Ferrytyczne właściwości stali nierdzewnej i zastosowania

Ferrytyczny stale są wysokiechrom, magnetyczne stale nierdzewne o niskiej zawartości węgla. Znane z dobrej ciągliwości, odporności na korozja i pękanie korozyjne naprężeniowe, stale ferrytyczne są powszechnie stosowane w zastosowaniach motoryzacyjnych, naczyniach kuchennych i sprzęcie przemysłowym.

W stosunku do austenityczne stale nierdzewne, które mają strukturę ziarnistą zorientowaną na powierzchnię sześcienną (FCC), stale ferrytyczne są zdefiniowane przez strukturę ziarna skupioną na środku sześcienną (BCC). Innymi słowy, struktura krystaliczna takich stali składa się z sześciennej komórki atomowej z atomem w środku.

Ta struktura ziarna jest typowa dla alfa żelazo i to nadaje stalom ferrytycznym ich właściwości magnetyczne. Stale ferrytyczne nie mogą być hartowane ani wzmacniane przez obróbkę cieplną, ale mają dobrą odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe. Mogą być obrabiane na zimno i zmiękczane przez wyżarzanie (ogrzewanie, a następnie powolne chłodzenie).

Chociaż nie są tak mocne ani odporne na korozję jak gatunki austenityczne, gatunki ferrytyczne mają ogólnie lepsze właściwości inżynierskie. Chociaż ogólnie bardzo spawalne, niektóre gatunki stali ferrytycznych mogą być podatne na uwrażliwienie strefy wpływu ciepła spoiny i pękanie na gorąco spoiny. Ograniczenia spawalności ograniczają zatem stosowanie tych stali do cieńszych przyrządów pomiarowych.

Ze względu na niższą zawartość chromu i brak niklu standardowe gatunki stali ferrytycznych są zwykle tańsze niż ich odpowiedniki austenityczne. Gatunki specjalistyczne często obejmują molibden.

Ferrytyczne stopy stali nierdzewnej można ogólnie podzielić na pięć grup, trzy rodziny gatunków standardowych (grupy od 1 do 3) i dwie rodziny stali gatunku specjalnego (grupy 4 i 5). Podczas gdy standardowe stale ferrytyczne są zdecydowanie największą grupą konsumentów pod względem tonażu, popyt na specjalne stale nierdzewne stale rośnie.

Mają najniższą zawartość chromu ze wszystkich stali nierdzewnych, a zatem są najtańsze z pięciu grup. Idealnie nadają się do środowisk lekko korozyjnych, w których dopuszczalna jest zlokalizowana rdza. Klasa 409 została początkowo stworzona dla tłumików samochodowych układów wydechowych, ale teraz można ją znaleźć w samochodowych rurach wydechowych i obudowach katalizatorów. Klasa 410L jest często używana do pojemników, autobusów i ram monitorów LCD.

Najczęściej stosowane stale ferrytyczne znajdują się w grupie 2. Mają wyższą zawartość chromu, a zatem są bardziej odporne na korozję przez kwasy azotowe, gazy siarkowe i wiele kwasów organicznych i spożywczych. W niektórych zastosowaniach gatunki te mogą być stosowane jako zamiennik austenitycznej stali nierdzewnej gatunku 304. Klasa 430 często znajduje się we wnętrzach urządzeń, w tym także bębnów pralkowych jako zlewozmywaki kuchenne, panele wewnętrzne, zmywarki, sztućce, przybory kuchenne i produkcja żywności ekwipunek.

Mając lepszą charakterystykę spawalności i odkształcalności niż blachy ze stali ferrytycznej grupy 2, można zastąpić stal grupy 3 klasa austenityczna 304 w szerszym zakresie zastosowań, w tym w zlewach, rurach wymiennych, układach wydechowych i spawanych częściach myjących maszyny

Przy wyższej zawartości molibdenu gatunki ferrytycznej stali nierdzewnej z grupy 4 mają zwiększoną odporność na korozję i są stosowany w zbiornikach ciepłej wody, słonecznych podgrzewaczach wody, częściach układu wydechowego, czajnikach elektrycznych, elementach kuchenki mikrofalowej i przemyśle motoryzacyjnym trym. W szczególności gatunek 444 ma ekwiwalent odporności na wżerę (PRE) podobny do gatunku 316 austenityczna stal nierdzewna, dzięki czemu można ją stosować w bardziej korozyjnych warunkach zewnętrznych.

Ta grupa specjalnych stali nierdzewnych charakteryzuje się stosunkowo wysoką zawartością chromu i dodatkiem molibdenu. Rezultatem jest stal o doskonałej odporności na korozję i łuszczenie (lub utlenianie). W rzeczywistości odporność na korozję klasy 447 jest równoważna odporności na tytan metaliczny. Stale grupy 5 są zwykle stosowane w wysoce korozyjnych środowiskach przybrzeżnych i morskich.