Lima Keluarga Keluli Tahan Karat

Satu takrifan, lima struktur

Keluli dikira sebagai tahan karat apabila ia mengandungi sekurang-kurangnya kira-kira 10.5% kromium, cukup untuk membentuk filem pasif kromium oksida nipis yang melindungi permukaan. Melangkaui akar sepunya itu, struktur kristal — ditetapkan terutamanya oleh keseimbangan nikel dan kromium — membahagikan keluli tahan karat kepada lima keluarga.

Keluarga	Struktur	Magnet?	Gred utama	Ciri khas
Austenit	Kubus berpusat muka	Tidak (apabila disepuh lindap)	304, 316, 321	Rintangan kakisan am dan kebolehbentukan terbaik
Ferit	Kubus berpusat badan	Ya	430, 409	Bebas nikel, kos lebih rendah
Martensit	Boleh keras, tetragonal apabila dilindap kejut	Ya	410, 420, 440C	Kekerasan melalui rawatan haba
Dupleks	Kira-kira separuh austenit, separuh ferit	Ya	2205, 2507	Kekuatan tinggi, rintangan klorida
Pengerasan mendakan	Asas martensit atau austenit + penuaan	Biasanya ya	17-4PH (630)	Kekuatan sangat tinggi daripada penuaan suhu rendah

Austenit — keluarga lalai

Gred 304 dan 316 menyumbang majoriti semua keluli tahan karat yang dihasilkan. Ia membentuk dan mengimpal dengan mudah, kekal liat hingga suhu kriogenik, dan molibdenum 316 menambah rintangan lubang untuk tugas marin dan kimia. Ia tidak boleh dikeraskan melalui rawatan haba — hanya melalui kerja sejuk. Kelemahan: kekuatan sederhana, kecenderungan kepada rekahan kakisan tegasan klorida pada suhu tinggi, dan harga yang mengikut pasaran nikel dan molibdenum. Ia bukan magnet apabila disepuh lindap, walaupun kerja sejuk berat boleh menjadikannya sedikit magnet.

Ferit — keluarga ekonomi

Dengan kromium tetapi pada asasnya tiada nikel, ferit seperti 430 (hiasan, perkakas) dan 409 (sistem ekzos) berkos kurang dan menahan rekahan kakisan tegasan dengan baik. Hadnya ialah keliatan dan kebolehkimpalan: pertumbuhan butiran dalam zon kimpalan dan kemuluran lebih rendah mengekangnya kebanyakannya kepada keratan nipis dan tugas kakisan sederhana.

Martensit — keluarga boleh keras

Gred seperti 410, 420 dan 440C menukar rintangan kakisan dengan kekerasan: dilindap kejut dan dibaja, ia melayani dalam peralatan makan, bahagian injap, aci dan instrumen pembedahan. Rintangan kakisannya ialah yang terendah dalam keluarga — ia "tahan karat" berbanding keluli karbon, bukan berbanding 304.

Dupleks — kekuatan ditambah klorida

Gred dupleks seperti 2205 menawarkan kira-kira dua kali ganda kekuatan alah 304 bersama rintangan kuat terhadap lubang klorida dan rekahan kakisan tegasan — gabungan yang menjadikannya standard dalam minyak dan gas, penyahgaraman dan tangki kimia. Fabrikasi memerlukan lebih penjagaan (kawalan input haba), dan suhu perkhidmatan lazimnya dihadkan kepada di bawah kira-kira 300 °C oleh mekanisme kerapuhan.

Pengerasan mendakan — pakar kekuatan

17-4PH dan saudaranya dimesin dalam keadaan lembut, kemudian dituakan pada beberapa ratus darjah untuk memendakkan fasa pengukuhan, mencapai kekuatan sangat tinggi untuk aci, gear, perkakasan aeroangkasa dan marin.

Nota tentang ujian magnet

"Keluli tahan karat bukan magnet" ialah mitos yang mengelirukan pemeriksaan masuk setiap minggu. Kemagnetan mengikut struktur kristal, bukan kualiti: tiga setengah daripada lima keluarga ialah magnet, dan walaupun gred austenit boleh menjadi sedikit magnet selepas kerja sejuk. Gunakan ujian PMI, bukan magnet, untuk mengesahkan gred.