1 RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET 3.11.2013 Seuraavasta aineistosta kiitän Timo Kauppia Kemi-Tornio Ammattikorkeakoulu
2 RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET Ruostumattomat teräkset ovat standardin SFS EN 10022-1 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.
KORROOSIOKESTÄVYYS 3 www.promaint.net/downloader.asp?id=75&type=1
4 TERÄSTYYPIT Typpi C % Muut aineet Magneettisuus Kommentti Austeniittiset < 0,1 Cr-Ni Ei magn. 1.4301 / 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
TÄRKEIMMÄT OMINAISUUDET 5 korroosionkestävyys esteettisyys palonkestävyys alhaiset elinkaarikustannukset täydellinen kierrätettävyys hygieenisyys hyvä valmistettavuus ja puhdistettavuus erinomainen lujuus-paino-suhde www.euro-inox.org/pdf/map/what_is_stainless_steel_fi.pdf
PINNANLAATU 6 1D 2B 2H 2R www.euro-inox.org/pdf/map/what_is_stainless_steel_fi.pdf
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)
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)
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 AUSTENIITTISET + 200-sarja Mn
11 AUSTENIITTISET Kaksosraja (twin boundary) Kaksosrajalla atomijärjesteys muuttuu peilikuvaksi Anna Kisko
12 AUSTENIITTISET
13 FERRIITTISET
14 FERRIITTISET Antti Seppälä D-työ 2011
FERRIITTISET 15
16 FERRIITTISET
FERRIITTISET 17
18 UUSI 21CR FERRIITTINEN (4622)
19 FERRIITTISET AUSTENIITTISET (DUPLEX) Suurempi lujuus
20 DUPLEX
DUPLEX- TERÄKSET 21 Ferrite matrix Austenite islands
22
23 ERKAUTUSKARKENEVAT Harvinaisia käytännössä
24
25 TUOTANTOMÄÄRÄVERTAILU 2009
26 KÄYTTÖ
27 KÄYTTÖKOHTEITA
28
29 Vuonna 1929 peilikiillotetusta ruostumattomasta teräksestä valmistettu nimikilpi ei ole menettänyt loistoaan 70 vuoden aikana tässä kuuluisassa Lontoon hotellissa
30 SEOSAINEET
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 www.promaint.net/downloader.asp?id=75&type=1
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 www.promaint.net/downloader.asp?id=75&type=1
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) www.promaint.net/downloader.asp?id=75&type=1 www.promaint.net/downloader.asp?id=75&type=1
34 MEKAANISET OMINAISUUDET
35 σ (Stress) [MPa] STAATTINEN LUJUUS vetokoe R m R p0.2 kimmoinen alue R = Eε 0.2% A ε (strain) plastinen alue kuroumaalue
AUST RST VRT. HIILITERÄKSEEN 36 = R p0,2
RUOSTUMATTOMAT VRT. HIILITERÄS 37 = R p0,2
38
39 DUPLEX-TERÄKSET Duplex steels also alloyed with high levels of N which increases strength by solid solution strengthening
LUJUUKSIA 40 Ferr. 22Cr 1.4622 360 470 30