Oțelul inoxidabil este prezent în special în mediul nostru cotidian: veselă, componente ale motoarelor auto sau rezervoare de depozitare, rezistența sa la coroziune îl face un material ideal pentru multe utilizări. Cu toate acestea, coroziunea poate lua diferite forme și poate afecta oțelul în diferite moduri. Acesta este motivul pentru care există, de fapt, diferite tipuri de oțel inoxidabil și la fel de multe tratamente termice pentru îmbunătățirea și consolidarea proprietăților lor naturale.
4 tipuri principale de oțel inoxidabil
Oțelul inoxidabil este alcătuit în principal din trei elemente chimice. Se distinge prin rezistența sa excepțională la coroziune, care este esențială în multe aplicații,În primul rând, oțelul ca atare este un aliaj de fier și carbon. Pentru a-i îmbunătăți semnificativ rezistența la coroziune, se adaugă crom la aliajul fier-carbon. Odată ce conține cel puțin 10% crom (sau chiar 12%), acesta este denumit oțel inoxidabil.
Alte elemente chimice vor fi adăugate în funcție de obiectivele specifice. Pentru a face un oțel inoxidabil, trebuie doar să se formeze unstrat protector de oxid de crom pe suprafața sa. Acesta conferă metalului o rezistență excelentă la coroziune și are avantajul major de a se vindeca singur. Cu alte cuvinte, acesta acoperă în mod natural întreaga suprafață a oțelului și, în cazul unei zgârieturi, se regenerează. Acesta este cunoscut sub numele de strat de pasivare. Cu toate acestea, există și alte modalități de consolidare a rezistenței oțelului la coroziune.
De exemplu, este posibilă modificarea conținutului de carbon sau încorporarea altor elemente de aliere, cum ar fi nichelul, molibdenul sau titanul, adaptând astfel aliajul la condiții de mediu specifice și sporindu-i rezistența. Prin urmare, există diferite familii și tipuri de oțel inoxidabil, în funcție de compoziția lor chimică. Acestea sunt grupate în patru categorii distincte:
- oțelurile inoxidabile martensitice, care sunt dure și au un conținut ridicat de carbon; -oțelurile inoxidabile feritice, care sunt stabile și rezistente la temperaturi scăzute; -oțelurile inoxidabile austenitice, care oferă rezistență ridicată și flexibilitate în ceea ce privește aplicațiile, datorită conținutului ridicat de crom și nichel; -oțelurile inoxidabile austeno-feritice, care combină proprietățile celor două precedente pentru a optimiza performanțele.
Oțeluri inoxidabile diferite pentru tipuri diferite de coroziune
De fapt, există diferite tipuri de oțel inoxidabil pentru a rezista la diferite tipuri de coroziune. Aceste aliaje, alcătuite în principal din fier și crom și adesea îmbogățite cu nichel, molibden sau titan, oferă proprietăți unice care le fac ideale pentru utilizarea într-o varietate de medii agresive.
De exemplu: -Coroziunea atmosferică : din cauza aerului exterior ambiant, aceasta necesită adesea oțeluri austenitice, renumite pentru conținutul lor ridicat de crom și nichel, care favorizează formarea unui strat protector de oxid de crom; -Coroziunea marină: expunerea la apă sărată necesită oțeluri feritice sau oțeluri austenitice îmbogățite cu molibden pentru o mai bună rezistență la coroziunea prin înțepături.
- Coroziunea aerului cald: Oțelurile inoxidabile martensitice, cu compoziția lor bogată în crom și cu conținut scăzut de carbon, sunt utilizate pentru rezistența lor la temperaturi ridicate și la oxidare. -Coroziunea acidă: Tipurile de oțel inoxidabil care conțin o cantitate mare de molibden sunt preferate pentru capacitatea lor de a rezista la coroziunea acidă. În funcție de mediu, aceasta se formează într-unmod specific și trebuie ales un oțel inoxidabil adecvat. Alegerea materialului depinde de condițiile de mediu în care este utilizată piesa, precum și de constrângerile mecanice ale acesteia. Prin urmare, nu există o soluție universală, ci mai degrabă opțiuni care sunt mai mult sau mai puțin ideale în funcție de situație.
Ce tratament termic pentru care oțel inoxidabil?
Deoarece există mai multe tipuri de oțel inoxidabil, există, de asemenea, diferite tratamente termice pentru a se potrivi.
Călire și revenire pentru oțelurile inoxidabile martensitice
Oțelurile inoxidabile martensitice, care constau în principal dintr-un aliaj de fier și carbon, se bazează pe formarea de martensită. Acest constituent se formează în urma tratamentului prin călire și revenire. Piesele sunt încălzite la temperaturi foarte ridicate înainte de a fi răcite rapid într-o baie de ulei sau sub gaz neutru. Această metodă consolidează rezistența mecanică a oțelului și asigură obținerea unei durități excelente.
În general, călirea și revenirea fac posibilă multiplicarea acestei valori prin trei, de la 20 la 60 Rockwell pentru aceeași piesă, în funcție de compoziția chimică a oțelului inoxidabil. Acesta este un tratament foarte utilizat în fabricarea matrițelor de injecție a plasticului, care pot elibera produse clorurate sau fluorurate în timpul fabricării pieselor din plastic precum PVC sau teflon, de exemplu. Acest proces eliberează gaze corozive la care oțelul martensitic poate rezista. Cu toate acestea, în timpul tratamentului, acest tip de oțel își poate pierde o parte din rezistența naturală la coroziune. Prin urmare, nu este neapărat materialul ideal pentru mediul în care piesele vor trebui să funcționeze. Această familie de oțeluri inoxidabile se regăsește, de asemenea, în fabricarea dispozitivelor medicale, dar sunt utilizate și în multe alte domenii datorită rezistenței și calității lor ridicate.
Nitrurare și THERMI®-SP pentru oțeluri inoxidabile austenitice
Oțelul austenitic, care constă în principal din fier și conține elemente de aliere precum cromul și nichelul, este cel mai utilizat oțel inoxidabil din lume. Extrem de rezistent la coroziune, acesta este utilizat pentru crearea de veselă, de fitinguri și supape, precum și în industria alimentară datorită biocompatibilității sale. Într-adevăr, cele mai multe componente ale rezervoarelor de depozitare pentru alimente și băuturi sunt fabricate din oțel inoxidabil austenitic. Acest material biocompatibil este, de asemenea, utilizat pentru dispozitive medicale
Acest oțel este, de asemenea, foarte prezent pe piața automobilelor deoarece, pe lângă rezistența sa excelentă la coroziune, are proprietăți nemagnetice. Această proprietate este deosebit de utilă în fabricarea anumitor piese electromagnetice. Alte aplicații includ turbocompresoarele și injectoarele de benzină, pentru a limita uzura și coroziunea cauzate de gazele fierbinți sau de combustibil. Cu toate acestea, oțelul inoxidabil austenitic are unele limitări, în special în ceea ce privește rezistența la uzură și gripare.
Nitrurarea poate corecta parțial aceste deficiențe naturale, dar formarea de nitruri are inevitabil un impact asupra rezistenței la coroziune. Pentru a evita acest fenomen, grupul ThermiLyon a dezvoltat Tratamentul Thermi SPcare înseamnă faza S. Aceasta presupune crearea unei faze S pe suprafața pieselor, adică difuzarea atomilor de carbon și azot în oțel fără a forma nitruri sau carburi. Acest proces face, de asemenea, oțelul mai rezistent la gripare, ceea ce îl face ideal pentru tratarea șuruburilor, piulițelor, a altor elemente de fixare, a pieselor turbo și a injectoarelor. Acest tratament termochimic este utilizat și pentru tratarea pieselor din oțel inoxidabil austenitic pentru industria alimentară. Duritatea suprafeței poate ajunge până la 1200HV, de 6 ori mai dură decât materialul de bază, sporind longevitatea și eficiența echipamentelor.
Nitrurare pentru oțeluri inoxidabile feritice
Oțelul inoxidabil ferritic constă în principal din ferită. Acesta are o bună rezistență mecanică și rezistență la coroziune, dar este supus gripării și frettingului. Pentru a-i îmbunătăți proprietățile naturale, Thermi-Lyon efectuează nitrurarea la temperaturi înalte, care permite azotului să pătrundă în oțel fără a crea nitruri la suprafață, păstrând astfel intactă rezistența la coroziune a piesei. În cele din urmă, oțelurile austenitic-ferritice reprezintă un caz special. Aceste superaliaje necesită un tratament special, dezvoltat de Thermi Lyon, care va face obiectul unei publicații separate.
Coroziunea poate lua diverse forme și se poate produce în medii diferite: apă de mare, aer ambiant, aer cald sau acid etc. Acesta este motivul pentru care există diferite tipuri de oțel inoxidabil: martensitic, austenitic, ferritic și austeno-ferritic. Aceste oțeluri au o varietate de proprietăți naturale și, prin urmare, necesită tratamente termice foarte specifice care depind de mediul în care sunt fabricate piesele și de solicitările mecanice care sunt aplicate. Pentru toate aceste familii de oțeluri inoxidabile, este posibilă, de asemenea, depunerea în vid PVD și DLC.
Fidel dorinței sale de a oferi soluția cea mai potrivită pentru fiecare dintre clienții săi, grupul Thermilyon oferă toate tratamentele termice și depunerile în vid disponibile pentru o alegere adecvată și obiectivă.
