Τι είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας;

Wiki Library 25 Φεβρουαρίου 2022

O ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένα κράμα σιδήρου (Fe) με 12 έως 30% κ.β. χρώμιο (Cr) με πολύ υψηλή αντοχή στην ατμοσφαιρική ή στην χημική διάβρωση και στη θερμοκρασία. Μεγάλο πλεονέκτημα του ανοξείδωτου χάλυβα είναι επίσης ότι η χρήση του σε κατασκευές εξασφαλίζει σχετικά χαμηλό κόστος συντήρησης.

Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR.

Με μια ματιά

Ποιοι είναι οι τύποι ανοξείδωτου χάλυβα;

Αν και υπάρχουν περισσότερες από 100 ποιότητες ανοξείδωτου χάλυβα, η πλειονότητα ταξινομείται με βάση την μικροδομή στις ακόλουθες μεγάλες ομάδες: ωστενιτικοί, φερριτικοί, μαρτενσιτικοί και διφασικοί (ωστενιτο-φερριτικοί). Αναλυτικότερα:

Οι ωστενιτικοί χάλυβες είναι κράματα Fe - Cr - Ni με 12-30% κ.β. Cr και 7-25% κ.β. Ni και κρυσταλλώνονται στο κυβικό εδροκεντρωμένο σύστημα (Face-Centred Cubic structure, FCC). Οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες έχουν πολύ χαμηλή περιεκτικότητα C (<0.04%), είναι ελατοί, συγκολλήσιμοι, αντιμαγνητικοί και δεν σκληραίνουν με θερμικές κατεργασίες. Τυπικές εφαρμογές των ωστενιτικών χαλύβων είναι στην αεροπορική βιομηχανία και τις βιομηχανίες γαλακτοκομικών προϊόντων και τροφίμων.
Οι φεριττικοί χάλυβες είναι κράματα Fe-Cr με 16-30% κ.β. Cr και μαγνητικές ιδιότητες και κρυσταλλώνονται στο κυβικό χωροκεντρωμένο σύστημα (Body-Centred Cubic structure, BCC). Οι φεριττικοί χάλυβες έχουν λιγότερο κρίσιμες αντιδιαβρωτικές εφαρμογές, όπως αρχιτεκτονικές και στην αυτοκινητοβιομηχανία.
Οι μαρτενσιτικοί χάλυβες είναι μαγνητικοί και έχουν περιεκτικότητα 12-12% κ.β. Cr. Οι μαρτενσιτικοί χάλυβες μπορούν να σκληρυνθούν με θερμική επεξεργασία, έχουν μέτρια αντοχή στη διάβρωση και λόγω ακριβώς της ιδιότητάς τους να έχουν αντοχή σε διάβρωση αλλά και φθορά χρησιμοποιούνται σε χειρουργικά εργαλεία, μαχαιροπήρουνα, κλειδιά, κ.α.
Οι διφασικοί χάλυβες είναι ένας συνδυασμός ωστενιτικού και φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα σε ίσες ποσότητες, περιέχουν συνήθως 21-27% κ.β. χρώμιο, 1,35-8% κ.β. νικέλιο, 0,05-3% κ.β. χαλκό και 0,05-5% κ.β. μολυβδαίνιο. Οι διφασικοί ανοξείδωτοι χάλυβες είναι ισχυρότεροι και πιο ανθεκτικοί στη διάβρωση από τους ωστενιτικούς και φερριτικούς ανοξείδωτους χάλυβες, γεγονός που τους καθιστά χρήσιμους στην κατασκευή δεξαμενών αποθήκευσης, σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν χημική επεξεργασία και σε δοχεία για τη μεταφορά χημικών.

Άνω του 70% της παγκόσμιας παραγωγής ανοξείδωτου χάλυβα είναι ωστενιτικός. Κύριοι παραγωγοί ανοξείδωτου χάλυβα είναι η Κίνα, η Ιαπωνία και οι ΗΠΑ.

Γιατί χρησιμοποιείται το χρώμιο στους ανοξείδωτους χάλυβες;

Ποιος τύπος ανοξείδωτου χάλυβα έχει συνήθως την υψηλότερη αντοχή στη διάβρωση;

Ο ανοξείδωτος χάλυβας αποτελεί προϊόν αιχμής με ευρεία χρήση σε πλήθος διαφορετικών εφαρμογών και η παραγωγή του τυγχάνει ραγδαίας ανάπτυξης τα τελευταία χρόνια. Οι πολύ καλές μηχανικές ιδιότητες, η χημική του σύσταση αλλά και η αντοχή του σε δύσκολες συνθήκες χρήσης οφείλονται κατά πολύ μεγάλο βαθμό στο τεχνολογικό υπόβαθρο που εμπεριέχει η διαδικασία της παραγωγής του.

Για την παραγωγή του ανοξείδωτου χάλυβα ακολουθούνται τα παρακάτω στάδια:

Τήξη των πρώτων υλών σε Ηλεκτρική κάμινο τόξου
Απανθράκωση του τήγματος με εμφύσηση οξυγόνου
Προσθήκη Fe-Si και Fe-Si-Cr για αναγωγή του Cr₂O₃
Ρύθμιση της σύστασης του κράματος με κατάλληλες προσθήκες
Κάθαρση του τήγματος (αποξείδωση και αποθείωση)

Οι σύγχρονες γραμμές παραγωγής ανοξείδωτου χάλυβα περιέχουν την τήξη των πρώτων υλών σε ηλεκτρική κάμινο (Η/Κ) τόξου και διεξαγωγή όλων των υπόλοιπων κατεργασιών σε ειδικές καμίνους που ονομάζονται μεταλλάκτες (Μ/Τ). Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται αύξηση της παραγωγικότητας των εγκαταστάσεων αφού η δυναμικότητα μιας Η/Κ και ενός Μ/Τ ισοδυναμεί περίπου με τη δυναμικότητα δύο Η/Κ, μείωση του συνολικού κόστους εγκατάστασης, χαμηλότερες ενεργειακές απαιτήσεις και χαμηλότερη κατανάλωση πυριμάχων (λόγω των χαμηλότερων θερμοκρασιών), μικρότερη απαίτηση σε αναγωγικά μέσα και, τέλος, υψηλότερη μεταλλουργική απόδοση χρωμίου (97-98%) έναντι της μεθόδου της ηλεκτρικής καμίνου (<90%).

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR