Konyhánk, fürdőszobánk és uszodáink berendezéseinek és használati tárgyainknak gyakori alapanyaga a rozsdamentes, más néven INOX acél. Cikkünkben ezen új anyag egy évszázados múltját mutatjuk be.
Míg a fémek megmunkálásának közel négyezer éves múltja van, addig rozsdamentes acélgyártásról mindössze a 20. század eleje óta beszélhetünk. Az acélok megjelenése óta a mai napig folyik a harc az acélszerkezetek és a korrózió között. Az acélok korrózióállóságának növelésére már a 19. században is tettek kísérleteket, azonban az akkori módszerekkel az otthoni használatra gyártott végtermékek nagyon törékenyek voltak. Gyártástechnológiai áttörést Hans Goldschmidt ért el, így a 20. század elején már ipari és mindennapi használatra is alkalmas alapanyagot tudtak előállítani.
Mint minden használható műszaki újdonságra, erre is rögtön hatalmas igény jelentkezett, ezért kezdetben nagyon magas volt az ára. Az igény a mai napig sem csökkent, sőt az elmúlt évtizedben, mivel olcsóbbá vált, olyan felhasználási területeken is elterjedt az alkalmazása, ahol korábban mellőzték, így például a medencegyártás területén.
A történeti áttekintés után most tisztázzuk, hogy mi is az a rozsdamentes acél!
Az EN10020 szabvány szerint rozsdamentes az az acél, amely kevesebb, mint 1,2% szenet és több mint 10,5% krómot tartalmaz. A korrózióálló acélok működésének elve abban rejlik, hogy a krómatomok elektronokat vesznek föl a vas atomoktól, majd a felületen vékony króm-oxid réteg alakul ki. Így a felületi elektrokémiai tulajdonságok javulnak és nagyban lecsökken a korróziós hajlam.
A korrózióálló acéloknak jelenleg több mint 150 anyagminősége van szabványosítva, ezek négy típusba sorolhatóak:
- Ferrites korrózióálló acélok:
- Ötvözői: króm, szén
- A legszívósabb a négy fajta közül
- Elridegedésre hajlamos
- Hegeszthető
- Tejipari, söripari berendezések, belsőépítészet alapanyaga
- Ausztenites korrózióálló acélok
A leggyakrabban alkalmazott rozsdamentes acél típus, cikkünk is ezen korrózióálló acéllal foglalkozik részletesebben.
- Ötvözői: króm, nikkel, szén
- kis szilárdság, nagy szívósság
- nincs elridegedés
- jól hegeszthető
- tartályok, medencék, csővezetékek alapanyaga
- Duplex korrózióálló acélok:
- Ötvözői: króm, nikkel, szén
- A korrózióálló acélok új generációját képezik
- 30-60% ferrit, és ausztenit szövetszerkezet alkotja
- Jó szilárdság és kielégítő szívósság jellemzi,
- Hidraulikus gépek, olaj és gázipari csővezetékek alapanyaga
- Martenzites korrózióálló acélok:
- Ötvözői: króm és szén
- Legnagyobb szilárdság, kis szívósság jellemzi
- Feldolgozás során edzés és nemesítés szükséges
- Orvosi eszközök alapanyaga
Ausztenites korrózióálló acélokra visszatérve:
Mind a tervezés, mind a megmunkálás eltér az ausztenites korrózióálló acél és a szénacél esetében. Olyan problémákba ütközhetünk, amelyek a szénacélok megmunkálásánál nem lépnek fel. A korrózióálló acél nagy szilárdságának és viszonylag jó korrózióállóságának köszönhetően alkalmas olyan alkatrészek gyártására, amelyek nagy igénybevételnek vannak kitéve, azonban ezen tulajdonságai miatt a megmunkálása nehézkesebb, mint a szénacélé. Fokozott gondosságot igényel a geometriai pontossági követelmények elérése, ugyanis az ausztenites korrózióálló acélok megmunkálásánál a kívánt pontosság elérését több tényező is nehezíti. A megmunkálás során az anyag magas szilárdsága miatt nagyobb erők lépnek fel, mint a közönséges acélok megmunkálásánál, ami nagyobb energiaszükségletet eredményez. A nagyobb megmunkálási erő és nagyobb energiaszükséglet következtében mechanikai és hődeformációk lépnek fel, amelyek a munkadarab méret-, alak- és helyzethibáját okozzák. További, pontosságot befolyásoló tényező a rossz hővezető képesség. A megmunkálás környezetében keletkezett hő lassabban távozik, így helyi túlmelegedések alakulhatnak ki. Az alapanyagot viszonylag magas hőtágulási együttható jellemzi, amely tovább nehezíti a pontos megmunkálást. A megmunkálási sebesség jóval alacsonyabb, azonban sokkal intenzívebb hűtést igényel, a fent említett tulajdonságok miatt.
Képlékenyalakítás során gondot okoz a felkeményedési folyamat, mely ezen anyagokra jellemző. A felkeményedési folyamat szakadáshoz vezethet nagy alakváltozások esetén, valamint a nagy alakváltozás zónájában felületdurvulás is megfigyelhető, ami az optikai tulajdonságokat negatívan befolyásolja. Azoknál a megmunkálásoknál, melyek nagy alakváltozással járnak, közbenső lágyításra is szükség lehet. A korrózióálló acélok megmunkálási környezetére is különös gondot kell fordítani, az idegen rozsda képződésének elkerülésére az adott üzemben egy légtérben nem munkálható meg szénacéllal. Ennek megfelelően kell szerszámot és csomagolást is választani. Továbbá, a korrózióálló acél nem mágnesezhető, amit figyelembe kell venni a feldolgozás és kezelés során.
Megfelelő tervezéssel és technológiával azonban a végtermék esztétikus, és időtálló lesz korrozív környezetben is. Forgácsolásához további hasznos tippeket talál egy korábbi cikkünkben, ERRE A LINKRE kattintva.
SzerzőVajda Márk, KÁTÉ
Források:
http://www.perkor.hu/duplex-acelok