Ferriitse roostevaba terase materjalide omadusi saab mõista ühes artiklis!
01 Mis on ferriitne roostevaba teras? Eelistatud alternatiivmaterjalina austeniitsele roostevabale terasele
Ferriitne roostevaba teras viitab roostevabast terasest materjalidele, mille kroomisisaldus on vahemikus 10,5% kuni 30%, kehakeskse kuupteralise struktuuriga ja peamiselt ferriitstruktuuriga. Kuna see kehakeskne kuubikujuline teraline struktuur on tüüpiline alfarauale, on ferriitne roostevaba teras magnetiline.
Ferriit on roostevaba terase perekonna oluline liige, olles toodangu poolest austeniitse roostevaba terase järel teisel kohal. Ajaloolistel põhjustel ja varajase sulatustehnoloogia piirangute tõttu on ferriitse roostevaba teras halvasti korrosioonikindlusega ning selle magnetiliste omaduste tõttu peetakse seda sageli ekslikult "võltsitud" roostevabaks teraseks.
Seetõttu on pikka aega olnud eksiarvamus, et ferriitse roostevaba teras on halva jõudlusega, samas kui austeniitse roostevaba teras on autentne roostevaba teras, millel on suurepärane jõudlus.
Tehnoloogia üldise arenguga on pidevalt esile kerkinud kõrge kvaliteediga ja madala hinnaga kaasaegsed ferriitsed roostevabad terased. Nende hulgas on 4XX seeriast saanud austeniitse roostevaba terase eelistatud alternatiivmaterjal ning seda kasutatakse isegi punase vase ja valge vasktorude asendamiseks.
Selle asendusnõudluse tekkimine on ennekõike kulukas. Kuna kroomi hind on suhteliselt stabiilne, samas kui vase-nikli turg kõigub sageli ja suurte amplituudidega, on niklivabal ferriitsel roostevabal terasel kulude asendamise eelis. Teiseks paraneb kaasaegne metallurgiatehnoloogia päev-päevalt ja samas keskkonnas on saavutatud austeniitse roostevaba terase sama jõudlus. Näiteks molübdeeni lisamisega 444 kohalik korrosioonikindlus on põhimõtteliselt samaväärne austeniitse 316 omaga.
02 Ferriitse roostevaba terase klassifikatsioon Erinevat tüüpi roostevaba ferriitterase kasutusstsenaariumid
Ferriitse roostevaba terase võib jagada kahte kategooriasse: tavaline ja kõrge puhtusastmega ferriit vastavalt sellele, kas süsiniku ja lämmastiku üldsisaldus on alla 0,05%. Kroomisisalduse järgi jaotatakse tavaline ferriitne roostevaba teras madala kroomisisaldusega, keskmise kroomisisaldusega ja kõrge kroomisisaldusega roostevabaks ferriitseks teraseks.
Madala kroomisisaldusega ferriitse roostevaba terase kroomisisaldus on tavaliselt vahemikus 10,5–14%. Sellel on kõigist ferriitsetest roostevabadest terastest madalaim kroomisisaldus ja see on ka odavaim materjal. Seda tüüpi roostevaba teras sobib kasutamiseks kergelt söövitavates keskkondades või stseenides, mis võimaldavad kohalikku roostet. Näiteks 409 on spetsiaalselt loodud autode väljalaske summutite jaoks; 410L kasutatakse konteinerite ja LCD-ekraanide raamide jaoks.
Keskmise kroomiga ferriitse roostevaba terase kroomisisaldus on vahemikus 14% kuni 19% ja selle jõudlus on lähedane austeniitsele 304 roostevabale terasele. See on ferriitsüsteemis kõige laialdasemalt kasutatav materjal. Tänu kõrgele kroomisisaldusele ja suurepärasele korrosioonikindlusele kasutatakse 430 laialdaselt pesumasinatrumlites, nõudepesumasinates, pliitides ja köögiseadmetes. See on eelistatud alternatiiv austeniitsetele 304 materjalidele.
Kõrge kroomisisaldusega ferriitse roostevaba terase kroomisisaldus on 19–30%. Kroomisisalduse edasise suurendamise ning molübdeeni ja muude elementide lisamisega paraneb korrosioonikindlus ja oksüdatsioonikindlus. Seda tüüpi roostevabast terasest on eelised austeniitse 316 roostevaba terase ees, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt rannikuäärsetes hoonetes ja kõrge kloorisisaldusega söövitavas keskkonnas.
Kõrge puhtusastmega ferriit tähendab, et süsiniku ja lämmastiku kogusisaldus on alla 0,05%. Samal ajal lisatakse selliseid elemente nagu molübdeen, titaan ja nioobium, et suurendada vastupidavust teradevahelisele korrosioonile, punktkorrosioonile, pragukorrosioonile ja keevitusvõimele. Seetõttu kasutatakse seda tüüpi materjale sagedamini mikrolaineahju osades, kuumaveepaakides, päikeseveeboilerites või elektriküttekeetjates.
03 Ferriit-roostevaba teras vs austeniit-roostevaba teras, kummal on parem jõudlus?
Austeniitse roostevaba teras moodustab enam kui 70% kogu maailma roostevaba terase toodangust ja on praegu kõige laialdasemalt kasutatav roostevaba terase materjal.
Niklivaba kroomipõhise roostevaba terasena nimetatakse ferriitset roostevaba terast "ökonoomseks" roostevabaks teraseks selle madalama hinna ja niklit sisaldava austeniitse roostevaba terase peamiste omaduste tõttu. Nende kahe jõudluse võrdlus kajastub peamiselt:
√ Ferriit roostevaba teras on magnetiline ja austeniit roostevaba teras on mittemagnetiline
√ Ferriitse roostevaba terase soojuspaisumine on madalam
√ Ferriitsel roostevabal terasel on kõrge temperatuuriga keskkondades parem oksüdatsioonikindlus
√ Ferriitse roostevaba terase soojusjuhtivus on kõrgem kui austeniitse roostevaba terase oma
√ Nioobiumi sisaldava ferriitse roostevaba terase roomamiskindlus on väiksem
√ Ferriitset roostevaba terast on lihtsam töödelda.
√ Külmvormimise ajal väiksem tagasitõmbumise tendents kui austeniitsel roostevabal terasel
√ Ferriitse roostevaba terase voolavuspiir on kõrgem kui roostevaba terase 304 voolavuspiir
√ Ferriitse roostevaba teras ei ole altid pingekorrosioonipragudele 04 Ferriitse roostevaba terase klasside teisendamine riikide vahel
Erinevate riikide erinevate juriidiliste standardite tõttu on ferriitse roostevaba terase kaubamärgid erinevates riikides ja organisatsioonides samuti erinevad. Kuigi eri riikide standardites ja nimetustes on mõningaid erinevusi, esindavad need üldiselt sama materjali. Erinevate riikide brändinimede konversioonide võrdlustabel on näidatud joonisel 7.
05 Ferriitse roostevaba terase keemiline koostis
Ainult siis, kui kroomisisaldus on üle 10,5%, võib seda nimetada roostevabaks teraseks. Kui kroom puutub kokku õhu või veega, tekib pinnale tihe kroomtrioksiidi kiht. Kui see oksiidkile on moodustunud, ei järgi see enam vett ega õhku. See on peamine põhjus, miks roostevaba teras on roostevaba. Ferriitsel roostevabal terasel on kõrge kroomisisaldus, seega on sellel suurepärane vastupidavus korrosioonile ja oksüdatsioonile.
06 Ferriitse roostevaba terase füüsikalised ja mehaanilised omadused
Ferriitse roostevaba terase tihedus jääb vahemikku 7,64–7,75 ja sulami sisalduse muutumisel ilmnevad väikesed erinevused. Lisaks on selle füüsikaliste omaduste eeliseks ka hea soojusjuhtivus.
Võrreldes teiste seeriatega on ferriitse roostevaba terase mehaanilised omadused suhteliselt mõõdukad. Kuna sellel puudub faasimuutus, ei saa seda kuumtöötlemisega tugevdada. Tavaliselt lõõmutatakse temperatuuril 700–800 kraadi.
Viimastel aastatel on globaalsete ressursside pakkumine olnud pingeline, jätkunud on kaubandushõõrdumised ning värviliste metallide, eriti nikli hinna tõus, mis on toonud kaasa tohutu kulusurve roostevaba terase tootmisettevõtetele, mis paratamatult viia madala niklisisaldusega austeniitse ja niklivaba ferriitse roostevaba teraseni. Avarama ruumi arendamiseks ja rakendamiseks toomine.
