Teräs on pääasiassa raudan ja hiilen seos, mutta tyypillisesti hiilipitoisuus on alle 2 %. Se ei ole paljon, mutta hiili on avainelementti, joka vaikuttaa sen lujuuteen ja kovuuteen. Ruostumaton teräs on seos, joka sisältää rautaa, kromia, nikkeliä ja joskus muita alkuaineita, kuten molybdeeniä. Kromi tekee ruostumattomasta teräksestä erinomaisen korroosionkestävän.

• hiiliteräsPääkomponentit ovat rauta ja hiili, joiden hiilipitoisuus vaihtelee tyypillisesti 0,2 prosentista 2,1 prosenttiin. Myös muita alkuaineita, kuten mangaania, piitä, fosforia ja rikkiä, voi olla läsnä pieniä määriä.
• Ruostumaton teräsSe koostuu pääasiassa raudasta, hiilestä ja vähintään 10,5 % kromista (joskus myös nikkelistä). Kromin lisääminen on ratkaisevan tärkeää, koska se reagoi ilman hapen kanssa muodostaen tiheän kromioksidikerroksen, joka antaa ruostumattomalle teräkselle sen ruosteen- ja korroosionkestävyysominaisuudet.

Ominaisuudet eroavat toisistaan

Koostumukseltaan erilaisten ominaisuuksien vuoksi ruostumattomalla teräksellä ja muulla teräksellä on myös hyvin erilaiset ominaisuudet. Toisin kuin tavallinen teräs, ruostumaton teräs sisältää kromia, joka muodostaa suojaavan oksidikerroksen, joka estää ruosteen ja korroosion.

Esteettisten ominaisuuksien kannalta ruostumaton teräs on kiillotetumpaa ja modernimpaa kuin tavallinen teräs. Useimmat hiiliterästyypit ovat magneettisia, mikä voi olla eduksi tietyissä sovelluksissa. Mutta ruostumaton teräs, kuten 304 tai 316, on ei-magneettinen.

Teräs vs. ruostumaton teräs: Valmistusprosessit

Teräksen ja ruostumattoman teräksen valmistusprosessit sisältävät useita tuotantovaiheita raaka-aineiden muuttamiseksi lopputuotteiksi. Tässä ovat teräksen ja ruostumattoman teräksen tuotannon kriittiset valmistusprosessit:

Teräksen valmistusprosessit

A. Raudanvalmistus

Tässä prosessissa rautamalmia, koksia (hiiltä) ja flukseja (kalkkikiveä) syötetään masuuniin. Voimakas kuumuus sulattaa rautamalmin, ja hiili pelkistää rautaoksidin, jolloin syntyy sulaa rautaa eli kuumaa metallia.

B. Teräksenvalmistus

Esimerkkinä voidaan mainita perushappiuuniprosessi (BOF). BOF-prosessissa masuunin kuuma metalli eli DRI ladataan konvertteriastiaan. Veneeseen puhalletaan erittäin puhdasta happea, joka hapettaa epäpuhtauksia ja vähentää hiilipitoisuutta teräksen tuottamiseksi.

C. Jatkuva valu

Jatkuvavalussa sulasta teräksestä valetaan puolivalmiita tuotteita, kuten levyaihioita, aihioita tai tankoja. Siinä sula teräs kaadetaan vesijäähdytteiseen muottiin ja jähmetetään jatkuvaksi säikeeksi. Säikeestä leikataan sitten haluttuihin pituuksiin.

D. Muotoilu ja muotoilu

Valssaus: Jatkuvavaletusta teräksestä valmistetut puolivalmiit tuotteet valssataan kuuma- tai kylmävalssaamoissa paksuuden pienentämiseksi, pinnanlaadun parantamiseksi ja haluttujen mittojen saavuttamiseksi.

Taonta: Taonta on prosessi, jossa kuumennettua terästä muotoillaan puristusvoimien avulla. Sitä käytetään yleisesti sellaisten komponenttien valmistukseen, jotka vaativat suurta lujuutta ja kestävyyttä.

Ruostumattoman teräksen valmistusprosessit

A. Ruostumattoman teräksen tuotanto

Sulatus: Ruostumatonta terästä valmistetaan sulattamalla rautamalmin, kromin, nikkelin ja muiden seosaineiden yhdistelmää sähkökaariuuneissa tai induktiouuneissa.

Jalostus: Sula ruostumaton teräs käy läpi jalostusprosesseja, kuten argonhappihiilenpoiston (AOD) tai tyhjiöhappihiilenpoiston (VOD), koostumuksen säätämiseksi, epäpuhtauksien poistamiseksi ja haluttujen ominaisuuksien hallitsemiseksi.

B. Muotoilu ja muotoilu

Kuumavalssaus: Ruostumattomasta teräksestä valmistetut harkot tai levyt kuumennetaan ja johdetaan kuumavalssaamojen läpi paksuuden ohentamiseksi ja niiden muokkaamiseksi keloiksi, levyiksi tai levyiksi.

Kylmävalssaus: Kylmävalssaus ohentaa ruostumattoman teräksen paksuutta entisestään ja antaa halutun pintakäsittelyn. Se parantaa myös mekaanisia ominaisuuksia ja mittatarkkuutta.

C. Lämpökäsittely

Hehkutus: Ruostumaton teräs hehkutetaan eli lämpökäsitellään sisäisten jännitysten lievittämiseksi ja sen sitkeyden, lastuttavuuden ja korroosionkestävyyden parantamiseksi.

Sammutus ja päästö: Joillekin ruostumattomille teräksille tehdään sammutus- ja päästöprosesseja niiden mekaanisten ominaisuuksien, kuten kovuuden, sitkeyden ja lujuuden, parantamiseksi.

D. Viimeistelyprosessit

Peittaus: Ruostumattomasta teräksestä valmistetut pinnat voidaan peitata happoliuoksella hilseilyn, oksidien ja muiden pintaepäpuhtauksien poistamiseksi.

Passivointi: Passivointi on kemiallinen käsittely, joka parantaa ruostumattoman teräksen korroosionkestävyyttä muodostamalla pinnalle suojaavan oksidikerroksen.

Käytetyt prosessit voivat vaihdella halutun teräs- tai ruostumattoman teräksen laadun ja lopputuotteen käyttötarkoituksen mukaan.

Teräs vs. ruostumaton teräs: Lujuus ja kestävyys

Teräksen lujuus riippuu ensisijaisesti sen hiilipitoisuudesta ja muista seosaineista, kuten mangaanista, piistä ja erilaisten komponenttien hienoista määristä. Korkean lujuuden teräksiä, kuten korkean lujuuden niukkaseosteisia teräksiä (HSLA) ja edistyneitä korkean lujuuden teräksiä (AHSS), käytetään vaativissa sovelluksissa, kuten autoteollisuudessa ja rakentamisessa. Ruostumattomalla teräksellä on yleensä alhaisempi lujuus kuin teräksellä, mutta sillä on silti riittävä lujuus useimpiin sovelluksiin.

Teräs vs. ruostumaton teräs: kustannusvertailu

Hinnaltaan teräs on yleensä halvempaa kuin ruostumaton teräs, mikä tekee siitä budjettiystävällisen vaihtoehdon moniin projekteihin, sillä ruostumattoman teräksen valmistus on kalliimpaa kuin teräksen, sekä tuotantoprosessin että koostumuksen osalta.

Teräs vs. ruostumaton teräs: Sovellukset

Teräs ja ruostumaton teräs ovat monipuolisia materiaaleja, joita käytetään erilaisissa sovelluksissa eri teollisuudenaloilla. Lujuutensa ja kestävyytensä ansiosta terästä käytetään yleisesti rakennusprojekteissa, kuten silloissa, rakennuksissa ja infrastruktuurissa. Se on suosittu valinta rakenneosiin.

Ruostumattoman teräksen korroosionkestävyysominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen ympäristöihin, joissa altistuminen kosteudelle tai kemikaaleille on huolenaihe. Tämän vuoksi ruostumaton teräs on ensiluokkainen valinta keittiökoneisiin, elintarvikkeiden jalostuslaitteisiin, lääkinnällisiin laitteisiin ja koruihin.

Autoteollisuudessa molemmilla materiaaleilla on ratkaiseva rooli – terästä käytetään usein ajoneuvojen rungoissa sen lujuuden vuoksi, kun taas ruostumatonta terästä käytetään pakoputkistoissa sen korkeiden lämpötilojen ja korroosionkestävyyden vuoksi.

Johtopäätös

Tärkein ero tavallisen teräksen ja ruostumattoman teräksen välillä onkorroosionkestävyysVaikka tavallinen teräs on vahvaa mutta altis ruostumiselle, ruostumaton teräs kestää ruostetta kromin ansiosta, joka muodostaa suojaavan oksidikerroksen. Käyttökohteesta riippuen voit valita sopivan materiaalin tasapainottaaksesi suorituskyvyn ja kustannukset.