Nerezje zkratka pro "nerez a kyselinovzdorná ocel." Ocel, která odolává korozi ze slabých korozivních médií, jako je vzduch, pára a voda, se nazývá nerezová ocel. Naproti tomu ocel, která odolává korozi z chemických korozivních médií (jako jsou kyseliny, zásady a soli), se označuje jako ocel odolná vůči kyselinám. V praktických aplikacích se ocel odolná vůči slabým korozním médiím běžně označuje jako nerezová ocel, zatímco ocel odolná vůči chemickým korozivním médiím se nazývá ocel odolná vůči kyselinám. Kvůli rozdílům v chemickém složení nemusí první odolávat chemické korozi, zatímco druhé má obecně nerezové vlastnosti. Odolnost korozivzdorné oceli závisí na legujících prvcích v oceli. Obvykle se podle metalografické struktury dělí běžná nerezová ocel do tří typů: austenitická nerezová ocel, feritická nerezová ocel a martenzitická nerezová ocel. Na základě těchto tří primárních metalografických struktur byly pro specifické požadavky a účely vyvinuty také duplexní ocel, precipitačně kalená nerezová ocel a vysoce legovaná ocel s méně než 50% obsahem železa.
Klasifikace podle metalografické struktury:
Austenitická nerezová ocel: Primárně má kubickou strukturu centrovanou na obličej (fáze CY) bez magnetismu. Lze jej zpevnit především opracováním za studena, což může vést k určitému magnetismu. Americký institut železa a oceli (AISI) používá čísla z řady 200 a 300, jako je 304, k označení austenitických nerezových ocelí.
Feritická nerezová ocel: Primárně má na tělo centrovanou krychlovou strukturu (fáze) s magnetickými vlastnostmi. Obecně nemůže být vytvrzen tepelným zpracováním, ale může být mírně zpevněn tvářením za studena. AISI označuje tento typ čísly jako 430 a 446.
Martenzitická nerezová ocel: Jeho matrice má martenzitickou strukturu (buď krychlovou nebo kubickou s centrem těla), s magnetickými vlastnostmi a schopností upravit mechanické vlastnosti tepelným zpracováním. AISI používá čísla jako 410, 420 a 440 k označení martenzitické nerezové oceli. Martenzit může při vysokých teplotách vykazovat austenitickou strukturu a při ochlazení vhodnou rychlostí na pokojovou teplotu se přeměnit na martenzit (známý jako kalení).
Austeniticko-feritická (duplexní) nerezová ocel: Kombinuje austenitické a feritické fáze, přičemž menšinová fáze obvykle tvoří více než 15 % struktury a vykazuje magnetické vlastnosti. Duplexní nerezová ocel může být zpevněna tvářením za studena, typickým příkladem je 329. Ve srovnání s austenitickými nerezovými ocelmi mají duplexní nerezové oceli vyšší pevnost a zlepšenou odolnost proti mezikrystalové korozi, chloridové napěťové korozi a důlkové korozi.
Nerezová ocel vytvrzovaná srážením: Má austenitickou nebo martenzitickou matrici a lze jej vytvrdit precipitačním vytvrzováním. AISI jej označuje čísly v řadě 600, jako je 630 nebo 17-4PH. Obecně má austenitická nerezová ocel vynikající odolnost proti korozi díky svým legujícím prvkům. Feritická nerezová ocel je vhodná pro mírně korozivní prostředí, zatímco martenzitické a precipitačně kalené nerezové oceli jsou ideální pro prostředí s lehkou korozí, kde je vyžadována vysoká pevnost nebo tvrdost.
Rozlišení tloušťky:
Kvůli menší deformaci válců během procesu válcování se tloušťka ocelových plátů může mírně lišit, často je silnější uprostřed a tenčí na okrajích. Při měření tloušťky národní norma nařizuje provádět měření od střední části desky.
Tolerance se obecně dělí na velké a malé podle požadavků trhu a zákazníků.
Faktory ovlivňující odolnost proti korozi u nerezové oceli:
Obsah slitinového prvku: Obecně je ocel s obsahem chrómu nad 10,5 % méně náchylná ke korozi. Vyšší obsah niklu a chrómu zvyšuje odolnost proti korozi, jako v případě nerezové oceli 304, která obsahuje 8-10 % niklu a 18-20 % chrómu, díky čemuž je typicky odolná vůči korozi.
Zušlechťovací procesy: Odolnost nerezové oceli proti korozi je také ovlivněna výrobními procesy. Vysoce kvalitní výrobci nerezové oceli s pokročilým vybavením a technikami mohou zajistit stabilní kvalitu produktu přesným řízením slitinových prvků, odstraňováním nečistot a udržováním optimálních chladicích teplot pro ocelové předvalky, čímž se vyrábí ocel méně náchylná na korozi. Naproti tomu menší výrobci se zastaralou technologií nemusí účinně odstraňovat nečistoty, což vede k produktům, které jsou náchylnější ke korozi.
Vnější prostředí: Nerezová ocel lépe odolává korozi v suchém a větraném prostředí. Vysoká vlhkost, dlouhodobé deštivé podmínky nebo prostředí s vysokým obsahem kyselin nebo zásad pravděpodobně způsobí rezivění. Dokonce i nerezová ocel 304 může rezivět v drsných podmínkách prostředí.
Techniky odstraňování rzi z nerezové oceli:
Chemické metody: Použijte mořicí pastu nebo sprej k repasivaci zrezivělé oblasti, vytvořte film oxidu chromu pro obnovení odolnosti proti korozi. Po moření je nezbytné opláchnout čistou vodou, aby se důkladně odstranily všechny nečistoty a zbytky kyselin. Pomoci může také leštění pomocí zařízení a následné utěsnění lešticím voskem.
Mechanické metody: Účinné jsou metody jako pískování, brokování skleněnými nebo keramickými částicemi, broušení a leštění. Mechanické čištění může odstranit nečistoty, jako jsou odstraněné materiály, zbytky leštění nebo částice, které mohou přispívat ke korozi, zejména ve vlhkých podmínkách. Mechanické čištění je nejúčinnější za sucha. Čistí však pouze povrch a nemění vlastní odolnost materiálu proti korozi. Proto se doporučuje po mechanickém čištění leštit a voskovat.
Běžné třídy a vlastnosti nerezové oceli:
304 Nerezová ocel: Jedna z nejpoužívanějších austenitických nerezových ocelí, vhodná pro výrobu hlubokotažných dílů, potrubí pro dopravu kyselin, nádob, konstrukčních dílů a různých těles přístrojů. Může být také použit pro nemagnetická, nízkoteplotní zařízení a komponenty.
Nerezová ocel 304L: Vyvinuto pro vyřešení sklonu k mezikrystalové korozi nerezové oceli 304 za určitých podmínek v důsledku srážení Cr23C6. Nabízí vynikající odolnost proti senzibilizaci vůči mezikrystalové korozi ve srovnání s nerezovou ocelí 304, s vlastnostmi podobnými nerezové oceli 321, ale o něco nižší pevností. Používá se především pro korozivzdorná zařízení a díly vyžadující svařování bez úpravy roztokem.
Nerezová ocel 304H: Podmnožina 304 s obsahem uhlíku 0,04 % až 0,10 %, nabízí lepší výkon při vysokých teplotách než standardní 304.
316 Nerezová ocel: Přidává molybden do oceli 10Cr18Ni12, poskytuje vynikající odolnost proti korozi v redukčních prostředích a vynikající odolnost proti důlkové korozi, díky čemuž je vhodná pro použití v mořské vodě a dalších médiích.
Nerezová ocel 316L: Nízkouhlíková ocel s dobrou odolností vůči senzibilizaci a mezikrystalovou korozí, vhodná pro tlustostěnné svařované součásti a zařízení, jako jsou materiály odolné proti korozi v petrochemických zařízeních.
Nerezová ocel 316H: Podmnožina 316 s 0.04% až 0,10% obsahem uhlíku, nabízí lepší výkon při vysokých teplotách.
317 Nerezová ocel: Nabízí lepší odolnost proti důlkové korozi a tečení než 316L, vhodný pro výrobu petrochemických zařízení a zařízení odolných vůči organickým kyselinám.
321 Nerezová ocel: Titanem stabilizovaná austenitická nerezová ocel poskytující zvýšenou odolnost proti mezikrystalové korozi a dobré mechanické vlastnosti při vysokých teplotách. Obecně se nedoporučuje mimo aplikace odolné vůči vysokým teplotám nebo vodíku.
347 Nerezová ocel: Niobem stabilizovaná austenitická nerezová ocel s odolností proti mezikrystalové korozi podobnou 321 v kyselém, alkalickém a solném prostředí, s dobrými svařovacími vlastnostmi. Používá se především v energetice a petrochemickém průmyslu pro kontejnery, potrubí, výměníky tepla, šachty a pecní trubky v průmyslových pecích.
Nerezová ocel 904L: Superaustenitická nerezová ocel s obsahem niklu 24 %-26 % a uhlíku pod 0,02 %, nabízí vynikající odolnost proti korozi, zejména v neoxidujících kyselinách, jako je sírová, octová, mravenčí a kyseliny fosforečné. Je odolný proti korozi v kyselině sírové při teplotách pod 70 stupňů a odolný vůči jakékoli koncentraci a teplotě kyseliny octové a směsí kyseliny mravenčí a octové. Někteří evropští výrobci přístrojů používají 904L pro klíčové díly, jako jsou měřicí trubice hmotnostních průtokoměrů od E+H a pouzdra hodinek Rolex.
Nerezová ocel 440C: Martenzitická nerezová ocel s nejvyšší tvrdostí mezi kalitelnými nerezovými ocelmi s tvrdostí HRC57. Používá se hlavně pro trysky, ložiska, jádra ventilů, sedla ventilů, pouzdra a vřetena ventilů.
17-4PH Nerezová ocel: Martenzitická precipitačně kalená nerezová ocel s tvrdostí HRC44 nabízející vysokou pevnost, tvrdost a odolnost proti korozi. Není vhodný pro teploty nad 300 stupňů a běžně se používá pro pobřežní plošiny, lopatky turbín, jádra ventilů, sedla ventilů, pouzdra a vřetena ventilů.
Řada 300 - Chrom-niklová austenitická nerezová ocel:
301: Nabízí dobrou tažnost, vhodný pro tváření výrobků a může rychle vytvrdnout mechanickým zpracováním. Má lepší odolnost proti opotřebení a únavovou pevnost než nerezová ocel 304.
302: V podstatě varianta 304 s vyšším obsahem uhlíku, dosahující vyšší pevnosti válcováním za studena.
302B: Obsahuje vyšší křemík pro zvýšenou odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách.
303 a 303Se: Nerezové oceli obsahující síru, respektive selen, navržené pro snadné obrábění a vysoký povrchový jas. Nerezová ocel 303Se se také používá v aplikacích vyžadujících pěchování za tepla.
304N: Obsahuje dusík pro zvýšení síly.
305 a 384: Mají vyšší obsah niklu s nízkou rychlostí mechanického zpevňování, vhodné pro vysoké aplikace tváření za studena.
308: Používá se ve svařovacích drátech.
