Ruostumaton teräs

Ruostumaton teräs on monikäyttöinen ja erittäin arvostettu materiaali sekä teollisuuden että kuluttajien keskuudessa. Sen tärkeimpiä ominaisuuksia ovat erinomainen korroosionkestävyys, mekaaninen lujuus, hygieenisyys ja esteettinen ulkonäkö. Ruostumattoman teräksen korroosionkestävyyden salaisuus piilee sen kromipitoisuudessa, joka on vähintään 10,5 %.

Kromipitoisuus ja Passiivikerros

Kromi on keskeinen elementti, joka erottaa ruostumattoman teräksen muista terästyypeistä:

• Kromi (Cr): Kun ruostumattoman teräksen kromipitoisuus ylittää 10,5 %, kromi reagoi hapen kanssa muodostaen ohuen, tiiviin ja passiivisen oksidikerroksen teräksen pintaan. Tämä passiivikerros toimii suojana ja estää teräksen ruostumisen, myös silloin kun teräksen pinta vaurioituu.
• Passiivikerros: Tämä luonnostaan muodostuva passiivikerros on itsekorjautuva, eli jos se vaurioituu, se muodostuu uudelleen altistuessaan hapelle. Tämä tarjoaa jatkuvan suojan korroosiota vastaan.

Seosaineet ja Niiden Vaikutukset

Ruostumattoman teräksen ominaisuuksia voidaan parantaa lisäämällä erilaisia seosaineita:

• Nikkeli (Ni): Lisää teräksen sitkeyttä, parantaa korroosionkestävyyttä ja antaa erinomaiset muovattavuusominaisuudet. Seos ruostumattomat teräkset, esimerkiksi austenittiset teräkset, sisältävät tyypillisesti 8-10 % nikkeliä.
• Hiili (C): Vaikuttaa teräksen kovuuteen ja lujuuteen. Korkeammat hiilipitoisuudet parantavat kulutuskestävyyttä, mutta saattavat heikentää hitsattavuutta ja korroosionkestävyyttä.
• Molybdeeni (Mo): Parantaa erityisesti teräksen korroosionkestävyyttä klorideissa ja hapettavissa ympäristöissä. Typillisesti 2-3 %, mutta erikoisteräksissä jopa enemmän.
• Mangaani (Mn), Typen (N), Kupari (Cu): Käytetty erityisesti tiettyjen ruostumattoman teräksen laatujen, kuten austeniittisten ja ferriittisten terästen, ominaisuuksien parantamiseen.

Ruostumattoman Teräksen Tyypit

Austeniittiset teräkset (esim. 304, 316):

• Ominaisuudet: Ehkä tunnetuin ruostumaton teräslaji, hyvä korroosionkestävyys ja erinomainen sitkeys. Sisältää tyypillisesti noin 18 % kromia ja 8-10 % nikkeliä.
• Käyttökohteet: Elintarvike- ja kemianteollisuus, sairaalat, keittiövälineet, rakennusmateriaalit.

Ferriittiset teräkset (esim. 430):

• Ominaisuudet: Hyvä korroosionkestävyys, mutta hieman heikompi kuin austenittisilla. Helppo koneistettavuus ja hyvä hitsattavuus.
• Käyttökohteet: Autoteollisuus, kodinkoneet, rakennusmateriaalit.

Martensiittiset teräkset (esim. 410, 420):

• Ominaisuudet: Hyvä lujuus ja kulutuskestävyys, mutta hieman heikompi korroosionkestävyys. Sisältää enemmän hiiltä.
• Käyttökohteet: Terät, veitset, venttiilit.

Duplex-teräkset (esim. 2205):

• Ominaisuudet: Yhdistelmä austeniittisten ja ferriittisten terästen ominaisuuksia, hyvä korroosion- ja halkeamiskestävyys.
• Käyttökohteet: Öljy- ja kaasuteollisuus, meriteollisuus.

Käyttökohteet

Ruostumattoman teräksen laajat käyttöalueet perustuvat sen erinomaisiin ominaisuuksiin:

• Rakennus- ja rakennusteollisuus: Julkisivut, sillat, kaiteet, portaikot ja vesijärjestelmät.
• Elintarvike- ja juomateollisuus: Säiliöt, kattilat, putkistot ja keittiövälineet.
• Kemianteollisuus: Reaktorit, putkistot ja venttiilit, jotka käsittelevät korroosiota aiheuttavia aineita.
• Autoteollisuus: Pakoputkistot, korinvahvikkeet ja muut kestävät komponentit.
• Lääketieteelliset sovellukset: Kirurgiset työkalut, implantit ja sairaalalaitteet.

Yhteenveto

Ruostumaton teräs on monipuolinen ja korroosionkestävä materiaali, jota käytetään laajalti teollisuudessa ja arkipäivän sovelluksissa. Kromin muodostama passiivikerros toimii suojana ruostumista vastaan, ja muiden seosaineiden, kuten nikkelin, hiilen ja molybdeenin, avulla voidaan parantaa teräksen erilaisia ominaisuuksia. Ruostumattoman teräksen eri tyypit, kuten austeniittiset, ferriittiset, martensiittiset ja duplex-teräkset, tarjoavat laajan valikoiman ominaisuuksia, jotka tekevät siitä sopivan moniin erilaisiin käyttökohteisiin.