Czym jest stal nierdzewna i do czego jest stosowana?

Stal nierdzewna A2 i A4 – czym jest?

Stal nierdzewna jest zdecydowanie odporniejsza na różnego rodzaju czynniki chemiczne lub procesy elektrochemiczne, a także reakcje, jakie mogą zachodzić poprzez warunki panujące w otaczającym nas środowisku. Potocznie mówi się więc, że stal nierdzewna nie jest podatna na korozję. Warto zastanowić się dlaczego tak się dzieje? Przede wszystkim trzeba mieć na uwadze, że chrom, który jest składnikiem stali nierdzewnej będzie reagował z tlenem obecnym w powietrzu. Dzięki takiej reakcji jej powierzchnia jest pokryta tlenkiem chromu, który mimo, iż nie jest widoczny, to w znakomity sposób chroni stal przed różnymi czynnikami, które w kontakcie ze środowiskiem mogą powodować powstawanie korozji. Co więcej, nawet jeśli dojdzie do uszkodzenia powłoki ochronnej stali, czy to mechanicznie, czy poprzez oddziaływanie związków chemicznych, ulega ona szybkiej odbudowie, po kontakcie z tlenem znajdującym się w powietrzu. Warto dodać, że taki proces może zachodzić także w środowisku, w którym ilość tlenu jest na bardzo niskim poziomie, np. w środowisku wodnym.

Zwracając uwagę na skład chemiczny stali nierdzewnej, warto wiedzieć, że im więcej będzie znajdować się w niej chromu, tym lepsza będzie ochrona przed korozją. Ma to duże znaczenie w praktycznym wykorzystywaniu produktów wykonanych ze stali nierdzewnej. Warto dodać, że istnieje sposób aby w jeszcze większym stopniu poszerzyć ochronę, dodając molibden. Istotną informacją jest też to, że w przypadku dodania niklu zostanie uzyskana struktura austenityczna, która w zdecydowany sposób uprości obróbkę na zimno.

Jednym z najpopularniejszych tego typu produktów jest stal chromowo niklowa 18/8. Wartość ta odnosi się do jej składu i oznacza, że we strukturze stali jest osiemnaście procent chromu i osiem procent niklu. Statystycznie austenityczny typ stali nierdzewnej stanowi obecnie ponad połowę produkcji. Obok niej wyróżniamy jeszcze stal ferrytyczną i martenzytyczną.

Co w praktyce produkuje się z takiej stali? Przede wszystkim podstawowe wyposażenie każdego gospodarstwa domowego, a w szczególności kuchni np. garnki. Taka stal znajdzie także zastosowanie m.in. w budownictwie.

Stal nierdzewna ma też szerokie zastosowanie przy produkcji wielu elementów złącznych np. śrub, podkładek, prętów gwintowanych, czy nakrętek i nitów zrywalnych. Do ich produkcji używa się właśnie stali nierdzewnej austenitycznej A2 i A4. Dzięki swej strukturze stal jest nie tylko odporna na wodę, ale także trwała, gdyż przeszła proces hartowania. Warto dodać, że A2 to stal nieutleniająca czyli w wysokim stopni odporna na korozję, a dodatkowo chętnie wykorzystywana w procesie produkcyjnym z uwagi na wysokiej jakości produkt, który jest dostępny w konkurencyjnej cenie. Oczywiście ten rodzaj stali wykorzystywany jest w wielu gałęziach przemysłu od budownictwa (w tym także wodnego) po konstrukcje różnego rodzaju maszyn czy prace w stoczniach. Niektóre elementy złączne np. śruby mogą być wykonywane ze stali A4 tzw. kwasówki, która jest odporna na działanie różnego rodzaju kwasów. Takie produkty mają zastosowanie w wielu sektorach, od branży zbrojeniowej, rynek motoryzacyjny, po przemysł chemiczny i budownictwo.

Jakie wyróżniamy zastosowanie śrub nierdzewnych i kwasoodpornych?

Stal nierdzewna oraz produkty z niej wykonane np. śruby nierdzewne lub kwasoodporne mają bardzo szerokie zastosowanie w różnych sektorach, szczególnie jeśli uwzględnimy jej istotny aspekt, a więc odporność na działania korozji.

Stal nierdzewna jest kluczowym elementem dla całej branży hutniczej. Wykonuje się z niej m.in. różnego rodzaju profile i kątowniki. Kolejną branżą gdzie wykorzystuje się stal nierdzewną jest sektor spożywczy. Produkty zrobione ze stali służą m.in. do przechowywania żywności, a także jej przewożenia w odpowiednich warunkach. Warto podkreślić, że produkty do żywności wykonane z stali nierdzewnej są w pełni bezpieczne i spełnią wiele norm w tym także tych higienicznych.

Produkty ze stali nierdzewnej mają szerokie zastosowanie w branży energetycznej i motoryzacyjnej np. przy produkcji katalizatorów i rur wydechowych. W branży budowlanej stal nierdzewna jest powszechnie stosowana do produkcji osłon, profili okiennych, a nawet balustrad.

Ten typ stali jest wykorzystywany nie tylko ze względu, że jest praktyczny, ale też dlatego, że produkty z niej wykonane są estetyczne i bardzo często mogą stanowić upiększenie wizerunku wnętrz niektórych pomieszczeń np. kuchni lub łazienki.

Warto też bliżej przyjrzeć się zastosowaniu śrub nierdzewnych i kwasoodpornych. Wiele osób uważa, że wszystkie rodzaje śrub kwasoodpornych są także śrubami nierdzewnymi. Trzeba jednak pamiętać, że każdy typ stali nierdzewnej ma nieco inne właściwości, a tym samym odporność na działanie czynników zewnętrznych. Dobrym przykładem są śruby nierdzewne A2, które są wykonane ze stali nierdzewnej o normie DIN 1.4301 a charakteryzują się wysoką odpornością na wilgoć. Śruby ze stali kwasoodpornej A4 są wykorzystywane na jeszcze większą skalę. Są również dużo trwalsze, a tym samym nie są wrażliwe na różnego rodzaju uszkodzenia mechaniczne, a także działanie warunków pogodowych czy wielu substancji chemicznych w tym zasad i kwasów. Wszystko to sprawia, że stają się pewnym elementem każdego połączenia śrubowego, zapewniając tym samym bezpieczeństwo i sprawność każdego typu konstrukcji, w której zostały zastosowane. Warto też zauważyć, że śruby kwasoodporne są estetyczne i łatwo się je czyści. Z racji wielu właściwości śrub kwasoodpornych stosuje się je na szeroką skalę w wielu dziedzinach przemysłu. Sprawdzą się wszędzie tam, gdzie śruba będzie miała styczność z wodą i istnieje konieczność utrzymania trwałego połączenia. Dlatego też bardzo często wykorzystuje się tego typu śruby w szeroko rozumianym przemyśle stoczniowym, np. przy produkcji kadłubów statków, gdzie zastosowanie elementów złącznych, odpornych na działanie soli morskiej, jest wręcz koniecznością. Z powodzeniem takie śruby wykorzystuje się również w przemyśle spożywczym, a nawet chemicznym, gdzie w wielu przypadkach istnieje duże ryzyko kontaktu z detergentami lub kwasami.

Jakie są właściwości stali nierdzewnej?

Najważniejszą właściwością stali nierdzewnej jest to, że jest odporna na korozję. Zależy ona od trzech podstawowych czynników – składu chemicznego stali, jej struktury oraz stanu w jakim się znajduje.

Skład chemiczny stali ma pierwszoplanowe znaczenie. Wiele zależy od tego, ile procent chromu, niklu czy węgla oraz innych pierwiastków się w niej znajduje. Przede wszystkim istotna jest ilość chromu, którego musi być więcej niż trzynaście procent. Stal nierdzewna o wskazanej zawartości chromu jest odporna na korozję w środowisku utleniającym. Natomiast nie będzie odporna na korozję w środowisku redukcyjnym. Przy wysokich temperaturach, minimalna ilość chromu w stali nierdzewnej musi wynosić dwadzieścia procent. Obok chromu w stali nierdzewnej istotna jest też ilość niklu, który zwiększa jej odporność na działania korozyjne w tym m.in. kwasu siarkowego oraz roztworów z chlorkiem.

Warto zwrócić uwagę na struktury stali nierdzewnej, która może być austenityczna, ferrytyczna, lub martenzytyczna. Pierwsza z nich ma największą  odporność na korozję i jest najczęściej produkowana. O odporności stali nierdzewnej na korozję decyduje też jej powierzchnia. Jeśli jest gładka, to taka stal ma większe właściwości antykorozyjne, w przeciwieństwie do tej o nawet nieznacznej chropowatości.

Odporność chemiczna stali nierdzewnej

Analizując odporność chemiczną stali nierdzewnej warto skupić się na stali austenitycznej, czyli najczęściej produkowanym typie stali nierdzewnej. Posiada ona odporność na wiele typów związków chemicznych, w tym także kwasów. Warto zauważyć jej dobrą odporność na działanie kwasu azotowego. Stal nierdzewna jest odporna na działanie roztworu kwasu solnego, a stal która posiada taki składnik jak molibden może być wykorzystywana w ograniczonych temperaturach i w obecności określonej ilości kwasu siarkowego. Jeśli w składzie chemicznym stali nierdzewnej zostanie zwiększona ilość niklu oraz miedzi, wówczas zyska ona jeszcze większą odporność na właściwości kwasu siarkowego.

Warto zwrócić uwagę, że stal nierdzewna jest odporna w przypadku kontaktu z roztworami alkalicznymi. Zarówno wodorotlenek potasu jak i wodorotlenek sodu, nie są wstanie jej uszkodzić. Nieco inaczej sytuacja wygląda w przypadku stężonych roztworów w temperaturze wrzenia. Są one dużo bardziej agresywne.