Podstawowe wiadomości o stalach odpornych na korozję.pdf

Edmund Kaliszewski

Stanisław Czyżowicz

Podstawowe wiadomości o stalach

odpornych na korozję

SPIS TREŚCI

Nazwa rozdziału

Strona

1. Wstęp

2 Ogólny podział stali

3. Istota odporności korozyjnej stali

4. Rodzaje korozji

5. Tablice i wykresy odporności korozyjnej

6. Własności mechaniczne, technologiczne i fizyczne stali odpornych na korozję 14

7. Rodzaje wyrobów hutniczych ze stali odpornych na korozję

8. Zastosowanie stali odpornych na korozję

9. Stale żaroodporne

PODSTAWOWE WIADOMOŚCI O STALACH

ODPORNYCH NA KOROZJĘ

1. WSTĘP

Przy licznych swych zaletach, żelazo i stale (będące stopami żelaza z węglem) mają

jedną podstawową wadę- ulegają stopniowemu niszczeniu przez korozję. Około 100 lat temu

odkryto, że korozję żelaza można ograniczyć, a w niektórych przypadkach praktycznie nie

dopuścić do jej powstania, jeżeli do żelaza doda się niektóre inne pierwiastki chemiczne,

przede wszystkim znaczną ilość chromu. Stale o tak zmienionym składzie chemicznym

nazwano stalami odpornymi na korozję (w skrócie SONK) lub krócej stalami nierdzewnymi.

Oddając do rąk czytelników to „ABC stali nierdzewnych” autorzy wyrażają nadzieję,

że opracowanie ułatwi osobom zainteresowanym stalami odpornymi na korozję pełniejsze

zapoznanie się z problematyką tych stali. Przy doborze informacji starano się możliwie

szeroko uwzględnić obowiązujące już w Polsce, lecz mało jeszcze znane normy europejskie

(PN-EN) dla stali nierdzewnych.

Specjalne podziękowanie wyrażamy firmie „INVESTA” w Gdańsku, która

sfinansowała koszty opracowania i wydania tej publikacji.

2. OGÓLNY PODZIAŁ STALI

Stalami nazywamy techniczne stopy żelaza z węglem i z innymi pierwiastkami,

zawierające do 2 % węgla (symbol chemiczny „C”) i powyżej 50 % żelaza (Fe). Dotąd

opracowano kilkanaście tysięcy gatunków stali. Dzielą się one na klasy, na grupy gatunków i

na poszczególne gatunki. Stosowany w normach europejskich ogólny podział stali

przedstawiono na rys. 1.

podstawowe

(00, 90)

konstrukcyjne,

maszynowe, na

zbiorniki

ciśnieniowe (50-

89)

jakościowe

(01-07, 91-97)

specjalne

(10-19)

odporne na

korozję i

żaroodporne (40-

49)

bardziej

szczegółowy

dalszy podział

podano w

tablicy 3

specjalne

(20-89)

różne

(30-39)

narzędziowe (20-

29)

jakościowe

(08-09, 98-99)

Rys. 1. Schemat podziału stali według PN-EN 10027-2

2.1. Stale odporne na korozję

2.1.1. Definicja, nazewnictwo i normy

O przynależności gatunku stali do klasy stali odpornych na korozję decyduje

zawartość chromu. Według najnowszej definicji stali odpornych na korozję, podanej w

normie europejskiej PN-EN 10088-1, „za stale odporne na korozję uważa się stale,

zawierające co najmniej 10,5 % Cr i max.1,2 % C, jeśli ich najważniejszą własnością jest

odporność na korozję”.

Zarówno samodzielnie opracowane w Polsce normy dla stali nierdzewnych jak i

przetłumaczone na język polski normy europejskie mają w nagłówku taką sama nazwę

„NORMY POLSKIE”. Różnica występuje dopiero w symbolach poprzedzających numer

normy: PN względnie PN-EN. Aby ułatwić rozpoznanie, o jakie normy chodzi, w niniejszym

opracowaniu normy przygotowane w kraju nazwano w tekście normami polskimi, zaś normy

przetłumaczone- normami europejskimi.

W Polsce stale odporne na korozję wytopione zostały po raz pierwszy już przed 1927

rokiem. Były to stale chromowe nazwane stalami nierdzewiejącymi. W 1927 roku podjęto

produkcję stali austenitycznych, które nazwano stalami kwasoodpornymi chromowo-

niklowymi. Podział na stale nierdzewne i kwasoodporne utrzymał się w Polsce do obecnego

czasu i jest nadal powszechnie stosowany, zwłaszcza przez użytkowników stali odpornych na

korozję.

W obowiązującej w Polsce od 1998 roku normie europejskiej PN-EN 10008-1 „Stale

odporne na korozję. Gatunki” (wersja w języku polskim) stale odporne na korozję podzielone

zostały na cztery grupy, w zależności od budowy wewnętrznej (struktury) stali:

stale ferrytyczne,

stale martenzytyczne i umacniane wydzieleniowo,

stale austenityczne,

stale ferrytyczno-austenityczne.

W tablicy 1 podano ważniejsze normy polskie dotyczące gatunków stali odpornych na

korozję, zaś w tablicy 2 wyszczególniono opracowane dotąd polskie wersje norm

europejskich z tego zakresu.

Tablica 1

Ważniejsze polskie normy określające gatunki stali odpornych na korozję

Nr normy

Tytuł

Uwagi

Ostatnie

wydanie

nr 8, z lipca

1985

PN-71/H-

86020

Stal odporna na korozję (nierdzewna i kwasoodporna).

Gatunki

PN-71/H-

86022

Stal żaroodporna. Gatunki

Ostatnie

wydanie nr 6 -

luty 1986

BN-77/0631-

Nowe stale odporne na korozję (nierdzewne, kwasoodporne,

utwardzalne wydzieleniowo, żaroodporne). Gatunki

Wydanie IV

Poprawione

Tablica 2

Ważniejsze normy europejskie na stale odporne na korozję,

dla których opracowano już polskie wersje językowe

Nr normy

Tytuł

Uwagi

PN-EN

10088-1

Stale odporne na korozję. Gatunki

obowiązuje

23 lipca 1998

PN-EN

10088-2

Stale odporne na korozję. Warunki techniczne dostawy blach

grubych, cienkich oraz taśm ogólnego przeznaczenia

w druku

PN-EN

10088-3

Stale odporne na korozję. Warunki techniczne dostawy

półwyrobów, prętów, walcówki i kształtowników ogólnego

przeznaczenia

w druku

PrPN-EN

10095

Stale żaroodporne i stopy niklu

projekt

ankietyzacji

2.1.2. Podział stali odpornych na korozję na grupy gatunków

Podział taki przedstawiony zostanie na przykładzie klasyfikacji zastosowanej w

normach europejskich, w których stale odporne na korozję i żaroodporne znajdują się w

klasie

nr 4. Podział tej klasy na grupy gatunków podano w tablicy 3.

Tablica 3

Podział stali odpornych na korozję na grupy gatunków,

według normy europejskiej PN-EN 10027-2

grupy

Rodzaje gatunków w klasie nr 4: stale odporne na korozję i żaroodporne

stal odporna na korozję o zawartości poniżej 2,5 % Ni, bez Mo, Nb i Ti

stal odporna na korozję o zawartości poniżej 2,5 % Ni, z Mo, lecz bez Nb i Ti

miejsce zapasowe

stal odporna na korozję o zawartości powyżej 2,5 % Ni, lecz bez Mo, Nb i Ti

stal odporna na korozję zawierająca powyżej 2,5 % Ni, z Mo, lecz bez Nb i Ti

stale odporne na korozję ze specjalnymi dodatkami

stopy Ni odporne chemicznie i żaroodporne

stale żaroodporne zawierające poniżej 2,5 % Ni

stale żaroodporne o zawartości powyżej 2,5 % Ni

materiały do pracy w podwyższonych temperaturach

2.1.3. Zasady oznaczania polskich gatunków stali odpornych na korozję

Polskie oznaczenia gatunków stali odpornych na korozję składają się z cyfr i liter.

Cyfry przed pierwszą literą podają zawartość węgla, a po literach zawartość dodatków

stopowych. Gdy zawartość dodatku stopowego jest mniejsza od 1 %, to nie podaje się żadnej

cyfry. Litery podają rodzaje dodatków stopowych (tablica 4).

Tablica 4

Oznaczenia dodatków stopowych w stalach nierdzewnych

stosowane w polskich normach

Symbol w PN

pierw. chemiczny

nazwa pierwiastka chrom nikiel mo-

libden

tytan man-

gan

glin miedź niob azot

Zawartości węgla określane są następującymi cyframi:

00-max. 0,03 % C,

0- od max. 0,05% do max.0,08 %C, w zależności od gatunku stali,

1, 2, 3 i 4 -odpowiednio około 0,1, 0,2, 0,3 i 0,4 % C.

Przykłady odczytywania składu chemicznego stali z oznaczenia gatunku:

0H13 - stal chromowa zawierająca max. 0,08 % węgla i średnio 13 % chromu,

00H18N10 -stal chromowo-niklowa zawierająca max. 0,03 % węgla, średnio 18 % chromu i

10 % niklu,

H17N13M2T - stal chromowo-niklowo-molibdenowo-tytanowa zawierająca 17 % chromu,

13 % niklu, 2 % molibdenu i poniżej 1 % tytanu.

2.1.4. Zasady oznaczania gatunków stali nierdzewnych w normach PN-EN

Normy europejskie przewidują dwa systemy oznaczania gatunków stali: system

cyfrowy i system znaków stali.

W systemie cyfrowym oznaczenie gatunku stali składa się obecnie z 5 cyfr, z których

pierwsza oddzielona jest kropką od pozostałych (X. XX XX). Pierwsza cyfra (przed kropką)

podaje numer grupy materiału. Dla stali jest to cyfra 1. Drugi człon, składający się z dwu cyfr

podaje grupę stali (gatunków). W przypadku stali odpornych na korozję są to grupy

wymienione w tablicy 3. Trzeci człon, również dwucyfrowy, podaje numer kolejny gatunku

w grupie.

Przykładowo z oznaczenia 1.4301 można wywnioskować, że jest to stal odporna na

korozję (a więc zawierająca powyżej 10,5 % chromu), posiadająca powyżej 2,5 % niklu

(klasa 43), bez dodatków molibdenu, niobu i tytanu. Gatunek 1.4301 został zapisany jako

pierwszy (01) w grupie gatunkowej „43” stali odpornych na korozję. Polskim

odpowiednikiem stali 1.4301 jest gatunek 0H18N9.

W systemie znaków , w przypadku gatunków stali odpornych na korozję symbole stali

wskazują na jej ilościowy skład chemiczny. System znaków składa się z następujących liter i

liczb:

a) z litery X podającej, że co najmniej jeden pierwiastek stopowy występuje w ilości

większej od 5 %,

b) z liczb umieszczonych za literą X, odpowiadających 100-krotnej wymaganej średniej

zawartości węgla,

c) z symboli pierwiastków chemicznych wskazujących, jakie dodatki stopowe zawiera stal,

przy czym symbole zapisuje się w kolejności malejących zawartości pierwiastków,

d) z liczb za symbolami pierwiastków podających zawartość pierwiastków stopowych.

Poniżej przedstawiono kilka przykładów odczytywania składu chemicznego gatunków

stali na podstawie ich znaków:

Znak gatunku X30Cr13 podaje, że stal zawiera co najmniej jeden składnik stopowy

w ilości powyżej 5 %. Stal posiada średnio 0,3 % węgla i 13 % chromu. Z zawartości chromu

powyżej 10,5 % wynika, że jest to stal odporna na korozję .

Znak X17CrNi16-2 wskazuje, że jest to stal odporna na korozję (polski skrót tych

stali to SONK) o średniej zawartości 0,17 %węgla, 16 %chromu i 2% niklu.

Znak X6CrNiMoTi17-12-2 oznacza SONK o średniej zawartości węgla 0,06 %,

posiadającą 17 % chromu, 12 % niklu, , 2 % molibdenu i poniżej 1 % tytanu.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: