Skupina ocelí Feritické Martenzitické Austenitické Charakteristika jednotlivých skupin korozivzdorných ocelí Značky Charakteristika skupiny uvedené v materiálov ých listech X6Cr13 (1.4000), X6Cr17 (1.4016), X3CrTi17 (1.4510) X6CrMo17-1 (1.4113), X6CrMoS17 (1.4105). X12Cr13 (1.4006), X20Cr13 (1.402, X30Cr13 (1.403, X39Cr13 (1.403, X17CrNi16-2 (1.4057) X2CrNi19-11 (1.4306), X2CrNiN19-11 (1.431, X5CrNi18-10 (1.430, X6CrNiTi18-10 (1.454, X2CrNiMo17-12-2 (1.440, X2CrNiMoN17-11-2 (1.4406), X5CrNiMo17-12-2 (1.440 X6CrNiMoTi17-12-2 (1.457, X1NiCrMoCu25-20-5 (1.4539). 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 martenzit. Jsou proto nekalitelné. Jsou magnetické, čímž se odlišují od ocelí austenitických. Některé značky jsou stabilizovány titanem nebo obsahují též molybden. Automatové oceli obsahují více než 0,15 % S. Přítomnost síry však 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 (600-800 o C) 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% slouží jako konstrukční ocel. S vyšším obsahem C se používají k výrobě nástrojů (nože). Se vzrůstajícím obsahem C se pro zachování dostatečné korozní odolnosti zvyšuje i obsah Cr. Přísada Ni až do obsahu 6 %, dovoluje zvýšit obsah Cr v rozmezí 16 až 18%. 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 Ac 1. 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 s 18% Cr a 9% Ni. Pro docílení požadované korozní odolnosti a mechanických vlastností, se přisazují další legující prvky. Pro zachování austenitické struktury však musí být působení austenitotvorných a feritotvorných prvků vyvážené. Vliv základních a doprovodných prvků na vlastnosti lze schematicky charakterizovat následovně: - celková korozní odolnost (Cr, Mo, Cu, Si, Ni), - mechanické vlastnosti (N), - obrobitelnost (S, Se, P, Pb, Cu), - odolnost proti bodové a štěrbinové korozi ( Mo, Si, N). Austenitické korozivzdorné oceli nepodléhájí fázovým přeměnám a jsou nemagnetické. Pevnost lze zvyšovat pouze legováním (např. přísadou N), nebo u některých typů, které se vyznačují menší 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 800 o 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 1000 o 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), Prostředí Anorganické kyseliny Sírová Sírová + dusičná Kp korozní praskání, VZ (všechny značky uvedené v materiálových listech). Koncentrace Teplota Doporučená značka oceli % o C Korozní rychlost a Korozní rychlost b 0 až 10 20 1.4404, 1.4571 10 až 25 20 1.4539 1.4404, 1.4571 25 až 80 20 1.4539 80 až 100 20 1.4539 1.4404, 1.4571 0 až 5 60 1.4404, 1.4571 5 až 15 60 1.4539 1.4404, 1.4571 15 až 60 60 1.4539 60 až 85 60 1.4539 85 až 90 60 1.4404, 1.4571 90 až 98 60 1.4539 1.4404, 1.4571 98 až 100 60 1.4404, 1.4571 0 až 5 80 1.4404, 1.4571 5 až 8 80 1.4539 1.4404, 1.4571 8 až 45 80 1.4539 95 až 100 80 1.4404, 1.4571 95 až 100 100 1. 4404, 1. 4571 10 + 10 b.v. 1.4306, 1.4541 70 + 3 60 1.4301, 1.4541 70 + 10 90 1.4404, 1.4571 1.4306, 1.4541 60 + 40 60 1.4306, 1.4541 50 + 50 60 1.4306, 1.4541 15-30 + 5 90 1.4306, 1.4541 5 + 1 50 1.4401, 1.4571 1.4306, 1.4541 1 až 80 20 1.4306, 1.4541 70 až 90 20 až 100 1.4539 Fosforečná 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 korozní proces je řízen přítomností nečistot přičemž závisí na jejich koncentraci. Nečistoty oxidačního charakteru zpomalují korozi, zatímco fluoridy ji urychlují.
H 3PO 4+H 2SO 4+HNO 3+H 2CrO 4+ + 0,1 až 2% Fe Chlorovodíková P 70+20+8+2 100 1.4404, 1.4539 50+40+8+2 100 1.4404, 1.4539 0,5 50 1.4404, 1.4571 1 20 1.4404, 1.4571 1 50 1.4539 2 20 1.4539 1.4571 Kyselina dusičná Kyselina fluorovodíková + dusičná 1 až 65 20 VZ 1 až 65 60 1.4403, 1.4541 1 až 50 b.v. 1.4306 65 b.v. 1.4301 65 až 98 20 1.4306, 1.4541 65 až 90 60 1.4301 nad 98 25 1.4301 2 (40%níHF) + 20 1.4539, 10 (52%ní HNO 3 2 (40%níHF) 60 1.4539 + 10 (52%ní HNO 3 Kyselina boritá 4 b.v. VZ 20 b.v. 1.4301 1.4016 Organické kyseliny Octová Citronová Mléčná Šťavelová Vinná P 5 b.v. 1.4404, 1.4436 1.4306, 1.4541 20 b.v. 1.4404, 1.4436 1.4306, 1.4541 50 20 1.4306, 1.4541 50 b.v. 1.4404, 1.4436 80 20 1.4404, 1.4541 80 b.v 1.4539 1.4404, 1.4436 100 20 1.4404, 1.4541 100 b.v. 1.4539 1.4404, 1.4436 5 b.v. 1.4306, 1.4541 10 20 VZ 10 b.v. 1.4404, 1.4571 1.4306, 1.4541 25 20 VZ 25 b.v. 1.4404, 1.4571 1.4306, 1.4541 n.r. 20 1.4301, 1.4541 n.r. b.v. 1.4539 1.4404, 1.4571 v.k. 20 1.4306, 1.4541 10 b.v 1.4404, 1.4571 1.4306, 1.4541 50 b.v. 1.4539 1.4404, 1.4571 100 b.v. 1.4539 1.4404, 1.4571 5 20 Všechny značky aust. ocelí 13 a 17%ní Cr-oc. 5 b.v. 1.4404, 1.4571 10 až 50 20 1.4306, 1.4541 n.r. 100 1.4539 1 až 50 20 VZ 20 b.v. 1.4306, 1.4541 n.r. 100 1.4404, 1.4571 1.4306, 1.4541 Máselná v.k. 20 až b.v. 1.4404, 1.4571 Mastné kyseliny 20 až 150 VZ 300 1.4404, 1.4571 Soli anorganických kyselin Chloridy 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.
Osvědčily se i oceli austeniticko-feritické (duplexy). Dusičnan amonný (tavenina) 1.4306, 1.4541 Dusičnan amonný (vod. roztok) v.k. v. t. 1.4306, 1.4541 Dusičnan draselný v.k. v.t. 1.4306, 1.4541 Dusičnan měďnatý v.k. v.t. 1.4306, 1.4541 Dusičnan sodný v.k. v.t. 1.4306, 1.4301, 1.4541 Dusičnan vápenatý v.k. v.t. 1.4306, 1.4541 Hydrogensíran draselný 10 20 1.4404, 1.4571 1.4306 Hydrogensiřičitan vápenatý 10 20 1.4301 1.4016 10 až 20 b.v. VZ Chlorečnan sodný 30 20 VZ 30 b.v. 1.4404, 1.4571 Soli anorganických kyselin Chlorové vápno (aktivní Cl 20 1.4404, 1.4571 P 1%) (aktivní Cl 20 1.4539 30%) Kyanid draselný v.k. v.t. VZ Kyanid draselný (tavenina) 1.4306, 1.4301, 1.4541 Kyanid sodný v.k. v.t. VZ Kyanid sodný (tavenina) 1.4306, 1.4301, 1.4541 Lázeň pro pokovování Ni NiSO 4 + NH 4Cl + H 3BO 3 250 g/l + 20 g/l + 10 g/l 60 1.4404, 1.4571 300 g/l + 30 g/l + 30 g/l 60 1.4404, 1.4571 Manganistan draselný v.k. v.t. VZ Peroxosíran draselný v.k. 20 1.4406, 1.4571 10 90 až 100 1.4539 Peroxoboritan sodný v.k. 20 VZ Tetraboritan sodný (borax) 5 v.t. VZ Síran amonný v.k. b.v. 1.4404, 1.4571 Síran draselný v.k. v.t. VZ Síran hlinitý v.k. 20 1.4306, 1.4541 10 b.v. 1.4404, 1.4571 v.k. b.v. 1.4539 Síran hlinitodraselný v.k. 20 1.4301, 1.4306, 1.4541 n.r. b.v. 1.4539 1.4571 Síran měďnatý v.k. v.t. VZ Síran sodný v.k. v.t. VZ Síran vápenatý v.k. v.t. VZ Síran železnatý i železitý v.k. 20 VZ v.k. b.v. 1.4404, 1. 4571 1.4306, 1.4541 Uhličitan draselný (potaš) 50 20 VZ 50 b.v. 1.4404, 1.4571 Uhličitan sodný (tavenina) 785 o C 1.4404, 1.4571 Hydroxidy a zásadité roztoky Hydroxid amonný v.k. 20 až 100 VZ Hydroxid barnatý konc. 0 až var VZ 10 b.v. VZ Hydroxid draselný 30 b.v. 1.4103 1.4016 75 b.v. 1.4539 Kp tavenina 300-360 1.4539 (> 1 mm) do 30 v.t. VZ 30 b.v. 1.4306, 1.4541 Kp 1.4301 Kp Hydroxid sodný 50 90 1.4539 70 90 1.4539 tavenina ca 320 1.4539 (> 1 mm) Hydroxid vápenatý konc. VZ
Vápno (vápenné mléko) b.v. 1.4301, 1.4541 Soli organických kyselin Octan hlinitý v.k. v.t. VZ Octan měďnatý v.k. v.t. VZ Octan olovnatý v.k. v.t. VZ Octan hlinitý v.k. v.t. VZ Šťavelan amonný v.k. v.t. 1.4404 1.4301 Šťavelan sodný v.k. v.t. 1.4016 Šťavelan draselný v.k. v.t. Organické sloučeniny Acetylchlorid (chlorid k. octové) 100 20 až 80 1.4301 100 b.v. 1.4404, 1.4571 1.4301 Aldehyd kyseliny benzoové 100 VZ Aldehyd kyseliny mravenčí 20 až b.v. VZ Alkohol (etanol) koncentrovaný 20 VZ b.v. 1.4301, 1.4541 Organické sloučeniny Anhydrid kyseliny octové (acetanhydrid) 100 20 až 80 VZ 100 b.v. 1.4404, 1.4571 1.4301 Benzen VZ Butylacetát 20 až b.v. VZ Dibrometan 20 VZ P, Kp Dietyléter 20 až 50 VZ Dimetylketon (aceton) 20 b.v. VZ Dichlóretan 20 b.v. VZ P, Kp Etylenglykol 20 VZ Etylchlorid 20 b.v. VZ P, Kp Glukosa 20 VZ Glycerin VZ Chloroform VZ Chlórbenzen 20 1.4301, 1.4541 P, Kp b.v. 1.4301, 1.4541 P, Kp Chlórtoluen čistý, suchý b.v. VZ vlhký b.v. VZ P, Kp Metanol v.k. 20 b.v. 1.4301 Močovina 180 1.4404 (nízký obsah feritu) Moč 0 až 60 1.4301 P Naftalen čistý 25 1.4016, 1.4301 Pyridin čistý b.v. 1.4016, 1.4301 10 b.v. 1.4016, 1.4301 Tanin (kyselina digallová) 25 100 1.4301 1.4016 50 b.v. 1.4301 1.4016 Tetrachlórmetan 20 b.v. VZ Toluen čistý b.v. VZ Ostatní látky Benzin 20 VZ Cukr (sacharoza) a syrup konc. 90 až 100 VZ ( P za přítomnosti Cl - ) Deriváty celulosy Síran celulosy 180 1.4301 Nitrát celulosy 20 1.4016, 1.4301 Dextrin a škrobový sirup 20 1.4301 Hořčice 1.4301 P Chloramin 15 20 až 50 VZ P Majonéza var 1.4301 Mléko fermentované v.t. 1.4301 b.v. 1.4404, 1.4571 Mořská voda 20 až 50 1.4404, 1.4571 P b.v. 1.4539 P, Kp 1.4404 P, Kp
Mýdlo var 1.4404, 1.4571 1.4301 Olej minerální var VZ Ovocná šťáva 20 VZ Ovocné džemy var 1.4404, 1.4571 1.1.4301, 1.4541 Parafín 20 až 100 VZ Peroxid vodíku 20 1.4016 Pitná voda 20 VZ Pivo 20 1.4301, 1.4541 Rostlinný olej 20 VZ Sýr var 1.4404, 1.4571 Šťáva z masa 20 až 40 1.4404, 1.4571 P Škrob čistý konc. 60 VZ Terpentýnový olej 20 VZ Vinný ocet 20 1.4016, 1.4301 Víno bílé 20 1.4404, 4571 Víno červené 20 1.4301 Želatina konc. 20 VZ za přítomnosti vlhkosti. (c) 1998-2004 Bohdan Bolzano s.r.o.