Nerūsējošais tērauds ir pieejams daudzās šķirnēs, kas parasti tiek klasificēti, pamatojoties uz to ķīmisko sastāvu, mikrostruktūru un pielietojumu. Pamatojoties uz esošajiem primārajiem leģējošajiem elementiem, nerūsējošo tēraudu var iedalīt šādās kategorijās: Cr (hroma tērauds), CrMo (hroma-molibdēna tērauds), CrNi (hroma-niķeļa tērauds), CrNiMn (hroma-niķeļa-mangāna tērauds vai augsta -mangāna tērauds). (hroma-mangāna-slāpekļa tērauds). Pamatojoties uz to mikrostruktūru pēc termiskās apstrādes, tos var iedalīt piecās galvenajās kategorijās: ferīta nerūsējošais tērauds, martensīta nerūsējošais tērauds, austenīta nerūsējošais tērauds, austenīta -ferīta dupleksais nerūsējošais tērauds un nokrišņu{10}}rūdošais nerūsējošais tērauds.
Austenīta nerūsējošais tērauds
Austenīta nerūsējošais tērauds ir izstrādāts, pamatojoties uz 18-8 CrNi tēraudu. Lai uzlabotu izturību pret koroziju, 18-8 tēraudam bieži tiek pievienoti ferītu -veidojoši elementi, piemēram, Ti, Nb, Mo un Si, vienlaikus palielinot Cr saturu un samazinot C saturu. Tā kopējo izturību pret koroziju galvenokārt nosaka šo sakausējuma elementu Cr, Ni, Mo un Si saturs. Oksidējošā vidē vai tajās, kas satur oksidētājus, pasivācijas efekts nodrošina izcilu izturību pret koroziju tādās vidēs kā slāpekļskābe, padarot to plaši izmantotu slāpekļskābes ražošanas ķīmiskajās iekārtās. Tomēr spēcīgi oksidējošā vidē (piemēram, augsta-koncentrācija, augstas{11}}temperatūras slāpekļskābe vai slāpekļskābe ar pievienotiem oksidētājiem) potenciālam ir tendence pāriet uz pārmērīgas pasivācijas zonu, paātrinot koroziju. Parasti tēraudi ir izturīgi tikai pret atšķaidītu vai vidējas koncentrācijas slāpekļskābi, nevis koncentrētu slāpekļskābi. Tomēr tēraudi, kas satur īpašus elementus (piemēram, Si) (piemēram, manas valsts 0Cr20Ni24Si4Ti, Japānas NAR-SN1 un Padomju Savienības 00Cr8Ni20Si6), ir izturīgi pret koncentrētu slāpekļskābi. Lai nodrošinātu izturību pret atšķaidītu sērskābi, Mo, Cu un Si pievienošana var samazināt korozijas ātrumu. Tēraudiem, piemēram, 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti, ir laba sērskābes izturība, savukārt skarbos apstākļos, piemēram, karstā sērskābe, ir nepieciešami Ni sakausējumi (piemēram, Ni70Mo27V). Izturība pret koroziju sārmainos šķīdumos ir lieliska, un tā palielinās, palielinoties Ni saturam.
Termiskās apstrādes vai metināšanas laikā karbīda fāzes tiek viegli nogulsnētas pie graudu robežām, lai izraisītu starpkristālu koroziju,{0}} tipa tēraudu bieži apstrādā ar šķīdumu (rūdīšana) 900{2}}1100 grādu temperatūrā, lai padarītu struktūru par vienfāzes austenītu un uzlabotu starpkristālu koroziju. To var arī novērst, ierobežojot C saturu (mazāks par vai vienāds ar 0,03%), pievienojot spēcīgus karbīdu -veidojošus elementus, piemēram, Ti/Nb, un stabilizējot aptuveni 900 grādu leņķī. Tomēr tas ir jutīgs pret SCC. Vidēji, kas izraisa SCC, ir augstas-koncentrācijas hlorīda ūdens šķīdumi virs 80 grādiem, sulfīdu šķīdumi (politionskābe, H₂S šķīdumi), karsti koncentrēti sārmi, 150-350 grādu augsta spiediena ūdens utt.; kauliņu un plaisu korozija ir pakļauta arī hlorīdu{25}}saturošos ūdens šķīdumos. Karbīda nogulsnēšanās kavēšana, sulfīdu ieslēgumu samazināšana un tīrības palielināšana var mazināt šo problēmu. Leģējošie elementi, piemēram, Cr, Mo un N, var uzlabot pretkorozijas izturību, un Si un Ni arī spēlē noteiktu lomu. Ferīta nerūsējošais tērauds Ferīta nerūsējošais tērauds attiecas uz hroma nerūsējošo tēraudu ar ferīta struktūru istabas temperatūrā. Saskaņā ar Cr saturu tas ir sadalīts Cr13, Cr16-19 un Cr25-28. Palielinoties Cr saturam, uzlabojas oksidējošās skābes izturība pret koroziju un oksidācijas izturība; oksidējošā vidē, piemēram, slāpekļskābē, izturība pret koroziju ir līdzīga Cr-Ni austenīta nerūsējošajam tēraudam ar tādu pašu Cr saturu, bet zemāka par pēdējo reducējošā vidē. Lai gan augstas-Cr ferīta tēraudam ir augsta tecēšanas robeža, augsta siltumvadītspēja un zemas izmaksas, tas ir trausls (graudu rupjība karstuma ietekmētajā zonā pēc metināšanas padara to trauslāku), tam ir vāja pretestība punktošanai un tas ir jutīgs pret iegriezumiem. Tā pielietojuma diapazons ir šaurāks nekā Cr-Ni austenīta nerūsējošajam tēraudam. [2] Tās starpgraudu korozija rodas pārsātināta cieta šķīduma sadalīšanās rezultātā, un Cr-saturošu C un N savienojumu nogulsnēšanās uz graudu robežām izraisa Cr izsīkšanu tuvumā. Parastā tīrības pakāpes ferīta nerūsējošajam tēraudam ir lielāka tendence uz starpgraudu koroziju, jo strauji izdalās Cr oglekļa un nitrīdi. Tas var notikt ne tikai stiprā korozīvā vidē, bet arī vājā vidē (piemēram, krāna ūdenī). Uzlabojumus var veikt, palielinot Cr saturu, samazinot C/N attiecību, pievienojot stabilizējošus elementus, piemēram, Ti/Nb, vai veicot mērenu atkausēšanu 700–800 grādu temperatūrā. Hlorīda SCC pretestība ir augstāka par austenīta nerūsējošā tērauda pretestību (uz korpusu centrētās kubiskā režģa plaknes viegli izslīd, veidojot tīkla dislokācijas, kas mazāk veido lineāras rievas). Tomēr SCC joprojām var rasties starpkristālu korozijas un punktveida veidošanās dēļ, ko var novērst, pievienojot Ti un Nb. Augstas tīrības pakāpes, pret bedrēm izturīgu ferīta nerūsējošo tēraudu var iegūt, pievienojot Mo un attīrot, lai samazinātu piemaisījumus, piemēram, C/N attiecību un nemetāliskus ieslēgumus.
Martensīta nerūsējošais tērauds
Martensīta nerūsējošais tērauds ir hroma nerūsējošais tērauds ar martensīta struktūru istabas temperatūrā. Tas satur augstu Cr (wCr=13%-18%) un C (wC=0.1%-0,9%) līmeni. Reprezentatīvās kategorijas ir 20Cr13, 30Cr13, 40Cr13 un 95Cr18. Normālā dzēšanas temperatūrā tas veido tīru austenītu, kas pēc atdzesēšanas pārvēršas par martensītu. Palielinot oglekļa saturu, palielinās izturība, cietība un nodilumizturība, bet samazinās izturība pret koroziju. To bieži izmanto tādu instrumentu un mērinstrumentu ražošanā, kuriem ir augstas mehāniskās īpašības un noteikta izturība pret koroziju.
Cr13 tēraudam ir lieliska vispārējā izturība pret koroziju vāji kodīgās vidēs, piemēram, gaisā un vājos organiskās skābes/sāls šķīdumos. Tā izturība pret koroziju ir saistīta ar tā mikrostruktūru; pēc dzēšanas izturība pret koroziju paliek nemainīga ar mainīgu oglekļa saturu. Rūdīšana zem 450 grādiem maz ietekmē izturību pret koroziju. Augstas-temperatūras rūdīšana rada Cr-noplicinātu cieto šķīdumu, jo veidojas Cr karbīdi, samazinot izturību pret koroziju. Rūdīšana pie 700-750 grādiem palielina izturību pret koroziju, jo samazinās Cr koncentrācijas gradients ferītā. Atkausētā stāvoklī oglekļa satura palielināšanās tēraudā vēl vairāk noārda ferīta fāzi, samazinot izturību pret koroziju. Lai uzlabotu veiktspēju, bieži tiek pievienoti tādi elementi kā Ni, Mo, V, Co, Si un Cu. Cr satura palielināšana var arī uzlabot izturību pret koroziju, bet C saturs attiecīgi jāpalielina, lai iegūtu martensīta struktūru. C aizstāšanai ar Ni ir līdzīga ietekme{13}}Cr17Ni2 ir martensīta tērauds ar izcilu izturību pret koroziju.
Dupleksais nerūsējošais tērauds
Šīs kategorijas ir izstrādātas, lai apvienotu dažādas mikrostruktūras un īpašības, un tajās ietilpst martensīta{0}}dupleksais ferīta un austenīta-ferīta dupleksais nerūsējošais tērauds. Reprezentatīvā martensīta-ferīta 12Cr13 izturība pret koroziju ir līdzīga martensīta nerūsējošajam tēraudam, taču tai ir zemāka cietība, lielāka elastība un labāka metināmība. Austenīta-ferīta nerūsējošajiem tēraudiem, tostarp Cr18, Cr21 un Cr25, ir raksturīga augsta izturība (σ₀.₂ ir aptuveni divas reizes lielāka nekā austenīta nerūsējošajam tēraudam), zems izplešanās koeficients, augsta siltumvadītspēja, lieliska izturība pret starpkristālu koroziju, spriedzes pretkorozijas/nitrozes saturu, zemu koroziju un koroziju. un zemās izmaksas ir izraisījušas strauju attīstību. Papildus dupleksajam nerūsējošajam tēraudam ir arī nokrišņu{13}}rūdīšanas veids sarežģītas fāzes nerūsējošajā tēraudā. Tās galvenais mērķis ir radīt nokrišņu{15}}cietēšanas fāzi martensīta vai austenīta struktūrā, pievienojot attiecīgus leģējošus elementus un termiski apstrādājot, tādējādi iegūstot īpaši -augstas{17}}izturības nerūsējošo tēraudu.
Nerūsējošā tērauda plāksne un sloksne spiediena iekārtām
Nerūsējošajam tēraudam, kas īpaši paredzēts spiedtvertnēm, ir skaidras prasības klasifikācijai un apzīmējumam, izmēriem, formai, pielaidēm, tehniskajām prasībām, testēšanas metodēm, pārbaudes noteikumiem, iepakojumam, marķēšanai un produktu kvalitātes sertifikācijai. Parastās kategorijas ir 06Cr19Ni10 un 022Cr17Ni12Mo2 ar ciparu kodiem, piemēram, S30408 un S31603. To galvenokārt izmanto sanitārajās iekārtās, piemēram, pārtikas pārstrādes un farmācijas iekārtās.
