Charakteristika jednotlivých skupin korozivzdorných ocelí Skupina ocelí
Značky uvedené v materiálov ých listech
Charakteristika skupiny
Hlavním legujícím prvkem je chrom. Chrom, který není vázán na uhlík ve formě karbidu, určuje korozní odolnost. Feritické korozivzdorné oceli obsahují maximálně 0,08 % C při odpovídajícím obsahu Cr. Převažující strukturní součástí za normální teploty je α – ferit. Feritické korozivzdorné oceli se vyznačují nepřítomností přeměny ferit-austenit při ohřevu, takže při ochlazování nevzniká X6Cr13 (1.4000), martenzit. Jsou proto nekalitelné. Jsou magnetické, čímž se odlišují X6Cr17 (1.4016), od ocelí austenitických. Některé značky jsou stabilizovány titanem Feritické X3CrTi17 (1.4510) nebo obsahují též molybden. X6CrMo17-1 (1.4113), Automatové oceli obsahují více než 0,15 % S. Přítomnost síry však X6CrMoS17 (1.4105). výrazně snižuje korozivzdornost. Některé typy, např. s 13% Cr a odpovídajícím obsahu C mohou vykazovat částečnou martenzitickou přeměnu. Ty se pak zařazují mezi oceli poloferitické. Feritické korozivzdorné oceli jsou náchylné ke křehnutí při delší prodlevě v oblasti kritických teplot (600-800oC) a dojde-li k růstu zrna při vyšších teplotách , které se vyskytují např. při svařování v okolí svaru. Obsahují z korozivzdorných ocelí nejvyšší obsah uhlíku v rozmezí 0,08 až 1% a výše. Jejich pevnost lze výrazně zvyšovat kalením. Při kalení vznikající martenzitická struktura je křehká. Po kalení proto následuje obvykle popouštění . Také martenzitické korozivzdorné oceli obsahují až 18 % Cr a prokalují i ve velkých průřezech. Vedle chromu se martenzitické korozivzdorné oceli legují též niklem a molybdenem. Čistě chromové typy s obsahem C přibližně do 0,25% X12Cr13 (1.4006), slouží jako konstrukční ocel. S vyšším obsahem C se používají X20Cr13 (1.4021), k výrobě nástrojů (nože). Se vzrůstajícím obsahem C se pro Martenzitické X30Cr13 (1.4031), zachování dostatečné korozní odolnosti zvyšuje i obsah Cr. Přísada X39Cr13 (1.4031), Ni až do obsahu 6 %, dovoluje zvýšit obsah Cr v rozmezí 16 až 18%. X17CrNi16-2 (1.4057) Dosahuje se tak příznivých mechanických vlastností a dobré korozní odolnosti. Kalitelné korozivzdorné oceli jsou feromagnetické. Velmi pomalým ochlazováním z austenitizační teploty se vznik martenzitu potlačí a vzniklá struktura je feritická s vyloučenými karbidy chromu. Feritickou strukturu lze získat i delším ohřevem na teplotu blízko pod Ac1. Tímto způsobem lze martenzitické korozivzdorné oceli vyžíhat na tvrdost vhodnou pro obrábění. Martenzitické oceli jsou omezeně svařitelné do obsahu C 0,20%. Strukturu těchto ocelí tvoří převážně tzv. γ-austenit. Austenitická struktura vzniká při dostatečném obsahu tzv. austenitotvorných prvků (Ni, Mn, N). Základním typem je chrom-niklová austenitická ocel X2CrNi19-11 (1.4306), s 18% Cr a 9% Ni. Pro docílení požadované korozní odolnosti a X2CrNiN19-11 (1.4311), mechanických vlastností, se přisazují další legující prvky. Pro X5CrNi18-10 (1.4301), zachování austenitické struktury však musí být působení X6CrNiTi18-10 (1.4541), austenitotvorných a feritotvorných prvků vyvážené. X2CrNiMo17-12-2 Vliv základních a doprovodných prvků na vlastnosti lze schematicky (1.4401), charakterizovat následovně: Austenitické X2CrNiMoN17-11-2 - celková korozní odolnost (Cr, Mo, Cu, Si, Ni), (1.4406), - mechanické vlastnosti (N), X5CrNiMo17-12-2 - obrobitelnost (S, Se, P, Pb, Cu), (1.4401) - odolnost proti bodové a štěrbinové korozi ( Mo, Si, N). X6CrNiMoTi17-12-2 Austenitické korozivzdorné oceli nepodléhájí fázovým přeměnám a (1.4571), jsou nemagnetické. Pevnost lze zvyšovat pouze legováním (např. X1NiCrMoCu25-20-5 přísadou N), nebo u některých typů, které se vyznačují menší (1.4539). stabilitou austenititu, tvářením za studena (pěchování, tažení). Pokud jsou tyto oceli po tepelném zpracování nebo svařování pomalu ochlazovány, dochází v oblasti kritických teplot přibližně v rozmezí 600 až 800o C k vylučování karbidů po hranicích zrn. To způsobuje vznik mezikrystalové koroze v kyselém prostředí vlivem ochuzení zmíněných oblastí o chrom. Jsou však způsoby jak tomu zabránit změnou chemického složení (velmi nízké obsahy C, přísady Ti resp. Nb). Výchozím stavem pro použití austenitických ocelí je rozpouštěcí žíhání (žíhání při teplotách nad 1000o C) s následným rychlým ochlazením na normální teplotu. Austenitické korozivzdorné oceli jsou velmi dobře svařitelné a značně houževnaté i při nízkých teplotách. Austenitických korozivzdorných ocelí existuje mnoho druhů a modifikací. Obsah feritu se v těchto ocelích pohybuje při normální teplotě přibližně mezi 30 až 50 %. Toho se dosahuje nastavením vhodného podílu austenitotvorných a feritotvorných prvků, především Cr a Ni, ale také tepelným zpracováním. Nazývají se dvoufázové nebo též
(c) 1998 - 2004 Bohdan Bolzano s.r.o.
Volba korozivzdorných materiálů pro různá prostředí Tabulka korozní odolnosti Následující korozní tabulky poskytují všeobecnou informaci o chování vybraných značek korozivzdorných ocelí v různých prostředích, která vesměs neobsahují další příměsi. Slouží proto k informaci především o úbytcích hmoty dané oceli v uvedeném prostředí (rovnoměrná koroze). Pokud v uvedeném prostředí vzniká nebezpečí napadení zvláštními druhy koroze, např. bodové, štěrbinové, korozního praskání a podobně, je v tabulkách uveden symbol upozorňující na takovéto možné napadení. Při využívání tabulek je nutno brát též v úvahu, že uvedené hodnoty platí pro stav ve kterém má uvedená korozivzdorná ocel nejvyšší korozní odolnost (např. pro martenzitické oceli stav zušlechtěný nebo pro austenitické oceli stav po rozpouštěcím žíhání). Spolehlivější údaje o korozní odolnosti poskytují samozřejmě korozní zkoušky nebo testy, prováděné za podmínek, které se co nejvíce blíží reálným provozním podmínkám. Doporučené značky, uvedené v tabulce představují variantu, která ještě splňuje zvolené kriterium pro korozní rychlost. Všechny značky dané skupiny ocelí s vyšším stupněm legování, budou mít v zásadě při stejných podmínkách stejnou nebo lepší korozní odolnost. Použité symboly: a (velmi dobrá korozní odolnost) – korozní rychlost ≤ 0,1 mm za rok (úbytek tloušťky); b(průměrná korozní odolnost) – korozní rychlost od 0,1 do 1 mm za rok, v.k. – všechny koncentrace, v.t. – všechny teploty do bodu varu, atm. – atmosferický tlak, b.v. – bod varu, konc. – koncentrovaný, n.r. – nasycený roztok, P - nebezpečí vzniku bodové koroze (pitting), Kp– korozní praskání, VZ (všechny značky uvedené v materiálových listech).
Prostředí
Koncentrace %
Teplota o C
Doporučená značka oceli Korozní rychlost
Korozní rychlost „b“
„a“ Anorganické kyseliny
Sírová
Sírová + dusičná
0 až 10 10 až 25 25 až 80 80 až 100 0 až 5 5 až 15 15 až 60 60 až 85 85 až 90 90 až 98 98 až 100 0 až 5 5 až 8 8 až 45 95 až 100 95 až 100 10 + 10 70 + 3 70 + 10 60 + 40 50 + 50 15-30 + 5 5+1
20 20 20 20 60 60 60 60 60 60 60 80 80 80 80 100 b.v. 60 90 60 60 90 50
1.4404, 1.4571 1.4539 1.4539 1.4539 1.4404, 1.4571 1.4539 1.4539
1.4539 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571 1.4539
1.4306, 1.4541 1.4301, 1.4541 1.4404, 1.4571 1.4306, 1.4541 1.4306, 1.4541 1.4306, 1.4541 1.4401, 1.4571
1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571 1.4539 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571
1.4404, 1.4571 1.4539 1.4404, 1.4571 1. 4404, 1. 4571
1.4306, 1.4541
1.4306, 1.4541
1 až 80 20 1.4306, 1.4541 70 až 90 20 až 100 1.4539 Fosforečná 1) 50 b.v. 1.4539 1.4404 1 až 50 20 1.4306, 1.4541 50 až 70 20 až 100 1.4436 1.4404 70 až 90 20 až 80 1.4539 1) korozní proces je řízen přítomností nečistot přičemž závisí na jejich koncentraci. Nečistoty oxidačního charakteru zpomalují korozi, zatímco fluoridy ji urychlují.
H3PO4+H2SO4+HNO3+H2CrO4+ 70+20+8+2 + 0,1 až 2% Fe 50+40+8+2 0,5 Chlorovodíková P 1 1 2
Kyselina dusičná
Kyselina fluorovodíková + dusičná
Kyselina boritá
100 100 50 20 50 20
1.4404, 1.4539 1.4404, 1.4539 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571 1.4539
1.4539 1.4571
1 až 65 1 až 65 1 až 50 65 65 až 98 65 až 90 nad 98 2 (40%níHF) + 10 (52%ní HNO3 2 (40%níHF) + 10 (52%ní HNO3 4 20
20 60 b.v. b.v. 20 60 25 20
VZ 1.4403, 1.4541 1.4306 1.4301 1.4306, 1.4541 1.4301
5
b.v. b.v. 20 b.v. 20 b.v 20 b.v. b.v. 20 b.v. 20 b.v. 20 b.v. 20 b.v b.v. b.v.
1.4404, 1.4436 1.4404, 1.4436 1.4306, 1.4541 1.4404, 1.4436 1.4404, 1.4541 1.4539 1.4404, 1.4541 1.4539 1.4306, 1.4541 VZ 1.4404, 1.4571 VZ 1.4404, 1.4571 1.4301, 1.4541 1.4539 1.4306, 1.4541 1.4404, 1.4571 1.4539 1.4539
1.4306, 1.4541 1.4306, 1.4541
20 b.v. 20 100 20 b.v. 100 20 až b.v. 20 až 150 300
Všechny značky aust. ocelí 1.4404, 1.4571 1.4306, 1.4541
13 a 17%ní Cr-oc.
1.4301 1.4539,
60
b.v. b.v.
1.4539
VZ 1.4301
1.4016
Organické kyseliny 20 50 50 80 80 100 100
Octová
5 Citronová
Mléčná
P
Šťavelová
Vinná Máselná Mastné kyseliny Soli anorganických kyselin Chloridy
10 10 25 25 n.r. n.r. v.k. 10 50 100 5 5 10 až 50 n.r. 1 až 50 20 n.r. v.k.
1.4404, 1.4436 1.4404, 1.4436
1.4306, 1.4541 1.4306, 1.4541 1.4404, 1.4571 1.4306, 1.4541 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571
1.4539 VZ 1.4306, 1.4541 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571 VZ 1.4404, 1.4571
1.4306, 1.4541
V tomto případě je velmi obtížné stanovit vhodnou značku oceli, poněvadž za přítomnosti chloridových iontů nekorodují oceli rovnoměrně. Nejčastěji se vyskytuje pitting (bodová koroze) nebo korozní praskání. Při volbě oceli je třeba vzít úvahu pH roztoku, teplotu, provzdušnění a napětí, které na součást působí. Všeobecně lze doporučit oceli s nízkým obsahem uhlíku a legované molybdenem. Pro některé případy nutno použít vysoce legované značky ocelí.
Dusičnan amonný (tavenina) Dusičnan amonný (vod. roztok) Dusičnan draselný Dusičnan měďnatý Dusičnan sodný Dusičnan vápenatý Hydrogensíran draselný Hydrogensiřičitan vápenatý Chlorečnan sodný
Soli anorganických kyselin Chlorové vápno (aktivní Cl 1%) (aktivní Cl 30%) Kyanid draselný Kyanid draselný (tavenina) Kyanid sodný Kyanid sodný (tavenina) Lázeň pro pokovování Ni NiSO4 + NH4Cl + H3BO3 250 g/l + 20 g/l + 10 g/l 300 g/l + 30 g/l + 30 g/l Manganistan draselný Peroxosíran draselný Peroxoboritan sodný Tetraboritan sodný (borax) Síran amonný Síran draselný Síran hlinitý
Síran hlinitodraselný Síran měďnatý Síran sodný Síran vápenatý Síran železnatý i železitý Uhličitan draselný (potaš) Uhličitan sodný (tavenina) Hydroxidy a zásadité roztoky Hydroxid amonný Hydroxid barnatý Hydroxid draselný
Hydroxid sodný
Hydroxid vápenatý
Osvědčily se i oceli austeniticko-feritické (duplexy). 1.4306, 1.4541 v.k. v. t. 1.4306, 1.4541 v.k. v.t. 1.4306, 1.4541 v.k. v.t. 1.4306, 1.4541 v.k. v.t. 1.4306, 1.4301, 1.4541 v.k. v.t. 1.4306, 1.4541 10 20 1.4404, 1.4571 10 20 1.4301 10 až 20 b.v. VZ 30 20 VZ 30 b.v. 1.4404, 1.4571
20
1.4404, 1.4571
P
20
1.4539
v.k.
v.t.
v.k.
v.t.
v.k. v.k. 10 v.k. 5 v.k. v.k. v.k. 10 v.k. v.k. n.r. v.k. v.k. v.k. v.k. v.k. 50 50
v.k. konc. 10 30 75 tavenina do 30 30 50 70 tavenina konc.
1.4306 1.4016
VZ 1.4306, 1.4301, 1.4541 VZ 1.4306, 1.4301, 1.4541
60 60 v.t. 20 90 až 100 20 v.t. b.v. v.t. 20 b.v. b.v. 20 b.v. v.t. v.t. v.t. 20 b.v. 20 b.v. 785o C
1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571 VZ 1.4406, 1.4571
20 až 100 0 až var b.v. b.v. b.v. 300-360 v.t. b.v. 90 90 ca 320
VZ VZ VZ 1.4103
1.4539 VZ VZ 1.4404, 1.4571 VZ 1.4306, 1.4541 1.4404, 1.4571 1.4539 1.4301, 1.4306, 1.4541 1.4539 VZ VZ VZ VZ 1.4404, 1. 4571 VZ 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571
VZ 1.4306, 1.4541
VZ
1.4571
1.4306, 1.4541
1.4016 1.4539 Kp 1.4539 (> 1 mm) Kp
1.4301 Kp 1.4539 1.4539 1.4539 (> 1 mm)
Vápno (vápenné mléko) Soli organických kyselin Octan hlinitý Octan měďnatý Octan olovnatý Octan hlinitý Šťavelan amonný Šťavelan sodný Šťavelan draselný Organické sloučeniny Acetylchlorid (chlorid k. octové) Aldehyd kyseliny benzoové Aldehyd kyseliny mravenčí Alkohol (etanol)
Organické sloučeniny Anhydrid kyseliny octové (acetanhydrid) Benzen Butylacetát Dibrometan
b.v.
1.4301, 1.4541
v.k. v.k. v.k. v.k. v.k. v.k. v.k.
v.t. v.t. v.t. v.t. v.t. v.t. v.t.
VZ VZ VZ VZ 1.4404 1.4016
100 100
20 až 80 b.v. 100 20 až b.v. 20 b.v.
1.4301 1.4404, 1.4571 VZ VZ VZ 1.4301, 1.4541
koncentrovaný
100 100
Metanol Močovina Moč Naftalen Pyridin Tanin (kyselina digallová) Tetrachlórmetan Toluen Ostatní látky Benzin Cukr (sacharoza) a syrup Deriváty celulosy Síran celulosy Nitrát celulosy Dextrin a škrobový sirup Hořčice Chloramin Majonéza Mléko fermentované Mořská voda
1.4301
20 až 80 b.v.
1)
Dietyléter Dimetylketon (aceton) Dichlóretan Etylenglykol Etylchlorid Glukosa Glycerin Chloroform Chlórbenzen Chlórtoluen
VZ 1.4404, 1.4571 VZ 20 až b.v. VZ 20 VZ
1.4301
20 až 50 20 – b.v. 20 – b.v. 20 20 – b.v. 20
1.4301
P, Kp
VZ VZ VZ P, Kp VZ VZ P, Kp VZ VZ VZ 1.4301, 1.4541 P, Kp 1.4301, 1.4541 P, Kp VZ VZ P, Kp 1.4301 1.4404 (nízký obsah feritu) 1.4301 P 1.4016, 1.4301 1.4016, 1.4301 1.4016, 1.4301 1.4301 1.4301 VZ VZ
čistý
20 b.v. b.v. b.v. 20 – b.v. 180 0 až 60 25 b.v. b.v. 100 b.v. 20 – b.v. b.v.
konc.
20 VZ 90 až 100 VZ ( P za přítomnosti Cl-)
čistý, suchý vlhký v.k.
čistý čistý 10 25 50
180 20 20 15
20 až 50 var v.t. b.v. 20 až 50 b.v.
1.4301 1.4016, 1.4301 1.4301 1.4301 VZ 1.4301 1.4301 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571 1.4539
1)
1)
1)
1.4016 1.4016
P P
P P, Kp
1.4404 P, Kp
Mýdlo Olej minerální Ovocná šťáva Ovocné džemy Parafín Peroxid vodíku Pitná voda Pivo Rostlinný olej Sýr Šťáva z masa Škrob čistý Terpentýnový olej Vinný ocet Víno bílé Víno červené Želatina 1) za přítomnosti vlhkosti.
konc.
konc.
(c) 1998 - 2004 Bohdan Bolzano s.r.o.
var var 20 var 20 až 100 20 20 20 20 var 20 až 40 60 20 20 20 20 20
1.4404, 1.4571 VZ VZ 1.4404, 1.4571 VZ 1.4016 VZ 1.4301, 1.4541 VZ 1.4404, 1.4571 1.4404, 1.4571 VZ VZ 1.4016, 1.4301 1.4404, 4571 1.4301 VZ
1.4301
1.1.4301, 1.4541
P
