korozivzdorné oceli

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