כולם יודעים על נירוסטה, אבל אנשים שאינם מקצוענים בדרך כלל לא יודעים שהנירוסטה מחולקת לסוגים שונים ואפילו למאות דרגות.
"נירוסטה" הוא מושג כללי מאוד. על פי התקן האירופי EN 10088, נירוסטה מתייחסת לקטגוריה של חומרי מתכת בעלי תכולת כרום (Cr) של יותר מ-10.5% ופונקציה אנטי קורוזיה. אלמנטים סגסוגים אחרים עשויים להתווסף גם משיקולי ביצועים אחרים.
באופן כללי, נירוסטה מחולקת לחמש קטגוריות: נירוסטה מרטנסיטית, נירוסטה פריטית, נירוסטה אוסטניטית, נירוסטה דופלקסית ופלדת אל חלד מתקשות משקעים.
על מנת להבחין במהירות בין חמשת סוגי הנירוסטה הללו, ניתן לבצע שיקול דעת ראשוני על סמך תכולת הסגסוגת של החומר.
נירוסטה מרטנסיטית
איור 1 פלדת אל חלד מרטנסיטית
פלדת אל חלד מרטנסיטית שייכת לסגסוגת Fe-Cr-C-(Ni-Mo) - יסודות הסגסוג העיקריים הם ברזל, כרום ופחמן, וחלק מהדרגות מכילות ניקל ומוליבדן.
המאפיין של סוג זה של חומר הוא שתכולת הכרום (Cr) היא בין 11.5~18%. בהשוואה לסוגים אחרים של נירוסטה, תכולת הפחמן (C) שלה גבוהה מאוד, בין 0.15~1.2%. יש לציין שתכולת הפחמן של פלדת סגסוגת כללית כגון Q355B היא רק כ-0.2%.
חומר מסוג זה יכול להתקשות על ידי טיפול בחום כדי לקבל חוזק וקשיות גבוהים יותר. נירוסטה מרטנסיטית היא בעצם מגנטית, ותכונה זו יכולה לשמש גם כשיטה מקדימה לשפוט את סוג החומר.
פלדת אל חלד מרטנסיטית משמשת לעתים קרובות לייצור מוצרים הדורשים קשיות גבוהה יותר, כגון סכיני מטבח, מכשירים כירורגיים או מיסבים.
נירוסטה פריטית
איור 2 נירוסטה פריטית
פלדת אל חלד פריטית שייכת לסגסוגת Fe-Cr-(Mo) - יסודות הסגסוג העיקריים הם ברזל וכרום, וחלק מהדרגות מכילות מוליבדן.
בהשוואה למרטנזיט, לפלדת אל חלד פריטית יש תכולת פחמן נמוכה יותר, בדרך כלל מתחת ל-0.08%, אך טווח רחב הרבה יותר של תכולת כרום - 10.5~30%.
פריט הוא גם מגנטי. סוג זה של חומר קשה להתקשות על ידי טיפול בחום ובדרך כלל נעשה בו שימוש במצבים בהם הקשיחות אינה דרישה גבוהה אך העמידות בפני פיצוח קורוזיה בכלוריד גבוהה, כגון מערכות פליטה לרכב, עיטור רכב, מגדלי מים חמים וציוד אחר.
נירוסטה אוסטינית
איור 3 נירוסטה אוסטינית
נירוסטה אוסטינית שייכת לסגסוגת Fe-Cr-Ni (Mo) - יסודות הסגסוג העיקריים הם ברזל, כרום, ניקל, וכמה ציונים מכילים מוליבדן.
בדומה לפריט, נירוסטה אוסטניטית שולטת בדרך כלל על תכולת הפחמן מתחת ל-0.08%, תכולת הכרום היא בין 16 ל-28%, וטווח תכולת הניקל גדול בהרבה - 3.5 עד 32% .
תכולת הסגסוגת של חומרים אלה מבטיחה שהם תמיד שומרים על מבנה אוסטניטי מטמפרטורות קריוגניות ועד לנקודת ההיתוך. כמו מרטנזיט, גם אוסטניט יכול להתקשות על ידי טיפול בחום כדי לשנות את התכונות המכניות שלו.
יש לציין כי נירוסטה אוסטניטית היא בדרך כלל לא מגנטית, אך בדרך כלל היא תהפוך למגנטית אם היא עוברת עבודה קרה ללא טיפול בתמיסה. המאפיין הגדול ביותר של אוסטניט הוא עמידות בפני קורוזיה מעולה, משיכות וקשיחות.
בהתבסס על תכונותיו המצוינות, אוסטניט משמש בדרך כלל לייצור כלי מטבח בדרגת מזון, ציוד תעשייתי כימי, מוצרי בנייה וכו'.
נירוסטה דופלקס
Fiture 4 נירוסטה דופלקס
פלדת אל חלד דופלקס שייכת לסגסוגת Fe-Cr-Ni-(Mo)-N - יסודות הסגסוג העיקריים הם ברזל, כרום, ניקל, חנקן, וחלק מהדרגות מכילות מוליבדן.
מה שנקרא "דו-פאזי" פירושו שמבנה הפריט ומבנה האוסטניט מהווים כל אחד 50%, והביצועים שלו גם משלבים את היתרונות של פריט ואוסטניט באחד - יש לו חוזק תנובה וחוזק מתיחה יותר מאשר אוסטניט והוא מַגנֶטִי.
ניתן לומר שתכולת הפחמן של נירוסטה דופלקס היא הנמוכה ביותר מבין כל הפלדות אל-חלד - פחות מ-0.03%. הגבול התחתון של תכולת הכרום גבוה מזה של פלדות אל-חלד אחרות - 21~26%. תכולת הניקל היא 3.5 ~ 8%. כמה ציונים בודדים מכילים מוליבדן, אבל בדרך כלל זה לא יעלה על 4.5%.
ניתן להשתמש בנירוסטה דופלקסית בדרך כלל בציוד ימי, מתקני מפעלים פטרוכימיים, מחליפי חום, ציוד לייצור נייר וכו'.
פלדת אל חלד מתקשות משקעים
איור 5 פלדת אל חלד התקשות משקעים
פלדת אל חלד מתקשות משקעים שייכת לסגסוגת Fe-Cr-Ni-(Mo-Al-Cu-Nb)-N - יסודות הסגסוג העיקריים הם ברזל, כרום, ניקל וחנקן, וחלק מהדרגות מכילות מוליבדן, אלומיניום, נחושת וניוביום.
סוג זה של נירוסטה מאופיין בעמידות מתונה בפני קורוזיה, עיבוד קל ויכול לייצר חוזק גבוה מאוד לאחר טיפול בחום בטמפרטורות נמוכות יחסית (בדרך כלל 500 ~ 800 מעלות).
פלדת אל חלד מתקשות משקעים היא בעלת מבנה מיקרו ראשוני של אוסטניט או מרטנזיט. ניתן להמיר פלדת אל חלד אוסטינית למרטנזיט על ידי טיפול בחום לפני התקשות המשקעים. כאשר המרטנזיט מחוסמ, טיפול ההזדקנות בחום שנוצר יגרום לתרכובות בין-מתכתיות קשות לשקוע מהסריג, ואז תתרחש התקשות משקעים.
לאחר טיפול בחום, סוג זה של חומר יכול להשיג חוזק תפוקה שהוא פי 3 או אפילו פי 4 מזה של נירוסטה אוסטניטית - 520MPa~1500MPa. לכן, הוא משמש בעיקר בתעשייה האווירית ובתחומי היי-טק אחרים הדורשים חוזק חומר גבוה.
