Rozsdamentes acél
From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
A metallurgiában a rozsdamentes acél (más neveken inox acél, inox a francia inoxydable szóból) egy minimum 10,5% krómot tartalmazó acélötvözet, mely segítségével fokozott rozsdaállóságot nyer a közönséges acélhoz képest.
A rozsdamentes acél ellenállóbb a rozsdával, foltosodással szemben, mint a közönséges acél, de a nevével ellentétben képes a rozsdásodásra, különösen alacsony oxigéntartalmú, magas sótartalmú vagy nem szellőző körülmények között. Gyakori hivatkozási név a rozsdaálló acél, amikor a pontos összetétel nem ismert vagy nem lényeges, főként a repülőiparban. A rozsdamentes acélnak számos összetétele és felületképzése létezik attól függően, hogy azt milyen célokra szánják. Fő felhasználási területei azok, ahol az acél keménységi és rugalmassági jellemzőire éppúgy szükség van, mint a rozsdaállóságra.
A rozsdamentes acélt a közönséges acéltól krómtartalma különbözteti meg. A védelem nélküli acél levegő és nedvesség hatására hamar rozsdásodni kezd; a képződő vas-oxid réteg (a rozsda) aktív anyag és folyamatosan haladva újabb réteg vas-oxidot hoz létre, ami a nagyobb térfogata miatt lehámlik és lehull az acéltárgyról. A megfelelő krómtartalmú acél esetén a króm-oxid passzív réteget képez, ami megelőzi a felület további rozsdásodását, és megakadályozza annak az acél belső rétegeibe történő haladását, valamint a króm és oxidja hasonló méretű ionjai miatt a réteg szorosan egyben marad és nem hullik le.
A króm passzivációja csak akkor történik meg, ha a krómtartalom megfelelő arányú és oxigén van jelen.
Remove ads
Története
Kevés rozsdaálló vastárgy maradt meg a történelem során. Az egyik híres példa Delhi vasoszlopa, melyet Kumara Gupta emeltetett i.sz. 400 körül. A rozsdamentes acélokkal szemben ezen ötvözet rozsdaállóságát nem a króm, hanem a magas foszfortartalom adta, ami a megfelelő klíma mellett a vasoxid mellett foszfátokat tartalmazó réteget képezett, ami megvédte a vas anyagát.
Az első regisztrált krómtartalmú rozsdaálló acélt Pierre Berthier francia metallurgista készítette 1821-ben, aki emellett savállóságát is kiemelte és javasolta a konyhai eszközökben való használatát. A 19. század fémfeldolgozó-ipara nem volt képes a mai rozsdamentes acélokra jellemző alacsony széntartalmat és magas krómtartalmat biztosítani, ezért az eredmény túl törékeny volt a mindennapi felhasználáshoz.
Az 1890-es évek végén Hans Goldschmidt Németországban kidolgozta azt az aluminotermikus módszert, ami szénmentes krómot tudott előállítani.
Remove ads
Jellemzői
A szobahőmérsékleten történő rozsdásodással való ellenállóképességet a minimum 13 tömegszázalék króm adja, mely maximum 26%-ig növelhető különösen kedvezőtlen környezetre való felkészítés esetén.
A közönséges acélhoz hasonlóan a rozsdamentes acél sem vezeti túl jól az elektromosságot.
A ferrit és martenzit rozsdamentes acélok mágnesesek, az ausztenit nem.
Remove ads
Alkalmazása
Felhasználása széles körű, köszönhetően a rozsdásodás és foltosodás elleni ellenállóságának, az alacsony karbantartási igénynek és a hétköznapokban megszokott anyagának. Több mint 150 fajta rozsdamentes acélt ismerünk, melyből nagyjából tizenötöt használunk mindennapi felhasználások során.
Építészet
Hídépítés
Szobrok és emlékművek
Egyéb felhasználások
Gépjármű-karosszériák
Vasúti kocsik
Légiközlekedés
Élelmiszeripari eszközök, bútorok, gépek
Orvosi eszközök, műszerek
Újrafeldolgozás és újrafelhasználás
A rozsdamentes acél 100%-ban újrafeldolgozható.
A rozsdamentes acélok fajtái
A rozsdamentes acéloknak számos fajtája létezik. Például amikor nikkelt adnak hozzá akkor a vas ausztenit szerkezete stabilizálódik; ennek kristályszerkezete az anyagot gyakorlatilag mágnesezhetetlenné és rugalmasabbá teszi alacsony hőmérsékleteken. A nagyobb keménységhez a széntartalmat lehet növelni. A megfelelő hőkezeléssel olyan különlegesebb felhasználásokra lehet alkalmas mint a borotvapengék, professzionális konyhai eszközök vagy célszerszámok. Gyakran használnak mangánt bizonyos rozsdamentes ötvözetekben: ez segít megőrizni az ausztenites szerkezetet a nikkelhez hasonlóan, de ára annál alacsonyabb.
A rozsdamentes acélokat kristályszerkezetük alapján is osztályozzuk:
- ausztenit (vagy 200-as és 300-as amerikai sorozat), melynek lapközepes köbös kristályszerkezete van. A teljes rozsdamentes acéltermelésnek mintegy 70%-át teszi ki. Ezen ötvözet minimum 0,15% szenet, minimum 16% krómot és megfelelő mennyiségű nikkelt vagy mangánt tartalmaz hogy a kriogén hőmérsékletektől az anyag olvadáspontjáig mindenütt megtartsa stabil ausztenites szerkezetét.
- 200-as sorozat, ausztentites króm-nikkel-mangán ötvözet.
- 300-as sorozat, a leggyakrabban használt fajta a 18/8 (amerikai 301) jelzésű ötvözet, mely 18% krómot és 8% nikkelt tartalmaz. A második leggyakoribb anyag a 18/10 jelzésű (amerikai 304) ötvözet, mely főként fokozott rozsdaállóságáról ismert; tipikusan 18% krómot és 10% nikkelt tartalmazó ötvözetét gyakran alkalmazzák evőeszközök és minőségi edények esetén. A 18/0 ötvözet is használt.
- a ferrit ötvözeteknek általában jobb feldolgozhatósága van, de az alacsonyabb króm- és nikkeltartalom miatt rozsdaállóságuk gyengébb. Előállításuk olcsóbb. Általában 10,5–27% krómot és igen kevés nikkelt tartalmaznak, de némely ötvözetben ólom található. A legtöbb fajta tartalmaz molibdént, némelyik alumíniumot vagy titánt. Gyakori ötvözetei a 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo, és 29Cr-4Mo-2Ni.
- a martenzit az előbbieknél kevésbé rozsdaálló, azonban különösen erős, gépileg igen jól feldolgozható és hőkezeléssel erősíthető. Az ötvözet krómot (12–14%), molibdént (0,2–1%), nikkelt (2%-nál kevesebb) és szenet (0,1–1%) tartalmaz (mely utóbbi keményebbé, de törékenyebbé teszi az anyagot). Mágneses tulajdonságokkal rendelkezik. Ilyen ötvözet például az X30Cr13.
- a kicsapódásos-hőkezelt martenzit rozsdaállósága az ausztenithez hasonló, de a hőkezeléssel még a martenzitnél is erősebbé tehető. A leggyakoribb ötvözete a 17-4PH nagyjából 17% krómot és 4% nikkelt tartalmaz.
- a duplex rozsdamentes acélok vegyes ausztenit és ferrit mikroszerkezettel rendelkeznek; általában a cél az 50–50%, bár a kereskedelemben gyakori a 40–60-as arány is. A duplex anyagok nagyjából kétszer erősebbek az ausztenithez képest és erős helyi korrózióállósággal rendelkeznek. Krómtartalmuk (19–32%) és molibdéntartalmuk (5%-ig) magasabb és nikkeltartalmuk alacsonyabb az ausztenithez képest. Létezik a duplex anyagoknak fejlesztett változata is, melyet szuper duplex acélnak neveznek.[2] Magasabb szintű ellenállóságát a hozzáadott króm, molibdén és nitrogén adja.
Remove ads
Összehasonlítás és szabványos összetétel
Remove ads
Rozsdamentes acél felületek
Jegyzetek
Fordítás
Források
További információk
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads