Nerjaveče jeklo (inox) – definicija, lastnosti, vrste in uporaba

Vse o nerjavečem jeklu (inox): definicija, lastnosti, vrste in uporaba — odpornost, vrste zlitin, površinske obdelave in praktični nasveti za industrijo in dom.

Nerjaveče jeklo, znano tudi kot inox jeklo, je jeklena zlitina z najmanj 10,5 ali 11 masnimi odstotki kroma.

Nerjaveče jeklo se ne obarva, korodira ali rjavi tako zlahka kot navadno jeklo, vendar ni odporno na madeže.

Izraz "korozijsko odporno jeklo" se uporablja, kadar ima zlitina manj kot 12 % kroma, na primer v letalski industriji. Glede na to, kje se bo uporabljalo, obstajajo različne kakovosti in površinske obdelave nerjavnega jekla. Nerjavna jekla so bolj odporna proti oksidaciji (rjavenju) in koroziji v številnih naravnih in umetnih okoljih, Različna nerjavna jekla imajo v sebi različne količine različnih kovin in so primerna za različne namene. Obstaja več kot 150 vrst nerjavnega jekla, od katerih se jih največ uporablja petnajst.

Zamisel o nerjavnem jeklu je bila odkrita v prvi polovici 19. stoletja, vendar je trajalo približno 80 let, da so razvili zanesljivo industrijsko metodo. Francoski, britanski in ameriški izumitelji so se ukvarjali s tem, dokler ni bilo izdelano pravo nerjavno jeklo. Sodobno nerjavno jeklo je bilo izumljeno leta 1913, izumil pa ga je Harry Brearley v Sheffieldu v Yorkshiru. Pogosta uporaba nerjavnega jekla je jedilni pribor (noži, vilice in žlice). Jedilni pribor iz nerjavnega jekla je bil sredi 20. stoletja v Sheffieldu velika industrija.

Osnovne lastnosti nerjavnega jekla

• Korozijska odpornost: glavna značilnost izvira iz pasivne plasti oksida kroma (Cr2O3), ki se na površini hitro oblikuje in ščiti material pred nadaljnjo oksidacijo. Ta plast se lahko obnavlja (re-passivira), če ni mehansko trajno poškodovana.
• Mehanske lastnosti: nerjavna jekla segajo od mehkih in duktilnih (austenitna) do trdih in kaljivih (martenzitna). Vpliv na trdnost in žilavost imajo dodane legirne kovine, toplotna obdelava in hladno valjanje.
• Toplotna odpornost: nekatera nerjavna jekla so odporna na visoke temperature (npr. določene zlitine z visoko vsebnostjo niklja in kroma), zato se uporabljajo v pečeh in izpušnih sistemih.
• Obdelovalnost: dobro jih je možno variti, valjati, kriviti in polirati; vrste se razlikujejo po obdelovalnih lastnostih. Austenitna nerjavna jekla so zelo oblikovana in varljiva, medtem ko so ferritna in martenzitna bolj omejena.
• Magnetne lastnosti: nekatere vrste (ferritna in martenzitna) so magnetne, medtem ko so austenitna pri navadnem stanju običajno nemagnetna.

Klasične vrste nerjavnega jekla

Glavne skupine so glede na mikrostrukturo:

• Austenitna (npr. 304, 316) – vsebujejo večinoma krom in nikelj; zelo dobra korozijska odpornost, odlična obdelovalnost in varljivost; običajno nemagnetna.
• Ferritna (npr. 430) – vsebujejo krom, malo ali nič niklja; dobre odpornosti proti stresni koroziji v nekaterih okoljih, so magnetne in cenejše, vendar slabše za varjenje kot austenitne vrste.
• Martenzitna (npr. 410) – kaljiva in trdna, uporabljena za rezila, orodja in nosilne dele; vsebujejo manj kroma kot austenitna in so magnetna.
• Duplex (npr. 2205) – kombinacija austenitne in ferritne strukture; višja trdnost in izboljšana odpornost proti razpokanju zaradi raztezanja; uporaba v kemični, naftni in plinski industriji.
• Precipitation-hardening (PH) – omogočajo visoko trdnost po toplotni obdelavi; uporabljena v letalski industriji in za visokoobremenjene dele.

Najpogostejše oznake in primeri: 304 (~18 % Cr, 8 % Ni), 316 (podobno kot 304, z dodatkom Mo ~2–3 % za boljšo odpornost proti kloridom), 430 (ferritno, ~16–18 % Cr), 410 (martenzitno, ~11–13 % Cr), 2205 (duplex z dodatkom molibdena in več kroma).

Površinske obdelave in končna obdelava

• Hladno/Toplo valjanje: za izdelavo pločevine in trakov različnih debelin.
• Poliranje: od mat (No.4) do zrcalnih površin; pomembno za estetiko in čistost v prehrambeni in medicinski industriji.
• PASFIVACIJA in čiščenje: kemične obdelave (npr. kislinsko izpiranje in pasivacija) odstranjujejo železove delce s površine in krepijo pasivno plast kroma.
• Tipične končne obdelave: 2B (splošna), BA (bright annealed), No.4 (brushed), mirror (zrcalno polirano).

Uporaba nerjavnega jekla

Nerjaveče jeklo ima širok spekter uporabe zaradi kombinacije odpornosti proti koroziji, trdnosti in estetskega videza. Glavne uporabe vključujejo:

• Gospodinjstvo: kuhinjski pribor, posoda, pomivalni stroji, delovne plošče.
• Prehrambena industrija in farmacija: rezervoarji, cevi, čistilne površine zaradi enostavnega vzdrževanja in higienske odpornosti.
• Kemična in naftna industrija: cevi, toplotni izmenjevalci in oprema za agresivna okolja (duplex in zlitine z Mo).
• Gradbeništvo in arhitektura: fasade, ograje, okrasni elementi zaradi trajnosti in izgleda.
• Transport in avtomobilska industrija: izpušni sistemi, dekorativni elementi in konstrukcijski deli.
• Medicinska oprema: kirurški instrumenti, vsadki, oprema v sterilnih prostorih.
• Morska industrija: zlasti zlitine z dodatkom molibdena za večjo odpornost proti kloridom in morski vodi.

Proizvodnja in toplotna obdelava

Proces vključuje taljenje surovin v pečeh (električna peč, vakuumsko indukcijsko taljenje za visoko čistost), izlivanje, valjanje, toplotno obdelavo (upočasnitev reorganizacije strukture), pasivacijo in končno obdelavo površine. Natančna kontrola kemične sestave in čiščenja (odstranjevanje žlindre in neljubih delcev) je ključna za doseganje zahtevane odpornosti proti koroziji.

Omejitve in vzdrževanje

• Nerjaveče jeklo ni popolnoma nerjaveče: v prisotnosti kloridov (npr. kuhinjska sol, morska voda) lahko pride do pitne korozije (pitting) ali razpoke zaradi raztezanja v prisotnosti korozivnih medijev (SCC).
• Za preprečevanje poškodb: redno čiščenje, odstranitev delcev železa, izogibanje dolgotrajni izpostavljenosti koncentriranim kloridom in uporaba ustreznih kakovostnih zlitin glede na okolje.
• Pri varjenju je pomembno pravilno pred-/post-obdelavo, da se prepreči kontaminacija in izguba korozijske odpornosti.

Standardi, recikliranje in trajnost

Nerjavno jeklo je podvrženo številnim standardom (EN, AISI/ASTM, DIN), ki določajo kemijsko sestavo in mehanske lastnosti. Je tudi zelo reciklabilno: velik delež nerjavnega jekla je narejen iz recikliranega materiala, kar zmanjšuje potrebo po rudarjenju in energiji v primerjavi s primarnim izdelkom. Zaradi dolge življenjske dobe in možnosti recikliranja je pogosto ocenjeno kot okolju prijazna izbira za mnoge aplikacije.

Kratek povzetek

Nerjaveče jeklo predstavlja raznoliko skupino zlitin, kjer krom in druge legirne snovi zagotavljajo zaščitno oksidno plast. Izbira prave vrste (austenitna, ferritna, martenzitna, duplex ali PH) in primerne površinske obdelave je ključna za zagotovitev ustrezne odpornosti in življenjske dobe v določenem okolju. Kljub imenu je pomembno upoštevati omejitve, še posebej v prisotnosti kloridov, ter zagotoviti pravilno obdelavo in vzdrževanje.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je nerjavno jeklo?

V: Kdo je izumil sodobno nerjavno jeklo?

V: Kako dolgo je trajalo, da je bila razvita zanesljiva industrijska metoda za proizvodnjo nerjavnega jekla?

V: Katere so pogoste uporabe nerjavnega jekla?

V: Ali obstaja več kot ena vrsta nerjavnega jekla?

V: Ali so vsa nerjavna jekla odporna na madeže?

Išči po črki