Rozsdamentes acél

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A metallurgiában a rozsdamentes acél (más neveken inox acél, inox a francia inoxydable szóból) egy minimum 10,5% krómot tartalmazó acélötvözet, mely segítségével fokozott rozsdaállóságot nyer a közönséges acéllal szemben.

A rozsdamentes acél ellenállóbb a rozsdával, foltosodással szemben, mint a közönséges acél, de a nevével ellentétben képes a rozsdásodásra, különösen alacsony oxigéntartalmú, magas sótartalmú vagy nem szellőző körülmények között. Gyakori hivatkozási név a rozsdaálló acél, amikor a pontos összetétel nem ismert vagy nem lényeges, főként a repülőiparban. A rozsdamentes acélnak számos összetétele és felületképzése létezik attól függően, hogy azt milyen célokra szánják. Fő felhasználási területei azok, ahol az acél keménységi és rugalmassági jellemzőire éppúgy szükség van, mint a rozsdaállóságra.

A rozsdamentes acélt a közönséges acéltól krómtartalma különbözteti meg. A védelem nélküli acél levegő és nedvesség hatására hamar rozsdásodni kezd; a képződő vas-oxid réteg (a rozsda) aktív anyag és folyamatosan haladva újabb réteg vas-oxidot hoz létre, ami a nagyobb térfogata miatt lehámlik és lehull az acéltárgyról. A megfelelő krómtartalmú acél esetén a króm-oxid passzív réteget képez, ami megelőzi a felület további rozsdásodását, és megakadályozza annak az acél belső rétegeibe történő haladását, valamint a króm és oxidja hasonló méretű ionjai miatt a réteg szorosan egyben marad és nem hull le.

A króm passzivációja csak akkor történik meg, ha a krómtartalom megfelelő arányú és oxigén van jelen.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kevés rozsdaálló vastárgy maradt meg a történelem során. Az egyik híres példa Delhi vasoszlopa melyet Kumara Gupta emeltetett i.sz. 400 körül. A rozsdamentes acélokkal szemben ezen ötvözet rozsdaállóságát nem a króm, hanem a magas foszfortartalom adta, ami a megfelelő klíma mellett a vasoxid mellett foszfátokat tartalmazó réteget képezett, ami megvédte a vas anyagát.

Az első regisztrált krómtartalmú rozsdaálló acélt Pierre Berthier francia metallurgista készítette 1821-ben, aki emellett savállóságát is kiemelte és javasolta a konyhai eszközökben való használatát. A 19. század fémfeldolgozó-ipara nem volt képes a mai rozsdamentes acélokra jellemző alacsony széntartalmat és magas krómtartalmat biztosítani, ezért az eredmény túl törékeny volt a mindennapi felhasználáshoz.

Az 1890-es évek végén Hans Goldschmidt Németországban kidolgozta azt az aluminotermikus módszert, ami szénmentes krómot tudott előállítani.

Jellemzői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A szobahőmérsékleten történő rozsdásodással való ellenállóképességet a minimum 13 tömegszázalék króm adja, mely maximum 26%-ig növelhető különösen kedvezőtlen környezetre való felkészítés esetén.

A közönséges acélhoz hasonlóan a rozsdamentes acél nem túl jól vezeti az elektromosságot.

A ferrit és martenzit rozsdamentes acélok mágnesesek, az ausztenit nem.

Alkalmazása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A 195 méter magas rozsdamentes acél (304-es ötvözet) kapuív St. Louis meghatározó látványa
A New York-i Chrysler Building előrésze Nirosta rozsdamentes acélbevonatú, ami a 302-es ötvözet egy formája[1]
Egy art deco szobor a Niagara–Mohawk Power épületén, a New York megyei Syracuse-ban

Felhasználása széleskörű, köszönhetően a rozsdásodás és foltosodás elleni ellenállóságának, az alacsony karbantartási igénynek és a hétköznapokban megszokott anyagának. Több mint 150 fajta rozsdamentes acélt ismerünk, melyből nagyjából tizenötöt használunk mindennapi felhasználások során.

Építészet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hídépítés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Szobrok és emlékművek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Egyéb felhasználások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Gépjármű-karosszériák[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Vasúti kocsik[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Légiközlekedés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Újrafeldolgozás és újrafelhasználás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A rozsdamentes acél 100%-ban újrafeldolgozható.

A rozsdamentes acélok fajtái[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A rozsdamentes acéloknak számos fajtája létezik. Például amikor nikkelt adnak hozzá akkor a vas ausztenit szerkezete stabilizálódik; ennek kristályszerkezete az anyagot gyakorlatilag mágnesezhetetlenné és rugalmasabbá teszi alacsony hőmérsékleteken. A nagyobb keménységhez a széntartalmat lehet növelni. A megfelelő hőkezeléssel olyan különlegesebb felhasználásokra lehet alkalmas mint a borotvapengék, professzionális konyhai eszközök vagy célszerszámok. Gyakran használnak mangánt bizonyos rozsdamentes ötvözetekben: ez segít megőrizni az ausztenites szerkezetet a nikkelhez hasonlóan, de ára annál alacsonyabb.

A rozsdamentes acélokat kristályszerkezetük alapján is osztályozzuk:

  • ausztenit (vagy 200-as és 300-as amerikai sorozat), melynek lapközepes köbös kristályszerkezete van. A teljes rozsdamentes acéltermelésnek mintegy 70%-át teszi ki. Ezen ötvözet minimum 0,15% szenet, minimum 16% krómot és megfelelő mennyiségű nikkelt vagy mengánt tartalmaz hogy a kriogén hőmérsékletektől az anyag olvadáspontjáig mindenütt megtartsa stabil ausztenites szerkezetét.
    • 200-as sorozat , ausztentites króm-nikkel-mangán ötvözet.
    • 300-as sorozat, a leggyakrabban használt fajta a 18/8 (amerikai 301) jelzésű ötvözet, mely 18% krómot és 8% nikkelt tartalmaz. A második leggyakoribb anyag a 18/10 jelzésű (amerikai 304) ötvözet, mely főként fokozott rozsdaállóságáról ismert; tipikusan 18% krómot és 10% nikkelt tartalmazó ötvözetét gyakran alkalmazzák evőeszközök és minőségi edények esetén. A 18/0 ötvözet is használt.
  • a ferrit ötvözeteknek általában jobb feldolgozhatósága van de az alacsonyabb króm és nikkel tartalom miatt rozsdaállóságuk gyengébb. Előállításuk olcsóbb. Általában 10,5% - 27% krómot és igen kevés nikkelt tartalmaznak, de némely ötvözetben ólom található. A legtöbb fajta tartalmaz molibdént, némelyik alumíniumot vagy titánt. Gyakori ötvözetei a 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo, és 29Cr-4Mo-2Ni.
  • a martenzit az előbbieknél kevésbé rozsdaálló azonban különösen erős, gépileg igen jól feldolgozható és hőkezeléssel erősíthető. Az ötvözet krómot (12–14%), molibdént (0,2–1%), nikkelt (2%-nál kevesebb) és szenet (0,1–1%) tartalmaz (mely utóbbi keményebbé de törékenyebbé teszi az anyagot). Mágneses tulajdonságokkal rendelkezik. Ilyen ötvözet például az X30Cr13.
  • a kicsapódásos-hőkezelt martenzit rozsdaállósága az ausztenithez hasonló de a hőkezeléssel még a martenzitnél is erősebbé tehető. A leggyakoribb ötvözete a 17-4PH nagyjából 17% krómot és 4% nikkelt tartalmaz.
  • a duplex rozsdamentes acélok vegyes ausztenit és ferrit mikroszerkezettel rendelkeznek; általában a cél az 50-50%, bár a kereskedelemben gyakori a 40-60-as arány is. A duplex anyagok nagyjából kétszer erősebbek az ausztenithez képest és erős helyi korrózióállósággal rendelkeznek. Krómtartalmuk (19–32%) és molibdén tartalmuk (5%-ig) magasabb és nikkeltartalmuk alacsonyabb az ausztenithez képest.

Összehasonlítás és szabványos összetétel[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

EN-szabvány

DIN acélazonosító

EN-szabvány

Acélnév

SAE osztály (USA) UNS
440A S44002
1.4028 X30Cr13 420 S42000
1.4112 X90CrMoV18 440B S44003
1.4125 X105CrMo17 440C S44004
440F S44020
1.4016 X6Cr17 430 S43000
1.4408 G-X 6 CrNiMo 18-10 316
1.4512 X6CrTi12 409 S40900
410 S41000
1.4310 X10CrNi18-8 301 S30100
1.4318 X2CrNiN18-7 301LN
1.4307 X2CrNi18-9 304L S30403
1.4306 X2CrNi19-11 304L S30403
1.4311 X2CrCrNiN18-10 304LN S30453
1.4301 X5CrNi18-10 304 S30400
1.4948 X6CrNi18-11 304H S30409
1.4303 X5CrNi18-12 305 S30500
X5CrNi30-9 312
1.4541 X6CrNiTi18-10 321 S32100
1.4878 X12CrNiTi18-9 321H S32109
1.4404 X2CrNiMo17-12-2 316L S31603
1.4401 X5CrNiMo17-12-2 316 S31600
1.4406 X2CrNiMoN17-12-2 316LN S31653
1.4432 X2CrNiMo17-12-3 316L S31603
1.4435 X2CrNiMo18-14-3 316L S31603
1.4436 X3CrNiMo17-13-3 316 S31600
1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 316Ti S31635
1.4429 X2CrNiMoN17-13-3 316LN S31653
1.4438 X2CrNiMo18-15-4 317L S31703
1.4362 X2CrNi23-4 2304 S32304
1.4462 X2CrNiMoN22-5-3 2205 S31803/S32205
1.4539 X1NiCrMoCu25-20-5 904L N08904
1.4529 X1NiCrMoCuN25-20-7 N08926
1.4547 X1CrNiMoCuN20-18-7 254SMO S31254

[2][3]

Rozsdamentes acél felületek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Egy cső matt felülete néhány vízszintes karcolással
316L rozsdamentes acél polírozatlan felülettel

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Stainless steel című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Linkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]