhaisen lämpötilan lujuus, hyvät mekaaniset ominaisuudet ja korkea sitkeys, käytetään elintarviketeollisuudessa, lääketeollisuudessa, teollisuudessa, kemianteollisuudessa ja kodin sisustusteollisuudessa.
304L: Vähähiilinen 304 ruostumaton teräs, käytetään korroosionkestävissä ja muovattavissa laitteissa ja osissa.
316: Lisätään Mo, jolla on erinomainen korkeiden lämpötilojen ja korroosionkestävyys ja jota käytetään merivesilaitteissa, kemiassa, elintarviketeollisuudessa ja paperinvalmistuksessa.
321: Sillä on erinomainen korkeiden lämpötilojen jännityksenmurtokyky ja korkean lämpötilan virumisvastus.
430: Lämpöväsymiskestävyys, pienempi lämpölaajenemiskerroin kuin austeniitti, käytetään kodinkoneissa ja arkkitehtonisessa sisustuksessa.
410: Korkea kovuus, sitkeys, hyvä korroosionkestävyys, korkea lämmönjohtavuus, pieni laajenemiskerroin ja hyvä hapettumisenkestävyys, käytetään ilmakehää, höyryä, vettä ja hapettavia happoja syövyttävien osien valmistukseen.