Ανοξείδωτος Χάλυβας

Έχουν αναπτυχθεί πολλά είδη ανοξείδωτου χάλυβα για να αντιστέκονται στη διάβρωση σε διαφορετικά περιβάλλοντα και συνθήκες εργασίας, διασφαλίζοντας την ασφάλεια, την υγιεινή και την ολκιμότητα. Ο ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιείται ακόμη και για τις εξατμίσεις των αυτοκινήτων και για την εκκένωση καυσαερίων από παραγωγικές μονάδες και σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι επίσης ανακυκλώσιμος: όταν διαλύεται, μπορεί εκ νέου να λιώσει και να ξανά γίνει κάτι νέο.
Oι Ανοξείδωτοι χάλυβες είναι κράματα που περιέχουν χρώμιο. Η ελάχιστη περιεκτικότητα σε χρώμιο των τυποποιημένων ανοξείδωτων χαλύβων είναι 10,5%. Το χρώμιο κάνει το χάλυβα ανοξείδωτο, αυτό σημαίνει ότι ο χάλυβας έχει βελτιωμένη αντοχή στη διάβρωση.
Η καλύτερη αντοχή στη διάβρωση οφείλεται σε μια μεμβράνη οξειδίου του χρωμίου που σχηματίζεται στην επιφάνεια του χάλυβα. Αυτό το εξαιρετικά λεπτό στρώμα, υπό τις σωστές συνθήκες, είναι επίσης αυτοεπισκευαζόμενο.
Άλλα χαρακτηριστικά στοιχεία κράματος είναι το μολυβδαίνιο, το νικέλιο και το άζωτο. Το νικέλιο χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον για τη βελτίωση της εξελασιμότητας και ολκιμότητας του ανοξείδωτου χάλυβα. Η μειγνύαση των στοιχείων αυτών αναδεικνύει διαφορετικές κρυσταλλικές δομές για να δημιουργήσει διαφορετικές ιδιότητες σε μηχανική κατεργασία, μορφοποίηση, συγκόλληση κ.λπ.

Τα τέσσερα βασικά είδη ανοξείδωτων χαλύβων χωρίζονται σε:
ωστενιτικούς
φερριτικούς
ωστενιτικούς-φερριτικούς (Duplex)
μαρτενσιτικούς

ωστενιτικούς: ωστενιτικοί, ή 300 σειρά, από ανοξείδωτο χάλυβα αποτελούν πάνω από το 70% της συνολικής παραγωγής ανοξείδωτου χάλυβα. Περιέχουν κατ' ανώτατο όριο 0,15% άνθρακα, ελάχιστο 16% σε χρώμιο και έχουν περιεκτικότητα σε νικέλιο τουλάχιστον 7%, γεγονός που καθιστά τη δομή χάλυβα πλήρως ωστενιτική και δίνει ολκιμότητα, μη-μαγνητικές ιδιότητες και καλή συγκολλησιμότητα.
Οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες με χαμηλό άνθρακα, για παράδειγμα, 316L ή 304L, χρησιμοποιούνται για να μειωθεί το πρόβλημα διάβρωσης που προκαλείται από τη συγκόλληση κυρίως σε παραγωγές HF. To "L" σημαίνει ότι η περιεκτικότητα σε άνθρακα του ανοξείδωτου χάλυβα είναι κάτω του 0,03%, αυτό θα μειώσει την ευαισθητοποίηση, λόγω της υψηλής θερμοκρασίας που παράγεται από τη λειτουργία συγκόλλησης.
Το φάσμα των εφαρμογών των ωστενιτικών ανοξείδωτων χαλύβων περιλαμβάνει οικιακά ειδών, δοχεία, βιομηχανικές σωληνώσεις και σκάφη, αρχιτεκτονικές προσόψεις και κατασκευαστικές δομές.

φερριτικούς: Οι φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες γενικά έχουν καλύτερες μηχανικές ιδιότητες από τους ωστενιτικούς, αλλά έχουν μειωμένη αντοχή στη διάβρωση, λόγω της χαμηλότερης περιεκτικότητας σε χρώμιο και νικέλιο. Επίσης, είναι συνήθως λιγότερο ακριβοί. Περιέχουν μεταξύ 10,5% και 27% σε χρώμιο και ελάχιστο ή καθόλου νικέλιο, αλλά μερικά είδη μπορεί να περιέχουν μόλυβδο. Οι περισσότεροι περιλαμβάνουν μολυβδαίνιο, μερικοί αλουμίνιο ή τιτάνιο. Οι πιο κοινοί φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες περιέχουν μεταξύ 12% και 17% σε χρώμιο, με αυτούς κοντά στο 12% να χρησιμοποιούνται κυρίως για κατασκευές και αυτοί κοντά στο 17% σε οικιακά είδη, λέβητες, πλυντήρια ρούχων και για αρχιτεκτονική εσωτερικών χώρων.

ωστενιτικούς-φερριτικούς (Duplex): Οι ωστενιτικοί-φερριτικοί (Duplex) ανοξείδωτοι χάλυβες έχουν μια μικτή μικροδομή ωστενίτη και φερρίτη, με σκοπό την παραγωγή ενός μίγματος 50/50, αν και σε εμπορικά κράματα, ο συνδυασμός ενδέχεται να είναι 40/60 αντίστοιχα. Οι χάλυβες Duplex έχουν βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες από τους ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες, καθώς και βελτιωμένη αντοχή στην τοπική διάβρωση και ρηγμάτωση λόγω καταπόνησης. Χαρακτηρίζονται από υψηλή χρώμιο (19-28%) και μολυβδαινίου (μέχρι 5%) και χαμηλότερο περιεχόμενο νικελίου από τους ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες. Οι ιδιότητες των Duplex ανοξείδωτων χαλύβων επιτυγχάνονται με μια συνολικά χαμηλότερη περιεκτικότητα κράματος από παρόμοιους υπέρ-ωστενιτικούς βαθμούς καθιστώντας την επιλογή τους και το κόστος χρήσης τους αποτελεσματικά για πολλές εφαρμογές. Η δομή των duplex προσφέρει τόσο δύναμη όσο και ολκιμότητα. Οι ωστενιτικοί-φερριτικοί (Duplex) ανοξείδωτοι χάλυβες χρησιμοποιούνται ως επί το πλείστον στις βιομηχανίες πετροχημικών, χαρτιού, πολτών και της ναυπηγικής.

μαρτενσιτικούς: Οι Μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες δεν είναι τόσο ανθεκτικοί στη διάβρωση, αλλά είναι εξαιρετικά ισχυροί και σκληροί, καθώς και εξαιρετικά επεξεργάσιμοι, και μπορεί να σκληρύνουν από τη θερμική επεξεργασία. Οι Μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες περιέχουν χρώμιο (12-14%), μολυβδαίνιο (0,2-1%), νικέλιο (0 - <2%), και άνθρακα (περίπου 0,1-1%) (δίνει μεγαλύτερη σκληρότητα καθιστώντας το υλικό λίγο πιο εύθραυστα). Οι Μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες είναι μαγνητικοί και χρησιμοποιούνται κυρίως σε πτερύγια και στα μαχαίρια.