Kuinka voit tehdä korkealaatuisia ja suorituskykyisiä tuotteita? Kuinka voimme tehdä vertailukelpoisia tuotteita halvemmalla? Nämä kysymykset ovat kaikkien mielessä, tuotesuunnittelijasta valmistuspäällikköön ostajaan, ja ne ovat tärkeitä myös tuotteiden valmistajille kilpailuedun säilyttämiseksi markkinoilla. Nikkelipitoisten ruostumattomien terästen alalla eri metalliseoksilla on erilaiset ominaisuudet. Mitä tulee ruostumattomiin teräksiin, miten materiaalinvalitsin valitsee oikean metalliseoksen tyypin?
Duplex ruostumattomat teräkset
Duplex- (austeniittis-ferriittisillä) ruostumattomilla teräksillä on paljon suurempi myötö- ja vetolujuus kuin austeniittisilla tai ferriittisillä ruostumattomilla teräksillä. Siksi vahvempien duplex-sarjan materiaalien käyttö voi vähentää varastosäiliöiden tai paineastioiden seinämän paksuutta, mikä on johtanut markkinoiden kiinnostukseen. Kuitenkin duplex-ruostumattoman teräksen suurempi sitkeä lujuus vaikuttaa tuotteen muovattavuuteen. Lisäksi duplex ruostumaton teräs eroaa tavallisista austeniittisista seoksista, mikä voi myös aiheuttaa vaikeuksia hitsausprosessissa. Myös hitsauksessa voi olla merkittäviä eroja eri ruostumattomien duplex-terästen alasarjojen, kuten economy-, standardi- ja superduplex-terästen välillä.
Lämpötila, jossa levityksen odotetaan tapahtuvan, on myös tärkeä, koska dupleksiseosten käytölle on useita rajoituksia. Ferriittifaasi voi muuttua hauraaksi matalissa lämpötiloissa ja voi myös aiheuttaa haitallisia mikrorakennemuutoksia jopa 270 asteen lämpötiloissa. Jokainen alasarja sisältää monia erilaisia metalliseoksia, mikä aiheuttaa valmistajille monia vaikeuksia hankkiessaan erikokoisia ja -muotoisia kokonaisia sarjoja. Ruostumattomien duplex-terästen typpiseostuksen jälkeen niiden markkinaosuus on kasvanut merkittävästi. Viimeisten 10 vuoden aikana ruostumattoman duplex-teräksen markkinaosuus on kuitenkin pysynyt noin 1 prosentissa tuotteen käyttöprosessin monimutkaisuuden vuoksi.
200-sarjan ruostumattomat teräkset
Täysin austeniittista 200-sarjan ruostumatonta terästä on kehitetty yli 70 vuoden ajan. Tämän lejeeringin korkean mangaanipitoisuuden vuoksi nikkelipitoisuutta voidaan sopivasti vähentää, mutta ei kokonaan eliminoida. Nykyään suurin osa 200-sarjan tuotteista on saatavilla vähäkromisina metalliseoksina, joissa kromipitoisuus on tyypillisesti 16-12 prosenttia. Sen sijaan ruostumaton teräs 304, jonka kromipitoisuus on vähintään 17,5 prosenttia, tarjoaa paremman korroosionkestävyyden. Jos tuote vaatii vain vähän korroosionkestävyyttä, voidaan käyttää 200-sarjaa. 200-sarjan ruostumattomat teräkset kovettuvat nopeasti kylmämuovauksen aikana, jolloin syntyy joskus kylmähalkeamia jäähdytysjakson jälkeen, joten näihin ruostumattomiin teräksiin lisätään usein kuparia vähentämään työkarkaisunopeutta. Siksi valittaessa vähän kromia sisältäviä 200-sarjan ruostumattomia teräksiä tulee huomioida, että niillä on riittävä korroosionkestävyys ja sopiva työstettävyys.
Ferriittiset ruostumattomat teräkset
Ferriittisten ruostumattomien terästen ainutlaatuiset ominaisuudet löydettiin yli 110 vuotta sitten. Tämän ruostumattoman teräksen perheen kromipitoisuus vaihtelee absoluuttisesta minimistä 10,5 % (ruostumattoman teräksen määritelmä) lähes 30 %:iin. Ferriittisiä ruostumattomia teräksiä käytetään yleisimmin levypaksuuksille, jotka ovat pienempiä tai yhtä suuria kuin 4 mm, koska äärimmäinen raekasvu on ongelma keskisuurilla ja raskailla levypaksuuksilla, erityisesti hitsauksen aikana. Kuten duplex-ruostumattomien terästen kohdalla, ferriittisten faasien käytölle on asetettu rajoituksia sekä matalissa että korkeissa lämpötiloissa. Aluksi alhainen hinta oli ferriittisten sarjan tärkein vetovoima materiaalivalitsijoissa, koska ne ovat nikkelivapaita tai niissä on erittäin alhainen nikkelipitoisuus. Niiden valmistuskustannukset ovat kuitenkin yleensä korkeammat kuin austeniittisten ruostumattomien terästen, ja paksuuden ja käytön rajoitukset eri lämpötiloissa sekä hitsattavuus ovat rajoittaneet ferriittisten sarjan kehitystä. Itse asiassa ferriittisten ruostumattomien terässarjojen osuus kokonaistuotannosta on laskenut noin 30 prosenttia vuodesta 2010. Kuitenkin sovelluksissa, kuten ohutseinäisissä lämmönvaihdinputkissa, ferriittisen ruostumattoman teräksen pienempi lämpölaajeneminen ja korkeampi lämmönjohtavuus ovat tärkeitä. .
