Adres: 40-153 Katowice, Al. Korfantego 181b, woj. śląskie.

Telefon: +48323551680; +48500584655; +48500686977;


BLOG

Stal nierdzewna i jej właściwości

27 lutego 2014


Stal nierdzewna to wspólna nazwa dla dużej rodziny gatunków stali jakościowych, które ze względu na zawartość chromu, wynoszącą przynajmniej 11%, są odporne na niszczenie pod wpływem chemicznej lub elektrochemicznej reakcji z otaczającym środowiskiem. W języku fachowców właściwość tę nazywa się odpornością na korozję.

stal nierdzewna

Zawarty w stali chrom, wchodząc w reakcję z tlenem znajdującym się w powietrzu, tworzy na powierzchni stali niewidoczną gołym okiem warstwę tlenku chromowego, która zabezpiecza stal przed działaniem czynników powodujących korozję. Warstwa ochronna, uszkodzona mechanicznie lub przez działanie związków chemicznych, po ponownym zetknięciu się z tlenem, ulega samoistnej odbudowie. Następuje to nawet w tak ubogim w wolny tlen środowisku jak zwykła woda.
Wyższa zawartość chromu w stali daje lepszą odporność na korozję. Odporność ta ulega dalszemu podwyższeniu po dodaniu molibdenu. Dodatek niklu ma na celu uzyskanie struktury austenitycznej stali, co ułatwia jej obróbkę plastyczną na zimno i spawanie.


Najbardziej rozpowszechnione są austenityczne stale chromowo-niklowe typu 18/8, zawierające około 18% chromu i 8% niklu. Stanowią one ponad 50% światowej produkcji stali nierdzewnej. Stale 18/8 używane są na przykład do produkcji artykułów gospodarstwa domowego (m.in. garnków), do produkcji wyposażenia kuchni domowych i zbiorowego żywienia oraz w budownictwie, zarówno na elementy wewnątrz jak i na zewnątrz budowli.


Korozja stali nierdzewnych:


Ważnym czynnikiem wpływającym na odporność korozyjną jest gładkość i czystość powierzchni. Nawet drobne nierówności powierzchni, mogą stać się zalążkami korozji. Pierwszym objawem korozji ogólnej stali jest zwykle matowienie jej powierzchni.


Przyczyny zmian wyglądu powierzchni mogą być następujące:


  • zastosowanie gatunku stali w bardziej agresywnym środowisku od przewidywanego
  • zbyt szorstka powierzchnia zatrzymującą osady i zabrudzenia
  • błędy projektowania powodujące powstanie szczelin i kieszeni w których gromadzi się woda i zanieczyszczenia
  • zanieczyszczenie powierzchni stali nierdzewnej cząstkami żelaza
  • w transporcie oraz w wyniku stosowania niewłaściwych narzędzi lub materiałów ściernych przy produkcji lub przy montażu

Na terenach nadmorskich konieczne jest stosowanie austenitycznej stali chromowo-niklowej z dodatkiem molibdenu.


Odnosi się to w szczególności do elementów wyposażenia kąpielisk, zarówno otwartych jak i krytych, gdzie korozji sprzyja wilgotność otoczenia i podwyższona temperatura wody, a w szczególności obecność chlorków używanych do jej dezynfekcji.

korozja stali nierdzewnej

Odporność na korozję stali zależy od trzech czynników:


1. Składu chemicznego:


najważniejsza w tym przypadku jest zawartości chromu, niklu, węgla, molibdenu, miedzi, manganu, azotu, tytanu, niobu i tantalu.


Podstawowym pierwiastkiem tychże stali jest chrom. Wprowadzony on do stali w ilości większej aniżeli 13 [%] powoduje skokową zmianę potencjału elektrochemicznego. Wynika stąd wniosek, że odporność na korozję występuje dopiero przy zawartości powyżej 13 [%] chromu.


Stale chromowe są odporne na korozję w środowiskach utleniających np. kwasu azotowego, nie są one natomiast odporne na działanie środowisk redukujących np. kwasu solnego czy siarkowego. Przy temperaturach wysokich minimalna zawartość chromu zapewniająca odporność na korozję wzrasta do 20 [%].


Drugim oprócz chromu najważniejszym składnikiem stopowym stali odpornych na korozję jest nikiel, który podwyższa odporność stali na działanie wielu środowisk korozyjnych, a zwłaszcza kwasu siarkowego, roztworów obojętnych chlorków jak woda morska. Stale zawierające nikiel nie są odporne na działanie gazów zawierających związki siarki przy podwyższonych temperaturach z uwagi na powstawanie siarczku niklu. Węgiel natomiast pogarsza odporność na korozję. Stal ulega silnemu obniżeniu odporności na korozję jeżeli węgiel występuje w niej w postaci węglików.


2. Struktury stali:


W stalach odpornych na korozję występują różne struktury, przez co stal może być:


  • stal nierdzewna ferrytyczna
  • stal nierdzewna austenityczna
  • stal nierdzewna martenzytyczna

Stale te mogą mieć strukturę jednofazową np. ferrytyczną lub dwufazową np. ferrytyczno-austenityczną.


Najwyższą odporność na korozję wykazują stale austenityczne potem ferrytyczne, a najniższą martenzytyczne. Większą odporność na korozję mają struktury jednofazowe.

Większą odporność struktur jednofazowych należy przepisywać znacznie korzystniejszym warunkom do powstawania stanu pasywnego oraz do utrzymania jego trwałości i ciągłości. Prawdopodobieństwo powstania ogniw lokalnych w stali o strukturze jednofazowej jest bardzo małe. Pojawienie się w stalach jednofazowych dodatkowych składników w strukturze prowadzi zawsze do zmniejszenia odporności korozyjnej.


3. Stanu powierzchni:


Stale o powierzchni gładkiej są zawsze bardziej odporne na korozję od stali o znacznej chropowatości.


W stalach odpornych na korozję głównym składnikiem stopowym jest chrom. Dodatek chromu dąży do utworzenia w strukturze węglików chromu, który krystalizuje w sieci heksagonalnej. Odporność stali na korozję jest związana ze zdolnością stali do pasywacji. Pod nazwą pasywacji rozumiemy zwiększenia odporności metalu na korozję przez utlenienie jego powierzchni. Przyjmuje się, iż na powierzchni pasywnego metalu istnieje szczelna i silnie przylegająca warstewka tlenków, która chroni metal przed oddziaływaniem otaczającego środowiska.

stal nierdzewna poler