נירוסטההוא קיצור של "פלדה אל חלד ועמידה בחומצה". פלדה שעמידה בפני קורוזיה מחומרי מאכל חלשים כמו אוויר, אדים ומים נקראת נירוסטה. לעומת זאת, פלדה שעמידה בפני קורוזיה מחומרים קורוזיביים כימיים (כגון חומצות, אלקליות ומלחים) מכונה פלדה עמידה לחומצה. ביישומים מעשיים, פלדה עמידה בפני חומרים קורוזיביים חלשים מכונה בדרך כלל נירוסטה, בעוד פלדה עמידה בפני חומרים קורוזיביים כימיים נקראת פלדה עמידה לחומצה. בשל הבדלים בהרכב הכימי, הראשון עשוי שלא להתנגד לקורוזיה כימית, בעוד שלאחרון יש בדרך כלל תכונות אל חלד. העמידות בפני קורוזיה של נירוסטה תלויה באלמנטים המתגזרים בתוך הפלדה. בדרך כלל, על פי המבנה המטאלוגרפי, נירוסטה רגילה מחולקת לשלושה סוגים: נירוסטה אוסטניטית, נירוסטה פריטית ופלדת אל חלד מרטנסיטית. בהתבסס על שלושת המבנים המטאלוגרפיים העיקריים הללו, פותחו גם פלדה דופלקסית, פלדת אל-חלד מתקשות משקעים ופלדה בעלת סגסוגת גבוהה עם פחות מ-50% תכולת ברזל לדרישות ולמטרות ספציפיות.
סיווג לפי מבנה מטאלוגרפי:
נירוסטה אוסטינית: יש בעיקר מבנה מעוקב במרכז הפנים (שלב CY) ללא מגנטיות. ניתן לחזק אותו בעיקר באמצעות עבודה קרה, שעלולה להוביל למגנטיות מסוימת. המכון האמריקאי לברזל ופלדה (AISI) משתמש במספרים מסדרות 200 ו-300, כמו 304, כדי לציין פלדות אל-חלד אוסטניטיות.
נירוסטה פריטית: יש בעיקר מבנה קוביות (פאזה) במרכז הגוף עם תכונות מגנטיות. בדרך כלל לא ניתן להקשיח אותו על ידי טיפול בחום אך ניתן לחזק אותו מעט על ידי עבודה קרה. AISI מייעד את הסוג הזה עם מספרים כמו 430 ו-446.
פלדת אל חלד מרטנסיטית: למטריצה שלו מבנה מרטנסיטי (קובי או מעוקב במרכז הגוף), עם תכונות מגנטיות ויכולת להתאים תכונות מכניות באמצעות טיפול בחום. AISI משתמש במספרים כגון 410, 420 ו-440 כדי לציין פלדות אל-חלד מרטנזיות. מרטנזיט יכול להפגין מבנה אוסטניטי בטמפרטורות גבוהות ולהפוך למרטנזיט כאשר מקורר בקצב מתאים לטמפרטורת החדר (המכונה התקשות).
פלדת אל חלד אוסטינית-פריטית (דופלקס).: משלב שלבים אוסטניטיים ופריזיים, כאשר שלב המיעוט מהווה בדרך כלל יותר מ-15% מהמבנה, ומציג תכונות מגנטיות. ניתן לחזק פלדת אל חלד דופלקס באמצעות עבודה קרה, עם 329 כדוגמה טיפוסית. בהשוואה לפלדות אל-חלד אוסטניטיות, לפלדות אל-חלד דופלקס יש חוזק גבוה יותר ועמידות משופרת בפני קורוזיה בין-גרעינית, קורוזיה של כלוריד וקורוזיה בבור.
פלדת אל חלד מתקשות משקעים: בעל מטריצה אוסטניטית או מרטנסיטית וניתן להתקשות באמצעות טיפול התקשות משקעים. AISI מייעד אותו במספרים בסדרת 600, כגון 630, או 17-4PH. בדרך כלל, לנירוסטה אוסטניטית יש עמידות מעולה בפני קורוזיה בשל אלמנטי הסגסוג שלה. פלדת אל-חלד פריטית מתאימה לסביבות קורוזיביות קלות, בעוד פלדות אל-חלד מרטנזיות ומתקקשות משקעים הן אידיאליות עבור סביבות עם קורוזיה קלה שבהן נדרש חוזק או קשיות גבוהים.
הבדל עובי:
עקב דפורמציה קלה בגלילים במהלך תהליך הגלגול, עובי לוחות הפלדה עשוי להשתנות מעט, ולעתים קרובות להיות עבים יותר באמצע ודקים יותר בקצוות. בעת מדידת עובי, התקן הלאומי מחייב לקחת מדידות מהחלק האמצעי של הצלחת.
סובלנות מסווגת בדרך כלל לגדולות וקטנות על סמך דרישות השוק והלקוחות.
גורמים המשפיעים על עמידות בפני חלודה בנירוסטה:
תוכן אלמנט סגסוגת: בדרך כלל, פלדה עם תכולת כרום מעל 10.5% נוטה פחות לחלודה. תכולת ניקל וכרום גבוהה יותר משפרת את עמידות בפני קורוזיה, כמו במקרה של פלדת אל חלד 304, המכילה 8-10% ניקל ו-18-20% כרום, מה שהופך אותה בדרך כלל לעמידה בפני חלודה.
תהליכי חידוד: העמידות בפני קורוזיה של נירוסטה מושפעת גם מתהליכי הייצור. יצרני נירוסטה איכותיים עם ציוד וטכניקות מתקדמים יכולים להבטיח איכות מוצר יציבה על ידי שליטה מדויקת באלמנטים מסגסוגת, הסרת זיהומים ושמירה על טמפרטורות קירור אופטימליות עבור בילטי פלדה, ובכך לייצר פלדה מועדת לחלודה פחות. לעומת זאת, יצרנים קטנים יותר עם טכנולוגיה מיושנת עלולים להיכשל בהסרת זיהומים ביעילות, מה שיוביל למוצרים רגישים יותר לחלודה.
סביבה חיצונית: נירוסטה עמידה בפני חלודה טוב יותר בסביבות יבשות ומאווררות. לחות גבוהה, תנאי גשם ממושכים או סביבות עם תכולה חומצית או אלקלית גבוהה נוטים יותר לגרום להחלדה. אפילו נירוסטה 304 עלולה להחליד בתנאי סביבה קשים.
טכניקות להסרת חלודה עבור נירוסטה:
שיטות כימיות: השתמש במשחת כבישה או בתרסיס כדי להפביל מחדש את האזור החלוד, ויוצר סרט תחמוצת כרום כדי להחזיר עמידות בפני קורוזיה. לאחר הכבישה, חיוני לשטוף במים נקיים כדי להסיר את כל המזהמים ושאריות החומצה ביסודיות. גם ליטוש עם ציוד ואיטום בפוליש ווקס לאחר מכן יכולים לעזור.
שיטות מכניותשיטות כמו התזת חול, חיטוי עם חלקיקי זכוכית או קרמיקה, השחזה והברקה יעילות. ניקוי מכני יכול להסיר מזהמים כמו חומרים שהוסרו, שאריות ליטוש או חלקיקים שעלולים לתרום לקורוזיה, במיוחד בתנאי לחות. ניקוי מכני הוא היעיל ביותר בתנאים יבשים. עם זאת, זה רק מנקה את פני השטח ואינו משנה את עמידות החומר בפני קורוזיה. לכן, מומלץ לבצע פוליש ואיטום ווקס לאחר ניקוי מכני.
ציונים ומאפיינים נפוצים של נירוסטה:
304 נירוסטה: אחת מפלדות הנירוסטה האוסטניטיות הנפוצות ביותר, המתאימה לייצור חלקים לשרטוט עמוק, צינורות להובלת חומצה, מיכלים, חלקי מבנה וגופי מכשירים שונים. זה יכול לשמש גם עבור ציוד ורכיבים לא מגנטיים בטמפרטורה נמוכה.
נירוסטה 304L: פותח כדי לפתור את נטיית הקורוזיה הבין-גרעינית של נירוסטה 304 בתנאים מסוימים עקב משקעים Cr23C6. הוא מציע עמידות רגישות מעולה בפני קורוזיה בין-גרגירית בהשוואה לפלדת אל חלד 304, עם תכונות דומות לנירוסטה 321 אך חוזק מעט נמוך יותר. הוא משמש בעיקר לציוד עמיד בפני קורוזיה וחלקים הדורשים ריתוך ללא טיפול בתמיסה.
נירוסטה 304H: תת-קבוצה של 304 עם תכולת פחמן של 0.04% עד 0.10%, המציעה ביצועים טובים יותר בטמפרטורות גבוהות מאשר 304 סטנדרטי.
316 נירוסטה: מוסיף מוליבדן לפלדה 10Cr18Ni12, מספק עמידות מצוינת בפני קורוזיה בסביבות צמצום ועמידות מעולה בבור, מה שהופך אותו למתאים לשימוש במי ים ובמדיות אחרות.
נירוסטה 316L: פלדה דלת פחמן עם עמידות טובה לרגישות וביצועי קורוזיה בין-גרגיריים, המתאימה לרכיבים וציוד מרותכים בחתך עבה, כגון חומרים עמידים בפני קורוזיה בציוד פטרוכימי.
נירוסטה 316H: תת-קבוצה של 316 עם 0.0תכולת פחמן של 4% עד 0.10%, מציעה ביצועים משופרים בטמפרטורות גבוהות.
317 נירוסטה: מציע עמידות טובה יותר לבור וזחילה מאשר 316L, מתאים להפיכת ציוד וציוד פטרוכימיים עמידים בפני חומצות אורגניות.
321 נירוסטה: פלדת אל חלד אוסטניטית מיוצבת טיטניום, מספקת עמידות מוגברת בפני קורוזיה בין-גרגירית ותכונות מכניות טובות בטמפרטורה גבוהה. בדרך כלל זה לא מומלץ מחוץ ליישומים עמידים בטמפרטורה גבוהה או מימן.
347 נירוסטה: פלדת אל-חלד אוסטניטית מיוצבת בניוביום עם עמידות בפני קורוזיה בין-גרגירית הדומה ל-321 בסביבות חומציות, אלקליות ומלח, עם תכונות ריתוך טובות. הוא משמש בעיקר בתעשיות חשמל ופטרוכימיה למכולות, צינורות, מחליפי חום, פירים וצינורות תנורים בתנורים תעשייתיים.
נירוסטה 904L: פלדת אל-חלד סופר-אוסטניטית עם תכולת ניקל של 24%-26% ופחמן מתחת ל-0.02%, המציעה עמידות מצוינת בפני קורוזיה, במיוחד בחומצות שאינן מחמצנות כמו גופרית, אצטית, פורמית וחומצות חומצות זרחתיות. הוא עמיד בפני קורוזיה בחומצה גופרתית בטמפרטורות מתחת ל-70 מעלות ועמיד לכל ריכוז וטמפרטורה של חומצה אצטית ותערובות חומצה פורמית-אצטית. חלק מיצרני המכשירים האירופיים משתמשים ב-904L עבור חלקי מפתח, כמו צינורות המדידה של מדי זרימת מסה מ-E+H והמארזים של שעוני רולקס.
נירוסטה 440C: פלדת אל חלד מרטנסיטית בעלת הקשיות הגבוהה ביותר מבין פלדות אל חלד הניתנות להקשה, עם קשיות HRC57. הוא משמש בעיקר עבור חרירים, מיסבים, ליבות שסתומים, מושבי שסתום, שרוולים וגבעולים.
17-4PH נירוסטה: פלדת אל חלד מתקשות משקעים מרטנסיטית עם קשיות HRC44, המציעה חוזק גבוה, קשיות ועמידות בפני קורוזיה. הוא אינו מתאים לטמפרטורות מעל 300 מעלות והוא נפוץ עבור פלטפורמות ימיות, להבי טורבינה, ליבות שסתומים, מושבי שסתומים, שרוולים וגזעי שסתומים.
סדרת 300 - נירוסטה אוסטינית כרום-ניקל:
301: מציע גמישות טובה, מתאים ליצירת מוצרים, ויכול להתקשות במהירות באמצעות עיבוד מכני. יש לו עמידות בפני שחיקה וחוזק עייפות טובים יותר מפלדת אל חלד 304.
302: בעצם גרסה של 304 עם תכולת פחמן גבוהה יותר, משיגה חוזק גבוה יותר באמצעות גלגול קר.
302B: מכיל סיליקון גבוה יותר להגברת עמידות החמצון בטמפרטורות גבוהות.
303 ו-303Se: פלדות אל חלד המכילות גופרית וסלניום, בהתאמה, המיועדות לעיבוד קל ובהירות משטח גבוהה. פלדת אל חלד 303Se משמשת גם ביישומים הדורשים שיבושים חמים.
304N: מכיל חנקן להגברת החוזק.
305 ו-384: בעל תכולת ניקל גבוהה יותר עם קצב התקשות עבודה נמוך, מתאים ליישומים גבוהים של יצירת קר.
308: משמש במוטות ריתוך.
