Nerūdijantis plienas (inox): definicija, rūšys ir panaudojimas

Sužinokite, kas yra nerūdijantis plienas (inox): sudėtis, populiariausios rūšys, istorija ir praktiniai panaudojimai nuo indų iki pramonės.

Nerūdijantis plienas, dar vadinamas inox plienu, yra plieno lydinys, kuriame chromo kiekis sudaro ne mažiau kaip 10,5 arba 11 % masės. Tokia chromo koncentracija leidžia susidaryti plonas, stabiliai prisitvirtinančias paviršiaus oksido plėvelei, kuri saugo metalą nuo tolesnės oksidacijos ir korozijos.

Savybės ir cheminė sudėtis

Nerūdijantis plienas ne taip lengvai nekoroduoja ir nerūdija kaip paprastas plienas, tačiau jis nėra visiškai atsparus dėmėms ar visų rūšių cheminių aplinkų poveikiui. Svarbiausi elementai, lemiantys nerūdijančio plieno savybes, yra:

• Chrom – suteikia pasyvios oksido plėvelės atsparumą korozijai.
• Nikelis – didina atsparumą korozijai ir ductilumą (ypač austenitiniuose plienuose, pvz., 304 turi ~8 % Ni).
• Molybdenas – gerina atsparumą skylinėjimo korozijai (pvz., 316 turi molibdeno ~2–3 %).
• Karbbonas – aukštesnis kiekis didina kietumą, bet mažina atsparumą korozijai po šilumos apdorojimo.

Paviršiaus pasyvinimo mechanizmas remiasi tuo, kad chromo atomai ant plieno paviršiaus formuoja ploną, besigydančią oksido plėvelę, kuri stabdo tolesnę koroziją. Esant pažeidimams ar agresyvioms sąlygoms, ši plėvelė gali būti pažeista ir reikalauti papildomos priežiūros (pvz., valymo ar cheminio pasyvavimo).

Rūšys ir struktūros

Skirtinguose nerūdijančiuose plienuose yra skirtingi skirtingų metalų kiekiai, todėl jie tinka skirtingiems tikslams. Yra daugiau kaip 150 nerūdijančiojo plieno rūšių, iš kurių penkiolika yra dažniausiai naudojamos. Pagrindinės grupės:

• Austenitiniai – dažniausiai nenaudojami magnetiniai, geras atsparumas korozijai ir geros mechaninės savybės esant žemoms temperatūroms (pvz., 304, 316).
• Ferritiniai – mažesnis nikelio kiekis, geras atsparumas oksidacijai, dažnai naudojami automobilių ir statybos pramonėje (pvz., 430).
• Martensitiniai – termiškai apdorojami, labai kieti, naudojami peiliams, pjovimo įrankiams ir kai kuriems medicininiams instrumentams (pvz., 420, 440).
• Duplex – turi ir austenitinių, ir ferritinių fazių, pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir geru atsparumu korozijai jūros aplinkoje.
• Presipitiniai (precipitation hardening) – gali būti grūdinti didesniam stiprumui ir atsparumui dėvėjimuisi.

Istorija ir gamybos pradžia

Nerūdijančiojo plieno idėja buvo atrasta XIX a. pirmoje pusėje, tačiau prireikė maždaug 80 metų, kol buvo sukurtas patikimas pramoninis metodas. Prancūzų, britų ir amerikiečių išradėjai dirbo, kol buvo pagamintas tikras nerūdijantis plienas. Šiuolaikinį nerūdijantį plieną galima datuoti 1913 m., jį išrado Harry Brearley Šefilde, Jorkšyre. Nuo tada plieno lydiniai ir gamybos technologijos sparčiai tobulėjo: diegta vakuuminė metalurgija, gerinti lydinių valymo ir kontroliuojamo lydinio sudėties metodai, atsirado specialios terminio apdorojimo procedūros.

Panaudojimas

Nerūdijantis plienas yra universalus ir naudojamas daugelyje sričių dėl savo atsparumo korozijai, higienos savybių, ilgaamžiškumo ir estetikos. Pavyzdžiai:

• Virtuvės įranga ir stalo įrankiai: nerūdijančio plieno naudojimas stalo įrankiams (peiliams, šakutėms ir šaukštams) yra gerai žinomas — XX a. viduryje šis sektorius buvo didelė Šefildo pramonės šaka.
• Medicinos instrumentai ir implantai — dėl sterilumo ir atsparumo korozijai.
• Maisto pramonė ir chemijos įranga — atsparumas rūgštims ir higiena.
• Statyba ir architektūra — fasadai, turėklai, konstrukciniai elementai dėl estetikos ir ilgaamžiškumo.
• Naftos, dujų ir jūrų pramonė — specialūs duplex ir molibdeno turintys lydiniai, skirti sūriajai aplinkai.
• Automobilių ir aviacijos pramonė — tam tikri nerūdijančio plieno tipai naudojami struktūrose ir detalėse; terminas "korozijai atsparus plienas" kartais naudojamas plačiau apibūdinti lydinius, kurių lydinyje yra mažiau nei 12 % chromo, pvz., tam tikrose aviacijos taikose.

Paviršiaus apdaila, suvirinimas ir apdorojimas

Nerūdijančio plieno paviršius gali būti gaminamas įvairiais apdailos būdais: poliravimas (veidrodinis blizgesys), šlifavimas (brushed), satinavimas, arba padengimai. Tinkamas paviršiaus apdorojimas daro didelę įtaką estetikai ir atsparumui dėmėms.

Suvirinant reikia atkreipti dėmesį į terminį ir cheminį poveikį – kai kuriais atvejais suvirinimo zonoje gali sumažėti korozijos atsparumas (angl. sensitization), todėl po suvirinimo taikomi sprendimai kaip šiluminis apdorojimas arba cheminis pasyvinimas.

Priežiūra ir valymas

Nors nerūdijantis plienas retai rūdija, jis gali nusidažyti arba apnikti dėmėmis dėl nešvarumų, chloro jonų ar agresyvių cheminių medžiagų. Rekomenduojama:

• Reguliariai plauti švelniais plovikliais ir vandeniu.
• Vengti baliklio (chloro turinčių junginių) ar trinkelių su abrazyvais, kurie pažeidžia plėvelę.
• Esant reikalui – atlikti cheminį pasyvinimą arba profesionalų poliravimą.

Aplinkos aspektai ir perdirbimas

Nerūdijantis plienas yra visiškai perdirbama medžiaga ir daugelyje šalių perdirbimas vykdomas intensyviai. Dėl ilgaamžiškumo, gebėjimo išlikti higieniškam ir didelio perdirbimo lygio jis dažnai laikomas tvariu pasirinkimu pramoniniuose ir buities sprendimuose.

Santrauka

Nerūdijantis plienas – tai plačiai naudojamas plieno lydinys, kurio pagrindinė apsauginė savybė gaunama dėl pakankamo chromo kiekio. Jis pasižymi gera atsparumo korozijai ir mechaninėmis savybėmis, turi daug įvairių rūšių (austenitiniai, ferritiniai, martensitiniai, duplex ir kt.) ir taikymų (virtuvė, medicina, pramonė, statyba). Nors nerūdijantis plienas nekoroduoja taip greitai kaip įprastas plienas, jam reikalinga tinkama priežiūra ir parinkimas pagal konkrečias eksploatacines sąlygas, kad būtų užtikrintas ilgaamžiškumas ir estetinė išvaizda.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra nerūdijantis plienas?

K: Kas išrado šiuolaikinį nerūdijantįjį plieną?

K: Kiek laiko prireikė, kad būtų sukurtas patikimas pramoninis nerūdijančiojo plieno gamybos būdas?

K: Kokios yra įprastos nerūdijančiojo plieno naudojimo sritys?

K: Ar yra daugiau nei viena nerūdijančiojo plieno rūšis?

K: Ar visi nerūdijantys plienai atsparūs dėmėms?

Paieška pagal raidę