Hyrje: Elementi përcaktues i çelikut inox
Çelik inox përcaktohet si një çelik me aliazh të lartë që përmban një minimum prej 10.5% krom dhe një përmbajtje maksimale të karbonit prej 1.2%. Kjo shtesë kromi është faktori kritik që jep rezistencën e tij të jashtëzakonshme ndaj korrozionit. Kur kromi tejkalon afërsisht 10%, në sipërfaqen e çelikut formohet një film pasiv i qëndrueshëm dhe vetë-riparues - një shtresë e hollë, jo kristalore e hidroksidit të kromit të hidratuar. Ky film pasiv, zakonisht vetëm rreth 3 nanometra i trashë, vepron si një pengesë e padepërtueshme kundër elementëve gërryes. Nëse ky film dëmtohet, ai rigjenerohet automatikisht në prani të oksigjenit, duke lejuar që çeliku inox të ruajë rezistencën ndaj korrozionit dhe pamjen estetike edhe pas përpunimit ose gërryerjes. Bazuar në strukturën e tyre metalurgjike, çeliqet inox klasifikohen në pesë familje kryesore: çeliqe inox austenitikë, ferritikë, martensitikë, dupleks dhe që forcohen nga reshjet.
Çeliqet austenitike inox: kali i gjithanshëm i punës
Çeliqet inox austenitikë janë familja më e përdorur, duke zënë më shumë se 70% të prodhimit global. Ato përcaktohen nga një strukturë kristalore kubike me në qendër fytyrën (FCC), e cila stabilizohet nga shtimi i nikelit - zakonisht 8-20% - në bazën e kromit. Kjo strukturë jep veti të jashtëzakonshme, duke përfshirë rezistencën e shkëlqyer ndaj korrozionit, duktilitetin e lartë, saldueshmërinë e jashtëzakonshme dhe lehtësinë e prodhimit. Një karakteristikë përcaktuese është natyra e tyre jomagnetike në gjendjen e pjekjes. Këta çeliqe nuk mund të ngurtësohen nga trajtimi termik; në vend të kësaj, ato forcohen përmes punës së ftohtë. Nota më ikonike është 304 (18% Cr, 8% Ni), e cila është e njohur për rezistencën e saj të shkëlqyer ndaj korrozionit të përgjithshëm, formueshmërinë e mirë dhe saldueshmërinë. Për aplikimet që kërkojnë rezistencë të shtuar ndaj korrozionit të gropave dhe të çarave, veçanërisht në mjediset me klorur, preferohet 316, i cili përmban 2-3% molibden. Variantet me karbon të ulët si 304L dhe 316L janë projektuar për aplikime të salduara për të minimizuar rrezikun e korrozionit ndërgranular. Për shkak të performancës së tyre gjithëpërfshirëse, notat austenitike janë thelbësore në një gamë të gjerë industrish, duke përfshirë përpunimin e ushqimit dhe pijeve, pajisjet kimike, aplikimet arkitekturore dhe teknologjinë mjekësore.
Çelikë inox ferritikë: Alternativa magnetike dhe me kosto efektive
Çeliqet inox ferrit karakterizohen nga një strukturë kristalore kubike (BCC) me qendër trupin dhe janë, si hekuri i pastër në temperaturën e dhomës, magnetikë. Ato përmbajnë një përmbajtje kromi që varion nga 10.5% në 18% dhe kanë një përmbajtje shumë të ulët karboni. Klasa më e përdorur është Lloji 430. Çeliqet ferritike ofrojnë rezistencë të moderuar deri në të mirë ndaj korrozionit, e cila rritet me përmbajtjen e kromit. Një avantazh i madh është rezistenca e tyre ndaj plasaritjes së korrozionit të stresit të shkaktuar nga kloruri, një çështje që mund të dëmtojë notat austenitike në mjedise të caktuara. Ato nuk mund të ngurtësohen nga trajtimi termik dhe përdoren gjithmonë në gjendje të pjekjes. Ndërsa përgjithësisht me kosto më të ulët se çeliqet austenitikë, ato kanë kufizime, duke përfshirë duktilitetin e reduktuar, formueshmërinë dhe saldueshmërinë. Pavarësisht këtyre sfidave, notat ferritike përdoren gjerësisht në veshjet e automobilave, aplikimet arkitekturore dhe pajisjet shtëpiake si pjatalarëse dhe tharëse rrobash.
Çelikë inox martensitik: Forca përmes trajtimit të nxehtësisë
Çeliqet inox martensitikë janë unikë për aftësinë e tyre për t'u ngurtësuar dhe forcuar përmes trajtimit termik, njësoj si çeliqet me karbon dhe aliazh të ulët. Në gjendjen e tyre të pjekjes, ato kanë një strukturë BCC të ngjashme me ferritikët. Megjithatë, kur ftohet (shuar) me shpejtësi nga temperaturat e larta, struktura shndërrohet në një martensit tetragonal (BCT) me qendër trupin. Elementi kryesor aliazh është kromi, zakonisht 12-15%, me një përmbajtje më të lartë karboni sesa klasat ferritike. Ky kombinim u lejon atyre të arrijnë forcë dhe fortësi shumë të lartë - me disa nota që arrijnë 60 HRC - me koston e duktilitetit dhe rezistencës më të ulët. Ato posedojnë rezistencë të moderuar ndaj korrozionit, e cila në përgjithësi është më e ulët se ajo e klasave austenitike ose ferritike. Notat e zakonshme përfshijnë 410, 420 dhe 440, të cilat përdoren në aplikime që kërkojnë rezistencë ndaj konsumit dhe rezistencë të moderuar ndaj korrozionit, si takëm, instrumente kirurgjikale, tehe turbinash dhe gara mbajtëse.
Çeliqet inox dupleks: Kombinimi i më të mirëve të dy botëve
Çeliqet inox dupleks përcaktohen nga një mikrostrukturë dyfazore që përmban përafërsisht përmasa të barabarta të austenitit dhe ferritit, ku asnjëra nga fazat nuk përbën më pak se 30% të totalit. Kjo strukturë unike u lejon atyre të kombinojnë pikat e forta të të dy familjeve: ato ofrojnë afërsisht dyfishin e forcës së rendimentit të klasave standarde austenitike duke ruajtur duktilitetin dhe qëndrueshmërinë e mirë. Ato gjithashtu ofrojnë rezistencë të shkëlqyeshme ndaj gërvishtjeve, korrozionit të çarjeve dhe, më e rëndësishmja, plasaritjes nga korrozioni i stresit të klorurit. Nota më e përdorur është 2205 (22% Cr, 5% Ni), e cila ofron rezistencë më të mirë ndaj korrozionit se 316L në shumë media. Ndërsa çeliqet dupleks janë më të shtrenjtë se klasat standarde ferritike dhe kanë kufizime në lidhje me temperaturën e shërbimit (zakonisht nën 300°C), ata janë materiali i zgjedhur për aplikime kërkuese në industrinë e naftës dhe gazit, përpunimit kimik, detar dhe pulpës dhe letrës.
Çeliqet inox që forcohen nga reshjet: më i fundit në rezistencë të lartë
Çeliqet inox me forcim nga reshjet (PH) arrijnë një kombinim të jashtëzakonshëm të forcës së lartë dhe rezistencës ndaj korrozionit përmes një procesi të specializuar të trajtimit të nxehtësisë. Ndryshe nga klasat martensitike, të cilat ngurtësohen vetëm nga një cikël i shuarjes dhe kalimit, notat PH forcohen nga precipitimi i grimcave të imëta nga një tretësirë e ngurtë e mbingopur. Nota më e zakonshme dhe e njohur gjerësisht e PH është 17-4 PH (UNS S17400), e cila është një çelik martenzitik që forcohet nga reshjet. Kjo klasë ofron një kombinim unik të forcës së lartë, rezistencës së mirë dhe rezistencës së shkëlqyer ndaj korrozionit, duke e bërë atë të përshtatshme për një gamë të gjerë të komponentëve të hapësirës ajrore, kimike dhe inxhinierike të përgjithshme ku performanca e klasave standarde martensitike është e pamjaftueshme. Notat e tjera të PH përfshijnë llojet gjysmë-austenitike dhe austenitike, të tilla si PH 17-7 dhe A-286.
