Οι Πέντε Οικογένειες Ανοξείδωτου Χάλυβα

Ένας ορισμός, πέντε δομές

Ένας χάλυβας θεωρείται ανοξείδωτος όταν περιέχει τουλάχιστον περίπου 10.5% chromium, αρκετό για να σχηματίσει τη λεπτή μεμβράνη οξειδίου του χρωμίου που προστατεύει την επιφάνεια. Πέρα από αυτήν την κοινή ρίζα, η κρυσταλλική δομή — που καθορίζεται κυρίως από την ισορροπία νικελίου και χρωμίου — χωρίζει τους ανοξείδωτους χάλυβες σε πέντε οικογένειες.

Family	Structure	Magnetic?	Headline grades	Hallmark
Austenitic	Face-centred cubic	No (when annealed)	304, 316, 321	Καλύτερη γενική αντοχή στη διάβρωση και μορφοποιησιμότητα
Ferritic	Body-centred cubic	Yes	430, 409	Χωρίς νικέλιο, χαμηλότερο κόστος
Martensitic	Hardenable, tetragonal when quenched	Yes	410, 420, 440C	Σκληρότητα με θερμική κατεργασία
Duplex	Roughly half austenite, half ferrite	Yes	2205, 2507	Υψηλή αντοχή, αντοχή σε χλωρίδια
Precipitation-hardening	Martensitic or austenitic base + ageing	Usually yes	17-4PH (630)	Πολύ υψηλή αντοχή από γήρανση σε χαμηλή θερμοκρασία

Ωστενιτικοί — η προεπιλεγμένη οικογένεια

Οι ποιότητες 304 και 316 αντιπροσωπεύουν την πλειονότητα όλων των ανοξείδωτων που παράγονται. Μορφοποιούνται και συγκολλούνται εύκολα, παραμένουν σκληρές έως κρυογονικές θερμοκρασίες και το μολυβδαίνιο του 316 προσθέτει αντοχή σε διάβρωση με βελονισμούς για θαλάσσια και χημική χρήση. Δεν μπορούν να σκληρυνθούν με θερμική κατεργασία — μόνο με ψυχρή κατεργασία. Αδυναμίες: μέτρια αντοχή, ευαισθησία σε ρωγμές διάβρωσης υπό τάση από χλωρίδια σε υψηλές θερμοκρασίες και τιμή που ακολουθεί τις αγορές νικελίου και μολυβδαινίου. Είναι μη μαγνητικοί όταν ανοπτηθούν, αν και η βαριά ψυχρή κατεργασία μπορεί να τους κάνει ελαφρώς μαγνητικούς.

Φερριτικοί — η οικονομική οικογένεια

Με χρώμιο αλλά ουσιαστικά καθόλου νικέλιο, οι φερριτικοί όπως ο 430 (διακοσμητικός, συσκευές) και ο 409 (συστήματα εξάτμισης) κοστίζουν λιγότερο και αντιστέκονται καλά στις ρωγμές διάβρωσης υπό τάση. Τα όριά τους είναι η σκληρότητα και η συγκολλησιμότητα: η ανάπτυξη κόκκων στις ζώνες συγκόλλησης και η χαμηλότερη ολκιμότητα τους περιορίζουν κυρίως σε λεπτότερες διατομές και μέτρια χρήση διάβρωσης.

Μαρτενσιτικοί — η σκληρυνόμενη οικογένεια

Ποιότητες όπως 410, 420 και 440C ανταλλάσσουν αντοχή στη διάβρωση με σκληρότητα: βαμμένες και επαναφερμένες, υπηρετούν σε μαχαιροπήρουνα, εξαρτήματα βαλβίδων, άξονες και χειρουργικά εργαλεία. Η αντοχή τους στη διάβρωση είναι η χαμηλότερη των οικογενειών — είναι «ανοξείδωτες» σε σχέση με τον ανθρακούχο χάλυβα, όχι σε σχέση με τον 304.

Duplex — αντοχή συν χλωρίδια

Οι ποιότητες duplex όπως η 2205 προσφέρουν περίπου διπλάσιο όριο διαρροής από τον 304 μαζί με ισχυρή αντοχή σε διάβρωση με βελονισμούς από χλωρίδια και ρωγμές διάβρωσης υπό τάση — ο συνδυασμός που τις έκανε τυπικές στο πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, την αφαλάτωση και τα χημικά δεξαμενόπλοια. Η κατασκευή χρειάζεται μεγαλύτερη προσοχή (έλεγχος εισροής θερμότητας) και η θερμοκρασία λειτουργίας περιορίζεται συνήθως κάτω από περίπου 300 °C από μηχανισμούς ευθραυστοποίησης.

Σκλήρυνση με καθίζηση — οι ειδικοί της αντοχής

Ο 17-4PH και οι συγγενείς του κατεργάζονται σε μαλακή κατάσταση, στη συνέχεια γηράσκουν σε μερικές εκατοντάδες βαθμούς για να καθιζάνει μια ενισχυτική φάση, φτάνοντας σε πολύ υψηλές αντοχές για άξονες, γρανάζια, αεροδιαστημικό και θαλάσσιο εξοπλισμό.

Μια σημείωση για τη δοκιμή μαγνήτη

Το «ο ανοξείδωτος είναι μη μαγνητικός» είναι ένας μύθος που παραπλανά την επιθεώρηση παραλαβής κάθε εβδομάδα. Ο μαγνητισμός ακολουθεί την κρυσταλλική δομή, όχι την ποιότητα: τρεισήμισι από τις πέντε οικογένειες είναι μαγνητικές και ακόμη και οι ωστενιτικές ποιότητες μπορούν να γίνουν ελαφρώς μαγνητικές μετά από ψυχρή κατεργασία. Χρησιμοποιήστε δοκιμή PMI, όχι μαγνήτη, για να επαληθεύσετε την ποιότητα.