1. Korroosion tyypit ja määritelmät
Lukuisten teollisten sovellusten joukossa ruostumaton teräs voi tarjota tyydyttävän korroosionkestävyyden nykyään. Ruostumattoman teräksen korroosio ilmenee käyttökokemuksen perusteella pääasiassa paikallisena korroosiona (eli jännityskorroosiohalkeilu, pistekorroosio, rakeiden välinen korroosio, korroosioväsymys ja rakokorroosio) mekaanisen vian lisäksi. Näiden paikallisten korroosioiden aiheuttamat vikatapaukset muodostavat lähes puolet vikatapauksista. Itse asiassa monet vikaonnettomuudet voidaan välttää järkevällä materiaalivalinnalla.
Stress Corrosion Cracking (SCC): Yleinen termi, jota käytetään kuvaamaan metalliseosten hajoamista rasituksessa syövyttävissä ympäristöissä terävien viivojen leviämisen vuoksi. Jännityskorroosiohalkeilulla on hauras murtumamorfologia, mutta sitä voi esiintyä myös erittäin sitkeissä materiaaleissa. Jännityskorroosiohalkeilun syntymiselle välttämättömät olosuhteet ovat vetojännitys (joko jäännösjännitys tai ulkoinen jännitys tai molemmat) ja tietyt syövyttävät väliaineet. Kuvioiden muodostuminen ja laajeneminen ovat suunnilleen kohtisuorassa vetojännityksen suuntaan nähden. Jännityskorroosiohalkeilua aiheuttava jännitysarvo on paljon pienempi kuin materiaalin murtumiseen vaadittava jännitysarvo syövyttävän väliaineen puuttuessa. Mikroskooppisella tasolla rakeiden läpi kulkevia halkeamia kutsutaan rakeiden läpi kulkeneiksi halkeamiksi, kun taas rakeiden rajoja pitkin kulkevia halkeamia kutsutaan rakeiden läpi kulkeneiksi halkeamiksi. Kun jännityskorroosiohalkeilu ulottuu tiettyyn syvyyteen (jossa kuormitetun materiaalin poikkileikkaukseen kohdistuva jännitys saavuttaa murtumisjännityksensä ilmassa), materiaali murtuu normaalien halkeamien mukaisesti (yleensä sitkeiden materiaalien mikroskooppisten vikojen aggregoituessa) . Siksi jännityskorroosiohalkeilun vuoksi vioittuneiden osien poikkileikkaus sisältää tyypillisiä jännityskorroosiohalkeilualueita ja "kuoppausalueita", jotka liittyvät mikrovikojen kasautumiseen.
Pistekorroosio: Se on paikallinen korroosion muoto, joka aiheuttaa korroosiota.
Rakeiden välinen korroosio: Rakeiden väliset rajat ovat erilaisten kristallografisten orientaatioiden omaavien rakeiden välisten epätasaisten dislokaatioiden rajoja, ja siksi ne ovat erilaisten liuenneiden alkuaineiden tai metalliyhdisteiden (kuten karbidit ja δ) erottelua. Edullinen alue saostumiselle ja saostukselle. Siksi ei ole yllättävää. että raeraajat voivat ruostua ensin tietyissä syövyttävissä väliaineissa. Tämäntyyppistä korroosiota kutsutaan rakeiden väliseksi korroosioksi, ja useimmissa metalleissa ja seoksissa voi esiintyä rakeiden välistä korroosiota.
Rakokorroosio: Se on paikallisen korroosion muoto, jota voi esiintyä rakoissa, joissa liuos on pysähtynyt, tai suojatuilla pinnoilla. Tällaisia rakoja voi muodostua metallin ja metallin liitoskohdassa tai metallin ja ei-metallin liitoskohdassa, esimerkiksi niittien, pulttien, tiivisteiden, venttiilin istukkaiden, irtonaisten pintakerrostumien ja meren eliöiden risteyksessä.
Kokonaiskorroosio: termi, jota käytetään kuvaamaan korroosioilmiötä, joka esiintyy lejeeringin koko pinnalla suhteellisen tasaisesti. Kun kokonaiskorroosio tapahtuu, kylämateriaali ohenee vähitellen korroosion seurauksena ja jopa materiaali syöpyy ja rikkoutuu. Ruostumattomassa teräksessä voi esiintyä laajaa korroosiota vahvoissa hapoissa ja emäksissä. Kokonaiskorroosion aiheuttama vikaongelma ei ole erityisen huolestuttava, sillä tämäntyyppinen korroosio voidaan yleensä ennustaa yksinkertaisten upotuskokeiden tai korroosiota käsittelevän kirjallisuuden avulla.
2. Erilaisten ruostumattomien terästen korroosionkestävyys
304: Se on monipuolinen ruostumaton teräs, jota käytetään laajalti hyvää kokonaisvaltaista suorituskykyä (korroosionkestävyyttä ja muovattavuutta) vaativien laitteiden ja komponenttien valmistuksessa.
301: Ruostumaton teräs kovettuu merkittävästi muodonmuutoksen aikana ja sitä käytetään erilaisissa sovelluksissa, jotka vaativat suurta lujuutta.
302: Ruostumaton teräs on pohjimmiltaan muunnos 304 ruostumattomasta teräksestä, jolla on korkeampi hiilipitoisuus ja joka voi saavuttaa korkeamman lujuuden kylmävalssauksen avulla.
302B: Se on ruostumattoman teräksen tyyppi, jolla on korkea piipitoisuus ja jolla on korkea kestävyys korkean lämpötilan hapettumista vastaan.
303 ja 303Se: ovat vapaasti leikkaavia ruostumattomia teräksiä, jotka sisältävät rikkiä ja seleeniä, joita käytetään tilanteissa, joissa vaaditaan pääasiassa helppoa leikkausta ja korkeaa pinnan kiiltoa. 303Se ruostumatonta terästä käytetään myös osien valmistukseen, jotka vaativat kuumasuuntausta, koska sillä on hyvä kuumatyöstettävyys tällaisissa olosuhteissa.
304L: Se on muunnos 304 ruostumattomasta teräksestä, jossa on alhainen hiilipitoisuus, jota käytetään hitsausta vaativissa tilanteissa. Alhaisempi hiilipitoisuus minimoi karbidien saostumisen lämmön vaikutuksen alaisen vyöhykkeen lähellä hitsin lähellä, ja karbidien saostuminen voi johtaa ruostumattoman teräksen rakeiden väliseen korroosioon (hitsauseroosioon) tietyissä ympäristöissä.
04N: Se on typpeä sisältävä ruostumaton teräs, ja typen lisääminen parantaa teräksen lujuutta.
305 ja 384: Ruostumaton teräs sisältää runsaasti nikkeliä ja sillä on alhainen työstökarkaisuaste, joten se soveltuu erilaisiin tilanteisiin, joissa kylmämuovattavuuden vaatimukset ovat korkeat.
308: Ruostumatonta terästä käytetään hitsaustankojen valmistukseen.
309, 310, 314 ja 330: Ruostumattomassa teräksessä on suhteellisen korkea nikkeli- ja kromipitoisuus, mikä parantaa sen hapettumiskestävyyttä ja virumislujuutta korkeissa lämpötiloissa. 30S5 ja 310S ovat muunnelmia ruostumattomasta teräksestä 309 ja 310, ja ainoa ero on niiden alhaisempi hiilipitoisuus, jotta voidaan minimoida karbidien saostuminen hitsisauman lähellä. 330 ruostumattomalla teräksellä on erityisen hyvä hiiltymisen ja lämpöiskujen kestävyys.
316 ja 317: Tyyppi ruostumaton teräs sisältää alumiinia, joten sen pistekorroosionkestävyys on huomattavasti parempi kuin ruostumattoman teräksen 304 meri- ja kemianteollisuuden ympäristöissä. Niiden joukossa ruostumattoman teräksen 316 muunnelmia ovat vähähiilinen ruostumaton teräs 316L, luja ruostumaton teräs 316N, joka sisältää typpeä, ja korkea rikkipitoinen ruostumaton teräs 316F.
321, 347 ja 348 ovat ruostumattomia teräksiä, jotka on stabiloitu titaanilla, niobiumilla, tantaalilla ja niobiumilla, ja ne soveltuvat korkeissa lämpötiloissa käytettäviin hitsauskomponentteihin. 348 on ydinvoimateollisuuteen soveltuva ruostumaton teräs, jolla on tietyt rajoitukset tantaalin ja poran määrälle.