RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET

Transkriptio

1 1 RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET Seuraavasta aineistosta kiitän Timo Kauppia Kemi-Tornio Ammattikorkeakoulu

2 2 RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET Ruostumattomat teräkset ovat standardin SFS EN mukaan seostettuja erikoisteräksiä, joissa on 10,5 % kromia (Cr) ja 1,2 % hiiltä (C). Teräkset jaetaan alaryhmiin nikkelipitoisuuden (Ni) mukaan, alle 2,5% Ni ja vähintään 2,5% Ni. Seostuksen ansiosta ruostumattomaan teräkseen muodostuu korroosiolta suojaava sekä itsekorjautuva suoja- eli passiivikalvo.

3 KORROOSIOKESTÄVYYS 3

4 4 TERÄSTYYPIT Typpi C % Muut aineet Magneettisuus Kommentti Austeniittiset < 0,1 Cr-Ni Ei magn / 304 Ferriittiset < 0,1 Cr Magneettisia Martensiittiset > 0.8 Cr Magneettisia Austeniittiset-ferriittiset Cr-Ni-Mn-Mo-N Duplex > 500Pa Erkautuskarkenevat Cr-Cu-Nb-Al-Ti-Mo 17-4 PH

5 TÄRKEIMMÄT OMINAISUUDET 5 korroosionkestävyys esteettisyys palonkestävyys alhaiset elinkaarikustannukset täydellinen kierrätettävyys hygieenisyys hyvä valmistettavuus ja puhdistettavuus erinomainen lujuus-paino-suhde

6 PINNANLAATU 6 1D 2B 2H 2R

7 PINTAKESKINEN KUUTIOLLINEN RAKENNE 7 pkk (fcc = face centered cubic) tiivispakkaushila omaa erinomaisen kylmämuovattavuuden sitkeä myös matalissa lämpötiloissa suurin tyhjä kolo 41.4% hilan atomin halkaisijasta korkeissa lämpötiloissa stabiili γ-fe (l. Austeniitti)

8 TILAKESKINEN KUUTIOLLINEN RAKENNE 8 tkk (bcc = body centered cubic) ei sisällä tiiviistipakkautuneita tasoja muovattavuus on kohtalainen voi esiintyä kylmähaurautta suurin tyhjä kolo 29% hilan atomin halkaisijasta -> tähän mahtuu vain vaivoin hiiliatomi matalissa lämpötiloissa stabiili α-fe (l. Ferriitti)

9 MARTENSIITTI 9 Ferriitti pkk: c = a c a a Martensiitti pkt: c > a C-atomi laajentaa c-akseli c a a Martensiitti = pintakeskinen tetragoninen (pkt)hila. = pkk + hiiliylikylläisyys

10 10 AUSTENIITTISET sarja Mn

11 11 AUSTENIITTISET Kaksosraja (twin boundary) Kaksosrajalla atomijärjesteys muuttuu peilikuvaksi Anna Kisko

12 12 AUSTENIITTISET

13 13 FERRIITTISET

14 14 FERRIITTISET Antti Seppälä D-työ 2011

15 FERRIITTISET 15

16 16 FERRIITTISET

17 FERRIITTISET 17

18 18 UUSI 21CR FERRIITTINEN (4622)

19 19 FERRIITTISET AUSTENIITTISET (DUPLEX) Suurempi lujuus

20 20 DUPLEX

21 DUPLEX- TERÄKSET 21 Ferrite matrix Austenite islands

22 22

23 23 ERKAUTUSKARKENEVAT Harvinaisia käytännössä

24 24

25 25 TUOTANTOMÄÄRÄVERTAILU 2009

26 26 KÄYTTÖ

27 27 KÄYTTÖKOHTEITA

28 28

29 29 Vuonna 1929 peilikiillotetusta ruostumattomasta teräksestä valmistettu nimikilpi ei ole menettänyt loistoaan 70 vuoden aikana tässä kuuluisassa Lontoon hotellissa

30 30 SEOSAINEET

31 31 SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSISTA Hiili (C) suosii austeniittia lisää lujuutta suosii kromikarbidien syntymistä (herkistyminen) Pii (Si) suosii ferriittiä toimii deoksidaatioaineena parantaa hilseilynkestävyyttä Mangaani (Mn) suosii austeniittia estää kuumahalkeamien syntymistä Kromi (Cr) suosii ferriittiä antaa korroosionkestävyyden perustan parantaa hilseilynkestävyyttä huonontaa sitkeyttä

32 32 SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSISTA Nikkeli (Ni) suosii austeniittia parantaa tiettyä korroosionkestävyyttä parantaa sitkeyttä Titaani (Ti) suosii ferriittiä stabilointiaine herkistymisen estämiseksi, sitoo hiiltä karbideiksi hienontaa raekokoa Molybdeeni (Mo) suosii ferriittiä parantaa korroosionkestävyyttä parantaa erityisesti pistekorroosionkestävyyttä nostaa lujuutta korkeissa lämpötiloissa Niobi (Nb) suosii ferriittiä stabilointiaine herkistymisen estämiseksi, sitoo hiiltä karbideiksi

33 33 SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSISTA Kupari (Cu) suosii austeniittia parantaa korroosionkestävyyttä eräissä hapoissa (mm. rikkihappo) Typpi (N) suosii austeniittia parantaa lujuutta parantaa pistekorroosionkestävyyttä Rikki (S) huonontaa korroosionkestävyyttä parantaa lastuttavuutta lisää alttiutta kuumahalkeilulle (huonontaa hitsattavuutta) Fosfori (P) parantaa lastuttavuutta lisää alttiutta kuumahalkeilulle (huonontaa hitsattavuutta)

34 34 MEKAANISET OMINAISUUDET

35 35 σ (Stress) [MPa] STAATTINEN LUJUUS vetokoe R m R p0.2 kimmoinen alue R = Eε 0.2% A ε (strain) plastinen alue kuroumaalue

36 AUST RST VRT. HIILITERÄKSEEN 36 = R p0,2

37 RUOSTUMATTOMAT VRT. HIILITERÄS 37 = R p0,2

38 38

39 39 DUPLEX-TERÄKSET Duplex steels also alloyed with high levels of N which increases strength by solid solution strengthening

40 LUJUUKSIA 40 Ferr. 22Cr