Jeklo je predvsem zlitina železa in ogljika, vendar je običajno vsebnost ogljika manjša od 2 %. Ni veliko, vendar je ogljik ključni element, ki vpliva na njegovo trdnost in trdoto. Nerjaveče jeklo je zlitina, ki vsebuje železo, krom, nikelj in včasih druge elemente, kot je molibden. Krom naredi nerjaveče jeklo odlično odporno proti koroziji.

• Ogljikovo jekloGlavni sestavini sta železo in ogljik, pri čemer se vsebnost ogljika običajno giblje od 0,2 % do 2,1 %. V majhnih količinah so lahko prisotni tudi drugi elementi, kot so mangan, silicij, fosfor in žveplo.
• Nerjaveče jekloSestavljen je predvsem iz železa, ogljika in vsaj 10,5 % kroma (včasih tudi niklja). Dodatek kroma je ključnega pomena, ker reagira s kisikom v zraku in tvori gosto plast kromovega oksida, ki daje nerjavnemu jeklu lastnosti, odporne proti rji in koroziji.

Razlikujejo se v lastnostih

Zaradi razlik v sestavi imata nerjaveče jeklo in jeklo tudi zelo različne lastnosti. Za razliko od običajnega jekla nerjaveče jeklo vsebuje krom, ki tvori zaščitno oksidno plast, ki preprečuje rjavenje in korozijo.

Kar zadeva estetske lastnosti, je nerjaveče jeklo bolj polirano in moderno kot navadno jeklo. Večina vrst ogljikovega jekla je magnetnih, kar je lahko prednost pri določenih aplikacijah. Nerjaveče jeklo, kot sta 304 ali 316, pa je nemagnetno.

Jeklo v primerjavi z nerjavnim jeklom: proizvodni procesi

Proizvodni procesi za jeklo in nerjaveče jeklo vključujejo več faz proizvodnje za pretvorbo surovin v končne izdelke. Tukaj so ključni proizvodni procesi, ki sodelujejo pri proizvodnji jekla in nerjavečega jekla:

Procesi proizvodnje jekla

A. Železarstvo

Med tem postopkom se železova ruda, koks (ogljik) in talila (apnenec) dovajajo v plavž. Intenzivna toplota tali železovo rudo, ogljik pa reducira železov oksid, pri čemer nastane staljeno železo, znano kot vroča kovina.

B. Proizvodnja jekla

Vzemimo za primer postopek v osnovni kisikovi peči (BOF). Postopek BOF vključuje polnjenje vroče kovine visoke peči ali DRI v posodo konverterja. V posodo se vpihuje visoko čist kisik, ki oksidira nečistoče in zmanjša vsebnost ogljika za proizvodnjo jekla.

C. Neprekinjeno litje

Kontinuirno litje je postopek, pri katerem se staljeno jeklo vliva v polizdelke, kot so plošče, gredice ali blumi. Pri tem se staljeno jeklo vliva v vodno hlajen kalup in strdi v neprekinjen pramen. Pramen se nato razreže na želene dolžine.

D. Oblikovanje in oblikovanje

Valjanje: Jekleni polizdelki iz kontinuirnega litja se valjajo v toplih ali hladnih valjarnah, da se zmanjša debelina, izboljša kakovost površine in dosežejo želene dimenzije.

Kovanje: Kovanje je postopek, pri katerem se segreto jeklo oblikuje s tlačnimi silami. Običajno se uporablja za izdelavo komponent, ki zahtevajo visoko trdnost in vzdržljivost.

Proizvodni procesi iz nerjavečega jekla

A. Proizvodnja nerjavečega jekla

Taljenje: Nerjaveče jeklo se proizvaja s taljenjem kombinacije železove rude, kroma, niklja in drugih legirnih elementov v elektroobločnih pečeh ali indukcijskih pečeh.

Rafiniranje: Staljeno nerjavno jeklo se rafinira v postopkih, kot sta razogljičenje z argonom in kisikom (AOD) ali razogljičenje z vakuumom in kisikom (VOD), da se prilagodi sestava, odstranijo nečistoče in nadzorujejo želene lastnosti.

B. Oblikovanje in oblikovanje

Vroče valjanje: Ingoti ali plošče iz nerjavečega jekla se segrejejo in gredo skozi vroče valjarne, da se zmanjša debelina in oblikujejo v tuljave, pločevine ali plošče.

Hladno valjanje: Hladno valjanje dodatno zmanjša debelino nerjavečega jekla in doseže želeno površinsko obdelavo. Izboljša tudi mehanske lastnosti in dimenzijsko natančnost.

C. Toplotna obdelava

Žarjenje: Nerjaveče jeklo se žari, kar je postopek toplotne obdelave, s katerim se zmanjšajo notranje napetosti in izboljša njegova duktilnost, obdelovalnost in odpornost proti koroziji.

Kaljenje in popuščanje: Nekatere vrste nerjavečega jekla se podvržejo postopkom kaljenja in popuščanja, da se izboljšajo njihove mehanske lastnosti, kot so trdota, žilavost in trdnost.

D. Postopki končne obdelave

Dekapiranje: Površine iz nerjavečega jekla se lahko dekapirajo v kisli raztopini, da se odstranijo vodni kamen, oksidi in drugi površinski onesnaževalci.

Pasivacija: Pasivacija je kemična obdelava, ki poveča odpornost nerjavečega jekla proti koroziji z oblikovanjem zaščitne oksidne plasti na površini.

Specifični uporabljeni postopki se lahko razlikujejo glede na želeno vrsto jekla ali nerjavečega jekla in predvideno uporabo končnega izdelka.

Jeklo v primerjavi z nerjavnim jeklom: trdnost in vzdržljivost

Trdnost jekla je odvisna predvsem od vsebnosti ogljika in drugih legirnih elementov, kot so mangan, silicij in sledi različnih komponent. Visokotrdna jekla, kot so visokotrdna nizkolegirana jekla (HSLA) in napredna visokotrdna jekla (AHSS), se uporabljajo v zahtevnih aplikacijah, kot sta avtomobilska proizvodnja in gradbeništvo. Nerjaveče jeklo ima običajno manjšo trdnost kot jeklo, vendar ima še vedno zadostno trdnost za večino aplikacij.

Jeklo v primerjavi z nerjavnim jeklom: primerjava stroškov

Kar zadeva ceno, je jeklo na splošno cenejše od nerjavečega jekla, zaradi česar je za številne projekte ugodna izbira, saj je nerjaveče jeklo dražje za izdelavo kot jeklo, tako glede proizvodnega procesa kot sestave.

Jeklo v primerjavi z nerjavnim jeklom: Uporaba

Jeklo in nerjaveče jeklo sta vsestranska materiala, ki se uporabljata v različnih panogah. Jeklo se zaradi svoje trdnosti in vzdržljivosti pogosto uporablja v gradbenih projektih, kot so mostovi, stavbe in infrastruktura. Je priljubljena izbira za konstrukcijske elemente.

Zaradi korozijsko odpornih lastnosti nerjavečega jekla je idealno za okolja, kjer je izpostavljenost vlagi ali kemikalijam zaskrbljujoča. Zaradi tega je nerjavno jeklo odlična izbira za kuhinjske aparate, opremo za predelavo hrane, medicinske pripomočke in nakit.

V avtomobilski industriji igrata oba materiala ključno vlogo – jeklo se zaradi svoje trdnosti pogosto uporablja v okvirjih vozil, nerjaveče jeklo pa se zaradi svoje odpornosti na visoke temperature in korozijo uporablja v izpušnih sistemih.

Zaključek

Ključna razlika med navadnim jeklom in nerjavnim jeklom jeodpornost proti korozijiMedtem ko je navadno jeklo močno, vendar nagnjeno k rjavenju, se nerjaveče jeklo lahko upre rjavenju zaradi prisotnosti kroma, ki tvori zaščitno oksidno plast. Glede na uporabo lahko izberete ustrezen material za uravnoteženje zmogljivosti in stroškov.