Palvelut

Tietoa teräksestä

Ruostumaton teräs

Ruostumattomia teräksiä käytetään yleisesti kaikkialla teollisuudessa, lopputuotteissa ja prosessilaitteissa pääosin erinomaisten korroosionkesto-ominaisuuksien vuoksi.

Hiili- ja niukkaseosteisista rakenneteräksistä poiketen ruostumattoman teräksen täytyy sisältää vähintään 10,5 painoprosenttia kromia ja korkeintaan 1,2 % hiiltä. Tämä on ruostumattomien terästen yleinen määritelmä EN 10088-1 – standardin mukaan.

Miksi ruostumaton teräs on ruostumaton?

Ruostumattoman teräksen hyvä korroosionkestävyys johtuu kromista rikastuneesta "passiivikerroksesta", oksidifilmistä, mikä muodostuu luonnollisesti teräksen pintaan. Tämä on ruostumattomien terästen tavallinen olotila ja sitä kutsutaan "passiivitilaksi".

Ruostumattomat teräkset eivät ole korroosionkestäviä kaikissa käyttöolosuhteissa. Riippuen teräslajista (koostumus), on erityisiä olosuhteita, joissa passiivikerros teräksen pinnalla murtuu ja uuden syntyminen estyy. Näissä olosuhteissa pinnasta tulee "aktiivinen" johtaen teräksen korroosioon.

Ruostumattomalla teräksellä voi "aktiivitilaa" esiintyä pienillä niukasti happea sisältävillä alueilla kuten mekaanisessa liitoksessa, terävissä kulmissa ja virheellisissä tai heikosti viimeistellyissä hitsaussaumoissa. Tuloksena voi olla "paikallinen" rako- tai pistekorroosio.

Passiivikerros

Ruostumaton teräs passivoituu itsestään kun sen puhdas pinta on olosuhteissa, joissa on riittävästi happea kromista rikkaan kerroksen muodostumiseksi pintaan.

Tämä tapahtuu automaattisesti ja hetkessä edellyttäen, että teräksen pinnalla on sopiva määrä happea tarjolla. Passiivikerros kuitenkin kasvaa ajan kuluessa sen syntymisen jälkeen.

Luonnolliset olosuhteet, kuten ilma tai ilmastoitunut vesi, luovat ja ylläpitävät korroosiolta suojaavaa passiivista pinnan tilaa. Tällä tavalla ruostumattomat teräkset kykenevät pitämään korroosionkestävyytensä, vaikka pintaa vaurioitettaisiin mekaanisesti (esim. naarmuuntuminen tai koneistus) ja omaavat siten sisäänrakennettuna itsekorjaavan korroosiosuojamekanismin.

Jotta terästä suojaava passiivikerros pääsee muodostumaan, vaaditaan joko optimaaliset kontaminaatiovapaat olosuhteet, tai kemiallista optimointia. Paras mahdollinen passiivikerros muodostetaan kromirikastamalla pinta sähkökemiallisesti.

Ruostumattoman teräksen passivoitumisen tarkastamiseen on olemassa useita testejä. Yleisimpiä testausstandardeja ovat mm. ISO EN 9227:2012 ja ASTM A967- 13.

Kromi ruostumattomassa teräksessä

Kromi on perimmältään vastuussa ruostumattomien terästen itsepassivoitumismekanismista.

Hiili- ja niukkaseosteisista rakenneteräksistä poiketen ruostumattoman teräksen täytyy sisältää vähintään 10,5 paino- % kromia (ja korkeintaan 1.2 % hiiltä). Tämä on ruostumattomien terästen määritelmä EN 10088-1-standardissa.

Näiden kromiterästen korroosionkestävyyttä voidaan lisätä seostamalla teräkseen sellaisia alkuaineita kuten nikkeli, molybdeeni, typpi ja titaani (tai niobi). Tämä tarjoaa korroosionkestävyydeltään valikoiman teräksiä laajalle käyttöolosuhteiden alueelle parantaen samalla muita käyttöominaisuuksia kuten muovattavuutta, lujuutta ja kuuman- (palon-) kestävyyttä.

Miksi ruostumattomia teräksiä täytyy käsitellä kemiallisesti?

INOX tekee kemiallisten ja sähkökemiallisten prosessien yhdistelmällä teräksestä kestävämmän, paremman ja toimivamman.

Ruostumattoman teräksen hitsaaminen ja kuumentaminen muodostavat kromiköyhän vyöhykkeen teräksen pintaan. Oksidikerroksen värit muistuttavat teräksen "päästövärejä" ja vaihtelevat keltaisesta tumman siniseen (heat tint). Hapettumisesta johtuvia päästövärejä nähdään usein hitsin lämpövyöhykkeellä, vaikka hitsauksessa olisi käytetty tehokastakin kaasusuojausta.

Perusaineen hapettuessa kromi diffundoituu teräksen pintaa kohti, koska kromi hapettuu teräksessä tehokkaammin kuin rauta. Tämä aiheuttaa teräkseen aivan oksidikerroksen alle kromista köyhtyneen kerroksen, jonka korroosionkestävyys on muuta perusainetta alhaisempi.

Näkyvä materiaalin lämpenemisestä johtuva värjääntyminen ruostumattoman teräksen pinnalla huonontaa pinnan korroosionkestävyyttä. Värjäytymien poistaminen ja pinnan passiivikalvon kasvattaminen kemiallisesti palauttaa teräksen lähtötilaisen korroosionkestävyyden.

Mikäli korroosio-ominaisuuksia halutaan parantaa entisestään kromirikastetaan pinta elektrokemiallisesti. Ruostumattomia teräksiä elektrolyyttisesti kiillotettaessa eri alkuaineiden liukenemisnopeudella on vaikutusta lopputulokseen, sillä rauta ja nikkeliatomit irtoavat kromiatomeja tehokkaammin metallihilasta. Elektrolyyttisessä kiillotuksessa teräksestä poistuu ensisiassa nikkeliä ja rautaa, joka kasvattaa pinnan kromipitoisuutta. Kohonneen kromipitoisuuden ansiosta elektrolyyttisesti kiillotetut pinnat passivoituvat käsittelemätöntä pintaa tehokkaammin.

Elektrolyyttisesti kiillottamalla voidaan aikaansaada täysin tasainen ja virheetön pinta. Viimeistelymenetelmä on teknisesti ylivoimainen verrattaessa mekaaniseen kiillotukseen, koska se ei kontaminoi pintaa millään ulkoisella aineella ja siten kiillotettu pinta on passiivinen ja korroosionkestävyydeltään erinomainen.

Miksi INOX?

INOX tekee kemiallisten ja sähkökemiallisten prosessien yhdistelmällä teräksestä kestävämmän, paremman ja toimivamman.

Eri seosteisia ruostumattomia teräslaatuja on kymmeniä ja oikean materiaalin valinta on kriittinen tuotteen, tai käyttöprosessin onnistumisen kannalta.

Lopputuloksen kannalta yhtä tärkeää on ymmärtää miten teräksen ominaisuudet muuttuvat tuotteiden valmistuksessa ja kuinka ruostumattomat teräkset ovat muokattavissa.

Onko ruostumaton teräs vielä ruostumaton valmistusprosessien jälkeen? Mitä muita ominaisuuksia teräs on menettänyt mekaanisten, tai lämpöä tuovien työvaiheiden myötä? Onko tuote kontaminoitunut valmistusprosessissa? Miten teräksen hyvät ominaisuudet palautetaan? Voidaanko näitä ominaisuuksia parantaa? Mitä ominaisuuksia materiaalissa tulisi parantaa jotta saadaan parempi, kestävämpi lopputuote, tai prosessi?

Oikealla materiaalin valinnalla sekä ominaisuuksien kemiallisella optimoinnilla saadaan aikaan ylivertainen lopputulos.

Pyydä tarjous →