Nerezová ocel: složení, druhy, vlastnosti nerezových ocelí

Nerezová ocel je druh legované oceli, která je odolná vůči korozi díky obsahu chrómu 12 % nebo více. V přítomnosti kyslíku vzniká oxid chrómu, který vytváří na povrchu oceli inertní film chránící celý výrobek před nepříznivými vlivy. Moderní trh může nabídnout různé třídy nerezové oceli pro použití v celé řadě průmyslových odvětví.

Ne každý druh nerezové oceli vykazuje odolnost filmu oxidu chromitého vůči mechanickému a chemickému poškození. Přestože se film po vystavení kyslíku obnoví, byly vyvinuty speciální třídy nerezové oceli pro použití v agresivním prostředí.

Oblíbené třídy oceli

Rusko má rozvinutý ocelářský průmysl a má svá vlastní označení pro třídy oceli, ale nejoblíbenější třídy mají zahraniční analogy. Jedná se o oceli tzv. řady 300 a 400, které se vyznačují vysokou charakteristikou korozní odolnosti, odolnosti vůči agresivnímu prostředí, tažnosti a pevnosti. Jsou prakticky univerzální a používají se k výrobě široké škály produktů – od lékařských nástrojů až po velké stavební konstrukce. Řada 200 je postupně dohání v oblibě díky příznivému poměru ceny a kvality.

Druhy oceli řady 300

Chromniklová nerezová ocel této skupiny je ve svém chemickém složení austenitická, austeniticko-feritická a austeniticko-martenzitická v závislosti na procentu uhlíku, niklu, chrómu a titanu. Jedná se o nejuniverzálnější nerezovou ocel, jejíž vlastnosti zajišťují trvale vysokou poptávku na trhu.

AISI 304 (08H18H10)

Tato nerezová ocel je žádaná ve všech průmyslových odvětvích a získala slávu jako „potravinářské“. Svým chemickým složením a vlastnostmi je nejvhodnější pro použití v potravinářském průmyslu. Snadno se svařuje a vykazuje vysokou odolnost proti korozi v agresivním prostředí. Často se také volí pro chemický, farmaceutický, ropný a textilní průmysl.

AISI 316 (10Х17Н13М2)

Nerezová ocel 316 se získává přidáním molybdenu do nerezové oceli 304, což dále zvyšuje odolnost proti korozi a schopnost zachovat vlastnosti v agresivním kyselém prostředí a také při vysokých teplotách. Tato nerezová ocel je dražší než 304 a používá se v chemickém, ropném a plynárenském průmyslu a v lodním průmyslu.

AISI 316T (10Х17Н13М2Т)

Tato třída nerezové oceli obsahuje malé množství titanu, který zvyšuje pevnost materiálu, díky čemuž je odolný vůči vysokým teplotám a také iontům chlóru. Používá se ve svařovaných konstrukcích, pro výrobu lopatek plynových turbín, v potravinářském a chemickém průmyslu. Dostupná cena a vysoké technické vlastnosti činí tuto nerezovou ocel velmi oblíbenou.

AISI 321 (12-08Х18Н10Т)

Nerezová ocel, jejíž vlastnosti jsou dány zvýšeným obsahem titanu. Snadno svařitelné, odolné teplotám do 800 o C. Velmi žádaný pro výrobu bezešvých trubek, ale i potrubních tvarovek – příruby, T-kusy, kolena a redukce.

Druhy oceli řady 400

Tato řada má užší rozsah než 300. Patří sem nerezová ocel s vysokým obsahem chrómu, neobsahuje téměř žádné další legující prvky, což má pozitivní vliv na její cenu. Díky nízkému obsahu uhlíku jsou tyto nerezové oceli tvárné a snadno se svařují.

AISI 430 (12H17)

Jedná se o nerezovou ocel s vysokým procentem chrómu a nízkým obsahem uhlíku. Tento poměr přispívá k vysoké pevnosti a zároveň tažnosti. AISI 430 se dobře ohýbá, svařuje a lisuje. Zachovává si své vlastnosti v korozivním prostředí a prostředí obsahujícím síru a je odolný vůči náhlým změnám teploty. Používá se v ropném a plynárenském průmyslu a také jako dekorativní materiál pro dokončovací práce budov a prostor.

Druhy oceli řady 200

V této řadě se zatím můžeme bavit pouze o jedné jakosti oceli, ale své konkurenty v řadách 300 a 400 úspěšně dohání.

AISI 201 (12X15G9ND)

Nerezová ocel AISI 201 je mnohem levnější než nerezová ocel jiných řad s podobnými vlastnostmi. V něm je drahý nikl částečně nahrazen manganem a dusíkem. Díky výhodnému vyváženému chemickému složení nejsou vlastnosti nerezové oceli AISI 201 horší než AISI 304 a AISI 321. Své uplatnění nalezla v lékařském a potravinářském průmyslu. Používá se také při výrobě kulatých a profilových trubek, které jsou nutné k vytvoření zábradlí, zábradlí a plotů.

Vysoká popularita takového materiálu, jako je nerezová ocel, je vysvětlena jeho jedinečnými vlastnostmi, které běžné slitiny uhlíkové oceli nemají. Díky široké škále jakostí nerezové oceli dostupných na moderním trhu je lze vybrat pro úspěšné řešení různých technologických problémů.

Vzhled nerezových konstrukcí se po celou dobu jejich životnosti nemění

Čím jsou nerezové oceli výjimečné?

Nerezová ocel byla patentována v Anglii v roce 1913. Autorem tohoto vynálezu, který se bez nadsázky stal nejvýznamnější etapou ve vývoji nejen oceli, ale i dalších průmyslových odvětví, je metalurg Harry Brearley.

Přidání prvku, jako je chrom, k jejich chemickému složení umožnilo vybavit běžné ocelové slitiny jedinečnými vlastnostmi a získat z nich korozivzdorné oceli.

Právě chrom, jehož obsah ve slitinách nerezové oceli musí být minimálně 10,5 %, poskytuje těmto materiálům takové vlastnosti, jako jsou:

• výjimečně vysoká odolnost proti korozi;
• velmi vysoká pevnost;
• dobrá svařitelnost;
• snadnost zpracování pomocí metod deformace za studena;
• dlouhá životnost bez ztráty původních vlastností;
• esteticky atraktivní vzhled výrobků vyrobených ze slitin této kategorie.

Vliv legujících prvků na vlastnosti ocelí

Nerezové oceli nutně obsahují ve svém chemickém složení chrom a železo. Tyto prvky se vzájemně doplňují, což dává těmto materiálům tak jedinečné vlastnosti. Zejména chrom ve spojení s kyslíkem vytváří na povrchu nerezové slitiny oxidový film, který se stává spolehlivou překážkou pro korozní procesy.

Aby nerezová ocel získala další charakteristiky a výrazně zlepšila stávající vlastnosti, jsou do jejího chemického složení zaváděny legující přísady – nikl, titan, molybden, niob, kobalt atd. Toto legování umožňuje vytvářet různé typy slitin nerezové oceli, které liší se od sebe svými vlastnostmi a podle toho i účelem.

Jsme již tak zvyklí na korozivzdornou ocel, že si ani nevšimneme, o kolik pohodlnější se náš život stal díky přítomnosti nerezové oceli v ní.

Nerezová ocel obsahuje ve svém chemickém složení uhlík, který jí dodává vysokou tvrdost a pevnost. Je třeba poznamenat, že tento chemický prvek je nezbytnou součástí jakékoli slitiny oceli a má vážný dopad na její vlastnosti.

Jedinečné vlastnosti nerezové oceli umožňují úspěšně používat tento kov v různých oblastech souvisejících s provozem výrobků a zařízení v podmínkách vysoké vlhkosti a stálého vystavení agresivnímu prostředí. Nerezové oceli se aktivně používají k výrobě výrobků pro průmyslové i domácí účely. Zejména z tohoto kovu se nejčastěji vyrábějí příbory a nože, prvky komunikací a uzavíracích konstrukcí, části zařízení atd.

Klasifikační metody

Vlastnosti korozivzdorných ocelí jsou dány jak chemickým složením slitin, tak vlastnostmi jejich vnitřní struktury. Podle těchto parametrů jsou všechny oceli klasifikované jako nerezové oceli rozděleny do čtyř skupin.

Chemické složení ocelí této skupiny obsahuje chrom v objemu 20 % (proto se jim říká chrom). Díky značnému obsahu chromu jsou výrobky z takových ocelí schopny úspěšně odolávat i velmi agresivnímu prostředí. Ocelové slitiny této skupiny mají dobré magnetické vlastnosti.

Chemické složení a mechanické vlastnosti feritických ocelí

Velkými spotřebiteli feritických ocelí jsou podniky těžkého a chemického průmyslu, z nerezových slitin tohoto typu jsou vyráběny prvky topných zařízení a mnohé další. Slitiny feritické skupiny zaujímají poměrně velký podíl na trhu nerezové oceli a z hlediska úrovně poptávky jsou jen mírně horší než materiály s austenitickou vnitřní strukturou, ale jsou mnohem levnější než ty druhé.

Jedná se o nerezové oceli, jejichž významný podíl chemického složení (až 33 %) tvoří chrom a nikl. Spotřebitelé preferují tyto slitiny kvůli skutečnosti, že tyto materiály se vyznačují vysokou pevností a mimořádnou odolností proti korozi.

Chemické složení a aplikace žáruvzdorných austenitických nerezových ocelí (klikněte pro zvětšení)

Martenzitické a feriticko-martenzitické

Vzhledem ke zvláštnostem vnitřní struktury mají takové slitiny nejvyšší pevnost mezi oceli. Kromě toho se vyznačují dobrou odolností proti opotřebení a minimálním množstvím škodlivých nečistot v jejich složení. Právě tato kategorie zahrnuje žáruvzdornou, korozivzdornou ocel, která může nejen úspěšně odolávat oxidačním procesům, ale také být provozována v podmínkách stálého vystavení vysokým teplotám, aniž by ztratila své původní vlastnosti.

Obsah chemických prvků v martenzitických a feriticko-martenzitických ocelích (klikněte pro zvětšení)

Patří sem oceli s kombinovanou vnitřní strukturou: austeniticko-feritická a austeniticko-martenzitická. Takto inovativní materiály optimálně kombinují nejlepší vlastnosti všech výše uvedených typů nerezových ocelí.

Chemické složení korozivzdorných ocelí austeniticko-martenzitické třídy

Vlastnictví informací o tom, do které skupiny patří konkrétní třída nerezové oceli, vám umožňuje optimálně vybrat slitiny pro řešení určitých technologických problémů.

Nejoblíbenější značky a oblasti jejich použití

Chcete-li vybrat správnou nerezovou ocel pro výrobu produktů pro konkrétní účel, můžete použít speciální referenční knihy, které uvádějí jak všechny třídy takového materiálu, tak jejich hlavní vlastnosti. Mezitím v každé z těchto skupin existují nejoblíbenější značky, které si spotřebitel nejčastěji vybírá. Pojďme si je vyjmenovat.

• 10Х17Н13М2Т a 10Х17Н13М3Т jsou oceli, které se vyznačují dobrou svařitelností a vynikající odolností proti korozi. Díky těmto vlastnostem se slitiny nerezové oceli těchto jakostí úspěšně používají k výrobě výrobků, které jsou při svém provozu neustále vystaveny vysokým teplotám a agresivnímu prostředí. Vlastnosti ocelí těchto jakostí jsou dány přítomností v jejich chemickém složení následujících prvků: chrom (16–18 %), molybden (2–3 %), nikl (12–14 %), uhlík (0,1 %) ), křemík (0,8 %), měď (0,3 %), síra (0,02 %), fosfor (0,035 %), mangan (2 %), titan (0,7 %). Pokud je potřeba vybrat nerezové oceli těchto jakostí, měli byste mít na paměti, že jejich zahraniční analogy lze zakoupit také na domácím trhu, a to: SUS316Ti (Japonsko), 316Ti (USA), OCr18Ni12Mo2Ti (Čína), Z6CNDN17 -12 (Francie)).
• 08Х18Н9 a 08Х18Н10 jsou slitiny nerezové oceli, ze kterých jsou vyrobeny trubky kruhového i jakéhokoli jiného průřezu. Tyto materiály se používají k výrobě různých konstrukcí používaných ve strojírenství a chemickém průmyslu, jakož i k výrobě potrubních prvků a pecních zařízení. Chemické složení těchto jakostí oceli obsahuje následující prvky: chrom (17–19 %), uhlík (0,8 %), titan (0,5 %), nikl (8–10 %).
• 10H23H18 – ocel této třídy se vyznačuje vysokým obsahem niklu (17–20 %) a chrómu (22–25 %), jakož i manganu (2 %) a křemíku (1 %) ve svém složení. Tato kombinace prvků dodává slitině požadované vlastnosti a vytváří zvýšený sklon k popouštěcí křehkosti. Je třeba poznamenat, že slitina této třídy patří mezi nerezové oceli kategorie žáruvzdorné.
• 08Х18Н10Т – nerezová slitina této značky se vyznačuje vysokou odolností vůči oxidačním procesům a také dobrou svařitelností a pro získání vysoce kvalitního spojení pomocí této technologie není třeba výrobky předehřívat a také nevyžadují tepelné zpracování po svařování. Aby se zlepšily pevnostní charakteristiky výrobků vyrobených z takové oceli, musí být kaleny, jak je uvedeno v příslušném regulačním dokumentu.
• 06HH28МДТ – slitina této jakosti je optimálně vhodná pro vytváření svařovaných konstrukcí, které budou následně použity v agresivním prostředí. Chemické složení této oceli obsahuje tyto prvky: chrom (22–25 %), nikl (26–29 %), měď (2,5–3,5 %).
• 12Х18Н10Т – výrobky vyrobené z oceli této třídy se používají především k vybavení podniků v chemickém, celulózo-papírenském, stavebním, potravinářském a palivovém průmyslu. Tento kov se vyznačuje tepelnou odolností, dobrou rázovou houževnatostí a praktičností použití.
• 12Х13, 20Х13, 30Х13 a 40Х13 – nerezové slitiny těchto jakostí se prakticky nedají svařit, ale mají i pozitivní vlastnosti. Ten spočívá v tom, že tyto oceli nemají sklon k popouštěcí křehkosti a jejich vnitřní struktura není ovlivněna vadami, které se v odborném jazyce nazývají vločky. Z těchto jakostí nerezové oceli jsou vyráběny řezné a měřicí nástroje, jakož i pružiny a pružiny pro různé účely.
• 08Х13, 08Х17, 08Х18Т1 jsou slitiny nerezové oceli feritické skupiny, ze kterých jsou vyráběny výrobky, které během provozu nepodléhají rázovému zatížení ani vystavení nízkým teplotám.

Druhy nerezových povrchů

Jak dešifrovat označení

Označení nerezových ocelí, jejichž pravidla pro tvorbu jsou stanovena ustanoveními regulačních dokumentů, obsahuje následující informace:

• číslo na prvním místě označuje kvantitativní obsah takového chemického prvku, jako je uhlík, ve složení slitiny (například v oceli třídy 08H17 je uhlík obsažen v množství 0,08% a v 40H13 – 0,4%);
• za písmeny v označení, z nichž každé označuje příslušný chemický prvek (X – chrom, H – nikl, M – mangan), se umísťují čísla udávající jeho obsah v celých procentech.

Příklad dekódování označení nerez

Obecně, pokud mluvíme o pravidlech pro označování ocelových slitin klasifikovaných jako nerez, prakticky se neliší od pravidel přijatých pro označování ocelí jakéhokoli jiného typu.