Stal nierdzewna to podstawa nowoczesnego przemysłu. Spotykasz ją wszędzie: w przemyśle spożywczym, chemicznym, energetyce, architekturze. Ale nie każda stal nierdzewna działa identycznie. Różnice w składzie chemicznym i strukturze mikrokrystalicznej decydują o ich konkretnym przeznaczeniu. Przeczytaj ten wpis, aby poznać rodzaje stali nierdzewnej i ich zastosowanie!
Co sprawia, że stal jest nierdzewna?
Wszystko zaczyna się od zawartości chromu. Gdy przekracza ona 10,5%, stal zyskuje odporność na korozję – powstaje wtedy cienka, pasywna warstwa tlenku chromu, chroniąca powierzchnię metalu przed działaniem wilgoci i tlenu. Z kolei dodatki niklu, molibdenu, tytanu czy manganu wpływają na inne właściwości – od wytrzymałości, po odporność na kwasy i temperaturę.
Ciekawostka!
Według danych GMK z 2024 roku globalna produkcja stali nierdzewnej przekroczyła 62 miliony ton, z czego największy udział mają Chiny, Indie i kraje Unii Europejskiej.
Podstawowe rodzaje stali nierdzewnej
Spośród podstawowych rodzajów stali nierdzewnej wyróżniamy stale ferrytyczne, stale austenityczne oraz stale martenzytyczne i stale duplex.
Stale ferrytyczne
Ferrytyczne stale nierdzewne mają strukturę zbliżoną do stali węglowych, z tą różnicą, że zawierają od 11% do 30% chromu. Nie mają w sobie niklu, co czyni je bardziej ekonomicznymi, ale mniej odpornymi na środowiska agresywne.
Są wykorzystywane tam, gdzie nie są wymagane bardzo wysokie parametry odpornościowe – np. w elementach wyposażenia kuchni przemysłowych czy obudowach sprzętów AGD. W Metikam zdarzyło się nam realizować projekty z ich udziałem przy obudowach do systemów wentylacyjnych.
Stale austenityczne
To najbardziej rozpowszechniony typ stali nierdzewnej. Charakteryzuje się wysoką zawartością chromu (16–26%) oraz niklu (6–22%), a czasem również molibdenu.
Zalety stali austenitycznych:
- bardzo dobra odporność na korozję – nawet w środowiskach chemicznych;
- wysoka plastyczność i podatność na obróbkę – idealne do procesów obejmujących gięcie blachy czy frezowanie CNC;
- brak podatności na zahartowanie przez nagrzewanie – wpływa to na stabilność wymiarową.
W naszej codziennej praktyce często pracujemy ze stalą typu 304 czy 316 – szczególnie przy projektach wymagających dużej trwałości. Tę drugą rekomendujemy w przypadku elementów narażonych na działanie soli, np. w instalacjach nadmorskich.
Stale martenzytyczne
Martenzytyczne rodzaje stali nierdzewnej są bogate w chrom (12–18%) i mają znacznie niższą zawartość niklu. Można je hartować – przez co zyskują twardość, ale tracą nieco na odporności korozyjnej.
Z uwagi na tę unikalną kombinację – odporności mechanicznej i umiarkowanej odporności na korozję – są często wykorzystywane w przemyśle narzędziowym, w turbinach i pompach. Procesy, w skład których wchodzi hartowanie indukcyjne czy hartowanie laserowe stosuje się przy ich obróbce wyjątkowo często ze względu na poprawę trwałości.
Stale duplex
Duplex to hybryda stali ferrytycznej i austenitycznej. Ich struktura krystaliczna składa się mniej więcej po równo z obu typów. Daje to kompromis pomiędzy odpornością na korozję a wysoką wytrzymałością mechaniczną.
Tego typu stale świetnie sprawdzają się w przemyśle morskim, petrochemicznym oraz energetyce, gdzie liczy się nie tylko odporność na korozję, ale też trwałość pod dużym obciążeniem. W Metikam pracowaliśmy na stali duplex przy projektach infrastruktury rurociągowej.
Gdzie znajdziesz stal nierdzewną w przemyśle?
Stal nierdzewną znajdziesz w przemyśle spożywczym, energetyce i chemii, budownictwie i architekturze oraz motoryzacji i transporcie.
Przemysł spożywczy
Stal nierdzewna typu 304 i 316 dominuje w przemyśle spożywczym dzięki odporności na kwasy organiczne, łatwości utrzymania higieny oraz bezproblemowemu czyszczeniu. Znajdziesz ją w zbiornikach fermentacyjnych, liniach pakujących i wielu innych elementach infrastruktury produkcyjnej.
Energetyka i chemia
W tej gałęzi przemysłu dominują stale odporne na działanie wysokiej temperatury i agresywnych mediów chemicznych. W praktyce najczęściej stosuje się stale duplex oraz austenityczne z dodatkiem molibdenu.
Budownictwo i architektura
Balustrady, elewacje, zadaszenia – tutaj liczy się odporność, ale też estetyka. Stal nierdzewna z matowym lub polerowanym wykończeniem daje ogromne możliwości projektowe. Przy pracach tego typu często wykonujemy cięcie laserem 2D, zwłaszcza w bardziej artystycznych realizacjach.
Motoryzacja i transport
Stale martenzytyczne i ferrytyczne świetnie sprawdzają się w elementach układów wydechowych, zbiornikach paliwa czy zawieszeniach – przede wszystkim ze względu na swoją twardość i wysoką odporność na ścieranie.
Obróbka stali nierdzewnej – kilka praktycznych uwag
Z punktu widzenia produkcji, stal nierdzewna jest wymagająca. Jej obrabialność zależy od konkretnego gatunku. Przy cienkich elementach sięgamy często po spawanie stali aluminium, natomiast przy większych projektach wykorzystujemy toczenie CNC i frezowanie CNC.
Szczególnie istotne jest również:
- chłodzenie narzędzi – nadmierna temperatura może prowadzić do utleniania powierzchni;
- odpowiedni dobór narzędzi – zbyt miękkie końcówki narzędzi mogą powodować przebarwienia lub ścieranie stali;
- oczyszczanie powierzchni po obróbce – aby uniknąć osadzania się zanieczyszczeń, które mogą inicjować korozję punktową.
Przy cięciu plazmą osiągamy dobre efekty przy grubszych blachach nierdzewnych – zwłaszcza tam, gdzie zależy nam na szybkim cięciu i umiarkowanej dokładności krawędzi.