Właściwości i zalety stali nierdzewnej

Stal nierdzewna znana również jako kwasoodporna czy szlachetna dzieli się ze względu na swoja podstawową własność na stal:

• nierdzewną
• żaroodporną
• żarowytrzymałą

Zasadnicza różnica pomiędzy nimi wynika z ich przeznaczenia. Stale żaroodporne i żarowytrzymałe przeznaczone są do zastosowań w środowisku o temp. powyżej 550°C oraz agresywnym. W tych warunkach powinny utrzymywać właściwości odporności korozyjnej oraz wytrzymałości mechanicznych. Natomiast stal nierdzewna przeznaczona jest do zastosowań w temperaturach do 500°C, w których to warunkach cechuje się najwyższą odpornością korozyjną.

Stal nierdzewna jest sklasyfikowana pod normą PN EN-10088 należąc do grupy odpornych na korozję o zawartości chromu co najmniej 10,5% i max. 1,2% węgla.

Stale te dzielą się również ze względu na swój skład chemiczny na :

• chromowe
• chromowo-niklowe
• chromowo-niklowo-molibdenowe
• chromowo-manganowo-niklowe

Skład ten definiuje ich stopień odporności na korozję oraz przeznaczenie.

Dodatkowo stal nierdzewna jest dzielona ze względu na strukturę krystaliczną na stale:

• austenityczne
• ferrytyczne
• austenityczno-ferytyczne – duplex
• martenzytyczne
• umacniane wydzieleniowo

Podział ten określa magnetyczność danej stali oraz podatność na umacnianie podczas obróbki plastycznej. Z wymienionych tylko stale austenityczne nie wykazują cech magnetycznych ale podczas obróbki plastycznej dochodzi do ich umacniania.

Pozostałe (chronologicznie) wykazują coraz mniejszą podatność na umacnianie podczas zgniotu ale wszystkie charakteryzują się właściwościami magnetycznymi.

Stale nierdzewne tzw. kwasoodporne to stale chromowo-niklowe austenityczne, które charakteryzują się zawartością chromu od 15-20% oraz niklu 8-14% przy jak najmniejszej zawartości węgla. Cechują się one odpornością na kwasy organiczne i większość nieorganicznych.

Podstawowymi pierwiastkami w stopach stali nierdzewnej jest: żelazo, chrom, nikiel i molibden. Dodatkami do tych stopów są niob, tytan, węgiel, krzem, miedź, mangan i aluminium. W postaci zanieczyszczeń występuje fosfor oraz siarka.

Wszystkie wymienione powyżej odmiany stali nierdzewnej wykazują wysoką odporność na korozję. Zawdzięczają tą cechę tworzącej się na powierzchni stali cienkiej, ściśle przylegającej i pokrywającej cały element warstwie pasywnej.

Warstwa ta jest wynikiem wiązania chromu z tlenem, zarówno atmosferycznym ale również w środowisku wodnym łacząc się z tlenem rozpuszczonym w wodzie. To co jeszcze ją wyróżnia to fakt, że warstwa pasywna jest samoregenerująca i w przypadku uszkodzeń np. przecinanie stali, zarysowania powierzchni itp. warstwa ochronna odbudowuje się ciągu ok. 24h. Do uszkodzeń warstwy pasywnej może dojść również w niesprzyjającym środowisku, w którym występują jony chlorków, bromków, fluorki.

Odpowiedzią na tego typu zagrożenia dla stali jest dodanie do jej składu chemicznego molibdenu, co sprawia, że i na te zagrożenia stal staje się odporna.