Stal to przede wszystkim stop żelaza i węgla, ale zazwyczaj zawartość węgla wynosi mniej niż 2%. To niewiele, ale węgiel jest kluczowym pierwiastkiem wpływającym na jej wytrzymałość i twardość. Stal nierdzewna to stop zawierający żelazo, chrom, nikiel, a czasami także inne pierwiastki, takie jak molibden. Chrom sprawia, że ​​stal nierdzewna jest doskonale odporna na korozję.

• Stal węglowaGłównymi składnikami są żelazo i węgiel, przy czym zawartość węgla waha się zazwyczaj od 0,2% do 2,1%. Inne pierwiastki, takie jak mangan, krzem, fosfor i siarka, mogą również występować w niewielkich ilościach.
• Stal nierdzewna:Składa się głównie z żelaza, węgla i co najmniej 10,5% chromu (czasami również niklu). Dodatek chromu jest kluczowy, ponieważ reaguje on z tlenem zawartym w powietrzu, tworząc gęstą warstwę tlenku chromu, która nadaje stali nierdzewnej właściwości antykorozyjne i odporność na rdzę.

Różnią się właściwościami

Ze względu na różnice w składzie, stal nierdzewna i stal nierdzewna mają również bardzo różne właściwości. W przeciwieństwie do zwykłej stali, stal nierdzewna zawiera chrom, który tworzy ochronną warstwę tlenku, zapobiegającą rdzewieniu i korozji.

Pod względem walorów estetycznych stal nierdzewna jest bardziej polerowana i nowoczesna niż stal zwykła. Większość rodzajów stali węglowej jest magnetyczna, co może być korzystne w niektórych zastosowaniach. Jednak stal nierdzewna, taka jak 304 lub 316, jest niemagnetyczna.

Stal kontra stal nierdzewna: procesy produkcyjne

Procesy produkcyjne stali i stali nierdzewnej obejmują kilka etapów produkcji, które mają na celu przekształcenie surowców w produkty finalne. Oto najważniejsze procesy produkcyjne związane z produkcją stali i stali nierdzewnej:

Procesy produkcji stali

A. Wyrób żelaza

W tym procesie ruda żelaza, koks (węgiel) i topniki (wapień) są wprowadzane do wielkiego pieca. Intensywne ciepło topi rudę żelaza, a węgiel redukuje tlenek żelaza, tworząc stopione żelazo, znane jako gorący metal.

B. Produkcja stali

Weźmy na przykład proces w piecu tlenowym (BOF). Proces BOF polega na załadowaniu surówki wielkopiecowej, czyli DRI, do zbiornika konwertora. Do wnętrza łodzi wtłaczany jest tlen o wysokiej czystości, który utlenia zanieczyszczenia i redukuje zawartość węgla, wytwarzając stal.

C. Odlewanie ciągłe

Odlewanie ciągłe polega na odlewaniu ciekłej stali w półprodukty, takie jak kęsiska płaskie, wlewki lub kęsiska kwadratowe. Polega ono na wlaniu ciekłej stali do chłodzonej wodą formy i zakrzepnięciu jej w ciągłą taśmę. Taśma jest następnie cięta na żądane długości.

D. Formowanie i kształtowanie

Walcowanie: Półprodukty stalowe pochodzące z ciągłego odlewania są walcowane na walcowniach na gorąco lub na zimno w celu zmniejszenia grubości, poprawy jakości powierzchni i uzyskania pożądanych wymiarów.

Kucie: Kucie to proces, w którym rozgrzana stal jest kształtowana za pomocą sił ściskających. Jest powszechnie stosowane do produkcji elementów wymagających wysokiej wytrzymałości i trwałości.

Procesy produkcji stali nierdzewnej

A. Produkcja stali nierdzewnej

Topienie: Stal nierdzewna powstaje w wyniku topienia mieszanki rudy żelaza, chromu, niklu i innych pierwiastków stopowych w piecach łukowych lub indukcyjnych.

Rafinacja: Roztopiona stal nierdzewna poddawana jest procesom rafinacji, takim jak odwęglanie tlenowo-argonowe (AOD) lub odwęglanie tlenowo-próżniowe (VOD) w celu dostosowania składu, usunięcia zanieczyszczeń i kontroli pożądanych właściwości.

B. Formowanie i kształtowanie

Walcowanie na gorąco: Sztabki lub płyty ze stali nierdzewnej są podgrzewane i przepuszczane przez walcownie na gorąco w celu zmniejszenia grubości i nadania im kształtu zwojów, arkuszy lub płyt.

Walcowanie na zimno: Walcowanie na zimno dodatkowo zmniejsza grubość stali nierdzewnej i zapewnia pożądane wykończenie powierzchni. Poprawia również właściwości mechaniczne i dokładność wymiarową.

C. Obróbka cieplna

Wyżarzanie: Stal nierdzewna poddawana jest wyżarzaniu, czyli procesowi obróbki cieplnej mającemu na celu redukcję naprężeń wewnętrznych oraz poprawę jej ciągliwości, obrabialności i odporności na korozję.

Hartowanie i odpuszczanie: Niektóre gatunki stali nierdzewnej poddawane są procesom hartowania i odpuszczania w celu poprawy ich właściwości mechanicznych, takich jak twardość, wytrzymałość i wytrzymałość.

D. Procesy wykończeniowe

Trawienie: Powierzchnie ze stali nierdzewnej można trawić w roztworze kwasu w celu usunięcia kamienia, tlenków i innych zanieczyszczeń powierzchni.

Pasywacja: Pasywacja to obróbka chemiczna, która zwiększa odporność stali nierdzewnej na korozję poprzez utworzenie ochronnej warstwy tlenku na powierzchni.

Konkretne stosowane procesy mogą się różnić w zależności od pożądanego gatunku stali lub stali nierdzewnej i zamierzonego zastosowania produktu końcowego.

Stal kontra stal nierdzewna: wytrzymałość i trwałość

Wytrzymałość stali zależy przede wszystkim od zawartości węgla i innych pierwiastków stopowych, takich jak mangan, krzem, oraz śladowych ilości różnych składników. Stale o wysokiej wytrzymałości, takie jak stale niskostopowe o wysokiej wytrzymałości (HSLA) i stale o zaawansowanej wytrzymałości (AHSS), są wykorzystywane w wymagających zastosowaniach, takich jak przemysł motoryzacyjny i budownictwo. Stal nierdzewna ma zazwyczaj niższą wytrzymałość niż stal, ale nadal jest wystarczająca do większości zastosowań.

Stal a stal nierdzewna: porównanie kosztów

Pod względem ceny stal jest zazwyczaj tańsza od stali nierdzewnej, co czyni ją bardziej budżetowym wyborem w przypadku wielu projektów, ponieważ produkcja stali nierdzewnej jest droższa od produkcji stali, zarówno pod względem procesu produkcyjnego, jak i składu.

Stal kontra stal nierdzewna: zastosowania

Stal i stal nierdzewna to wszechstronne materiały wykorzystywane w wielu zastosowaniach w różnych branżach. Stal, dzięki swojej wytrzymałości i trwałości, jest powszechnie stosowana w projektach budowlanych, takich jak mosty, budynki i infrastruktura. Jest popularnym wyborem do produkcji elementów konstrukcyjnych.

Odporność na korozję stali nierdzewnej sprawia, że ​​idealnie nadaje się ona do środowisk, w których istnieje ryzyko kontaktu z wilgocią lub chemikaliami. To sprawia, że ​​stal nierdzewna jest doskonałym wyborem do produkcji urządzeń kuchennych, sprzętu do przetwarzania żywności, urządzeń medycznych i biżuterii.

W przemyśle motoryzacyjnym oba materiały odgrywają kluczową rolę — stal jest często stosowana w ramach pojazdów ze względu na swoją wytrzymałość, a stal nierdzewna jest stosowana w układach wydechowych z uwagi na odporność na wysokie temperatury i korozję.

Wniosek

Kluczowa różnica między zwykłą stalą a stalą nierdzewną polega na tym, żeodporność na korozjęChociaż zwykła stal jest wytrzymała, ale podatna na rdzę, stal nierdzewna jest odporna na rdzę dzięki obecności chromu, który tworzy ochronną warstwę tlenku. W zależności od zastosowania, można dobrać odpowiedni materiał, aby zrównoważyć wydajność i cenę.