Żaroodporna i kwasoodporna stal nierdzewna – kolejny dowód na to, że stal nierdzewna to materiał „przyszłości”? Poznaj stal żaroodporną i kwasoodporną od Stalesia!

Stal, jak wszyscy dobrze wiemy, to połączenie stopu żelaza z węglem i dodatkiem innych pierwiastków. W zależności od ich wartości w składzie materiału dzielimy ją na różne rodzaje.

Stal żaroodporna to połączenie dwóch podstawowych składników, których działanie zostało wzmocnione przez dodanie niklu, chromu, molibdenu czy wolframu. Jej cechą charakterystyczną jest odporność na korozyjne oddziaływanie utleniających się gazów w miejscach, gdzie panuje wysoka temperatura. Mowa tutaj o pracy nie tylko chwilowej, ale także odbywającej się przed długi czas. Takie zjawisko nazywane jest korozją chemiczną.

Skąd jednak bierze się ta wyjątkowa cecha? Otóż zawdzięczamy ją pasywacji, czyli procesowi tworzenia ochronnej warstwy na powierzchni metalu, która chroni go przed działaniem kwasów utleniających lub innych, podobnych czynników. Składa się ona z tlenków i związków, tworzących szczelną powłokę na powierzchni materiału. Pasywacja może być przeprowadzona w sposób chemiczny lub elektrochemiczny, a jej celem jest zapobieganie korozji oraz uszkodzeniom metalu. Przykładem pasywacji jest tworzenie zgorzeliny na powierzchni stali żaroodpornej, która chroni ją przed dalszym utlenianiem.

Stal żaroodporną można podzielić ze względu na dwie kategorię. Pierwszą z nich jest skład chemiczny, gdzie wyróżniamy:

• stal chromową,
• stal chromowo-niklową.

Zawartość dodatków do stali żaroodpornej wynosi:

• chrom od 5 do 30%,
• nikiel od 4 do 30%,
• wolfram do 2%,
• molibden od 0,5 do 1%.

W składzie tego materiału może się znaleźć również krzem i aluminium, których zadaniem jest poprawienie właściwości stali.

Drugi podział jest uwarunkowany strukturą materiału. Wyróżniamy więc stal żaroodporną:

• ferrytyczną - zawierającą większą ilość chromu, ale także dodatki takie jak aluminium i krzem. Dzięki nim jest bardziej odporna na zgorzelinowanie i gazy zawierające siarkę. Może ona pracować w temperaturze od 850 do 1100°C. Przykładami są stale żaroodporne o symbolach: H13JS, H18JS lub H24JS,
• austenityczną - zawierającą dużą ilość niklu, co wpływa na jej większą odporność na uderzenia dynamiczne, kruszenie czy łamanie. Dodatkowo łatwiej się ją formuje, nawet na zimno. Posiada jednak pewną wadę, czyli jest mniej odporna na działanie gazów zawierających siarkę. Temperatura, w jakiej może swobodnie pracować, wynosi od 1000 do 1200°C, a jej przykładami są stale żaroodporne o symbolach: H23N13, H23N18, lub H25N20S2).
• ferrytyczno-austenityczną.

Potwierdzenie żaroodporności odbywa się poprzez przeprowadzenie testu, który polega na pięciokrotnym cyklu nagrzewania materiału przez 24 godziny i następnie chłodzeniu go do temperatury 20 stopni Celsjusza. Po zakończeniu procedury usuwa się zgorzeliny i dokonuje pomiaru strat materiałowych. Wynikające z testu ubytki materiałowe dla danej temperatury nie mogą przekroczyć jednego grama na metr kwadratowy na godzinę (m2xh).

Nazewnictwo stali kwasoodpornej stwarza pewne problemy ze względu na zmieniające się standardy i klasyfikacje. Przed przystąpieniem Polski do Unii Europejskiej obowiązywała norma PN-71/H-86020 definiująca podziały oraz rodzaje stali nierdzewnych. Według niej stal nierdzewna była uważana głównie za stop chromowy, gdzie minimalna zawartość chromu wynosiła 12%. W ramach tej grupy wyróżniano różne warianty, takie jak ferrytyczno-martenzytyczna, ferrytyczna lub martenzytyczna struktura stali.

Stale kwasoodporne były rozszerzeniem klasycznych stalowych odpowiedników. Oprócz odporności na korozję stopy kwasoodporne musiały charakteryzować się wysokim poziomem ochrony przed większością kwasów nieorganicznych i organicznych. Nazwa "kwasówka" wynikała właśnie z tych właściwości.

Według polskiej normy PN-71/H-86020, stal kwasoodporna mogła być także stopem chromowo-niklowym, gdzie zawartość chromu wynosiła od 15% do 20%, a niklu od 8% do 14%. Ponadto, zawartość węgla powinna być jak najniższa. Według tej normy stal kwasoodporna miała także strukturę austenityczną, która była niezbędna do uzyskania głównej cechy - kwasoodporności.

Obecnie w Polsce obowiązują europejskie standardy, szczególnie seria norm PN-EN 10088, która określa podział stopów odpornych na korozję i definiuje różne typy wyrobów długich i płaskich. W tych przepisach pojęcie "stal kwasoodporna" nie istnieje jako oddzielna kategoria. Stale odporne na korozję są podzielone tylko na nierdzewne, żaroodporne i żarowytrzymałe, przy czym stal kwasoodporna jest obecnie uważana za część grupy stal nierdzewnych.

Stal kwasoodporna jest wyjątkowo wytrzymałym materiałem charakteryzującym się specjalnym składem chemicznym. Zawiera większą ilość chromu oraz domieszki manganu, tytanu i miedzi. Dzięki temu jest idealnym rozwiązaniem w miejscach, gdzie występuje w kontakcie z substancjami chemicznymi, na przykład na liniach produkcyjnych.

Główną cechą stali kwasoodpornej jest jej odporność na korozję. Nie tylko nie podlega ona działaniu czynników atmosferycznych, takich jak deszcz czy zmienne temperatury, ale również wykazuje odporność na działanie agresywnych kwasów, takich jak kwas siarkowy, fosforowy, octowy czy mrówkowy. Dzięki temu stal kwasoodporna jest w stanie przetrwać w trudnych warunkach, gdzie inne materiały uległyby szybkiemu uszkodzeniu.

Właściwości stali kwasoodpornej wynikają z procesu technologicznego, w którym osiąga się jej odporność na substancje agresywne. Choć nie jest odporna na stężony kwas solny, dobrze znosi działanie soli skrystalizowanej lub wody morskiej. Podobnie jak stal nierdzewna, nie ulega również korozji spowodowanej czynnikami atmosferycznymi.

Aby uzyskać kwasoodporność, materiał zawiera wysokie zawartości chromu (17-20%) i niklu (8-14%), które stabilizują austenit w normalnych warunkach. Dodatkowo stosowane są inne stopowe dodatki, takie jak mangan, tytan, molibden i miedź. Po polerowaniu stal kwasoodporna jest gotowa do użycia, jednak po spawaniu elementów wykonanych z tego materiału, konieczna jest obróbka cieplna, ponieważ w wysokich temperaturach dodatki stopowe mają tendencję do tworzenia twardych węglików przez połączenie się z węglem.

Zgodnie z obowiązującą normą do stali kwasoodpornych zaliczamy tworzywa oznaczone symbolami: 0H18N9, 1H18N12T, H17N13M2T, OH13N28M3TCu, 0H22N24M4TCu.

Wybór odpowiedniego gatunku stali żaroodpornej lub kwasoodpornej zależy od wielu czynników. Przede wszystkim, należy wziąć pod uwagę rodzaj i skład agresywnych substancji, z jakimi materiał będzie miała kontakt. W przypadku stali żaroodpornej istotne jest również określenie oczekiwanej temperatury pracy, aby dobór stopów był odpowiedni do konkretnych warunków.

Przy wyborze stali nierdzewnej należy również brać pod uwagę takie czynniki, jak wytrzymałość mechaniczna, trwałość, łatwość obróbki oraz estetyka. Ważne jest również dopasowanie reszty elementów konstrukcji do wybranej stali. Np., w przypadku zastosowania w przemyśle spożywczym, konieczne jest spełnienie określonych standardów higienicznych i sanitarnych, dlatego też częściej preferowana jest stal kwasoodporna.

Należy jednak pamiętać, że wybór odpowiedniego gatunku stali żaroodpornej lub kwasoodpornej zależy od konkretnej konstrukcji. Każda aplikacja może mieć swoje specyficzne wymagania, dlatego warto przed zakupem skonsultować się z ekspertem lub inżynierem, który doradzi, co wybrać, by spełniło wszystkie potrzeby i wymagania.

Stal nierdzewna, zarówno żaroodporna, jak i kwasoodporna, stanowi niezwykle istotny materiał w dzisiejszych czasach. Jej wyjątkowe właściwości pozwalają na skuteczne radzenie sobie w trudnych warunkach pracy, zapewniając trwałość, odporność na korozję i utrzymanie estetycznego wyglądu przez długi czas. Dzięki temu można traktować ją, jako materiał przyszłości.

Firma Stalesia, będąca cenionym dystrybutorem stali nierdzewnej, oferuje szeroki wybór wysokiej jakości stali żaroodpornej i kwasoodpornej. Dzięki ich bogatemu doświadczeniu i zaawansowanej technologii dostarcza materiały, spełniające najwyższe standardy jakości. Bez względu na specyfikę zastosowania, Stalesia jest w stanie zapewnić odpowiedni gatunek stali nierdzewnej, dopasowany do indywidualnych wymagań klienta - odwiedź sklep internetowy Stalesia.com.