1-hlavní skupiny

Hlavní skupiny nerezových ocelí

Austenitická nerezová ocel

Austenitické nerezové oceli obsahují méně než 0,10 % uhlíku, 16–22 % chrómu, 8–40 % niklu, 0–5 % molybdenu, případně dusík, titan, niob, měď či křemík. Austenitické se nazývají podle austenitické struktury, kterou dosahují za normální teploty i při teplotách pod bodem mrazu. Austenitickou strukturu zajišťuje dostateční obsah austenitotvorných prvků (nikl, mangan, uhlík a dusík)
Mají nízkou mez kluzu 230–300 MPa, ale vysokou houževnatost až 240 J.cm2 při -196 °C a tažnost 45–65 %, díky které jsou vhodné ke tváření za studena, při kterém lze dosáhnout meze kluzu 510–960 MPa avšak při současném snížení tažnosti na 10 - 25 %.
Jsou nemagnetické, ale zbytkový obsah 3–10 % feritu může způsobovat slabý magnetismus.
Z hlediska korozivzdornosti odolávají celkové korozi. K tomu přispívá chróm, molybden, měď, křemík a nikl . Proti mezikrystalické korozi je stabilizována titanem nebo niobem, proti bodové a štěrbinové korozi molybdenem, křemíkem a dusíkem. Korozní praskání omezíme obsahem fosforu, arzénu, antimonu nebo cínu.
Nerezové austenitické ocelí se vyrábějí v mnoha druzích v následujících třech základních skupinách.
chróm-niklové oceli s 0,01–0,15 % uhlíku, 12–25 % chrómu, 8–38 % niklu, s možnými dalšími legurami - dusík, molybden, měď, křemík a stabilizované titanem a niobem;
chróm-mangan-niklové s 0,02–0,15 % uhlíku, 12–22 % chrómu, 5–12 % manganu, 3–8 % niklu, s možnými dalšími legurami - dusík, molybden a měď, stabilizované titanem a niobem;
chróm-manganové s 0,02–0,08 % uhlíku, 10–18 % chrómu, 14–25 % manganu, 3–8 % niklu, s možnými dalšími legurami - dusík, molybden a měď, stabilizované titanem a niobem.
Nejrozšířenější jsou nerezové oceli s obsahem 0,08 % uhlíku, 18 % chrómu a 10 % niklu. Tyto oceli se nejvíce používají v potravinářském průmyslu (výrobky jsou označené jako stainless steel nebo inox 18/10. Jejich velkou předností je velmi dobrá korozní odolnost proti solným roztokům, živočišným produktům (maso, krev) a jsou velmi dobře čistitelné (např. vodou, párou, mechanickým drhnutím, alkalickými roztoky, organickými rozpouštědla, kyselinou dusičnou)

Příklady označení austenitických ocelí

AISI 304 (W.Nr. 1.4301, ČSN 17240)
AISI 304L (W.Nr. 1.4307, ČSN 17249)
AISI 303 (W.Nr. 1.4305, ČSN 17240)
AISI 321 (W.Nr. 1.4541, ČSN 17248)
AISI 316L (W.Nr. 1.4404, ČSN 17349)
AISI 316Ti (W.Nr. 1.4571, ČSN 17348)
AISI 310S (W.Nr. 1.4845, ČSN 17255)

Martenzitická nerezová ocel

Martenzitická nerezová ocel s obsahem 12- 18 % chrómu a do 1,5 % uhlíku je schopna zakalení z austenitizační teploty. Oceli můžeme po kalení i vyžíhat mezi 600–750 °C pro získání feritické struktury s karbidy. Pokud není požadována houževnatost nebo tažnost (např. u chirurgických nástrojů), lze dosáhnout zušlechťováním (kalením a popouštěním) až 2 000 MPa pevnosti v tahu. Tyto nerezové oceli mohou být vytvrzené a zpevněné legováním mědí, titanem, niobem, hliníkem nebo molybdenem při obsahu uhlíku do 0,1 %. Martenzitické oceli jsou feromagnetické.
Nejvíce používané martenzitické nerezové ocelí jsou s obsahem uhlíku do 0,15 % s obsahem chrómu 11,5 - 13,5 % pro svoje dobré mechanické vlastnosti a poměrně vysokou korozní odolnost. Pro výrobu nožů jsou používány oceli s obsahem uhlíku 0,2 - 0,4 % a chrómu 12 - 14,5 % - mají dostatečnou tažnost a zároveň i tvrdost. Oceli s obsahem uhlíku 0,6 - 1,5 % a 16-18 % chrómu sice dosahují vyšší tvrdosti, ale zároveň mají i nižší korozivzdornost. U ocelí chrómniklových s obsahem niklu nad 2 % je zvýšen obsah chrómu na 16–18 % v závislosti na obsahu uhlíku anebo dalších feritotvorných prvků např. molybdenu.Tímto složením můžeme získat nerezovou ocel s dostatečnou pevností a zároveň dostatečnou tažností. Oceli s nízkým obsahem uhlíku do 0,05 %, 3–6 % niklu a 13–16 % chrómu je možné popouštět a takto získat martenziticko-austenitickou strukturu s až 30 % austenitu a s dobrou svařitelností.
Martenzitické nerezové oceli mohou být tepelně zpracovány, aby byla dosažena jejich vyšší tvrdost.

Příklady označení martenzitických nerezových ocelí

AISI 410 (W.Nr. 1.4006, ČSN 17 021 )
AISI 420 (W.Nr. 1.4021, ČSN 17 022 )
AISI 420 (W.Nr. 1.4028, ČSN 17 023)
AISI 420 (W.Nr. 1.4031, ČSN 17 024)
AISI 420 (W.Nr. 1.4034, ČSN 17 029 )
AISI 431 (W.Nr. 1.4057, ČSN 17 145 )

Feritická nerezová ocel

Feritické oceli se vyznačují strukturou feritu i při teplotách běžného tepelného zpracování od 750 do 900 °C, nedosáhnou přeměny na austenit a proto nejsou schopné zakalení na martenzitickou strukturu. Toto lze získat při obsahu chrómu 17-26 %. Protože rozpustnost uhlíku ve feritu je nižší než v austenitu, uhlík není v přesycené martenzitické formě ale je vylučován ve formě karbidů chrómu, chróm navíc tvoří i nitridy. Feritické nerezové oceli lze rozdělit dle chemického složení takto:
oceli s obsahem chrómu 11,5- 13,5 %, uhlíkem do 0,08 % a jsou legovány feritotvornými prvky např. hliníkem, titanem nebo niobem, mají potlačenou austenitickou oblast a tedy i martenzitickou přeměnu
oceli s obsahem chrómu 16-18 %, uhlíkem do 0,1 % se stabilizací titanem případně niobem a legované molybdenem
oceli s obsahem chrómu 20-30 %, uhlíkem 0,002- 0,2 % mají jednu z nejvyšších odolností proti korozi; pokud jsou legovány 0,5-4 % molybdenu dosahují nízké přechodové teploty až při -40 °C.
Značnou nevýhodou feritických ocelí je riziko jejich zkřehnutí za vysokých teplot (900°C) . . Dochází také ke snížení houževnatosti a tažnosti za teplot 350 - 500 °C (např. při svařování)
Při ohřevu ocelí nad 900 °C lze dosáhnout austenitické struktury a následně při ochlazování částečně martenzitické struktury při obsahu chrómu 13-16 %. Takové oceli se potom nazývají poloferitické.
V potravinářském průmyslu se používají do slabých korozních prostředí na pracovní desky (zpracování nápojů, ovoce, zeleniny a suchých potravin).
Feritické nerezové oceli nelze tepelným zpracováním vytvrdit !

Příklady označení feritických nerezových ocelí

AISI 403 (W.Nr. 1.4000, ČSN 17 020)
AISI 430 (W.Nr. 1.4016, ČSN 17 040)
AISI 430 Ti (W.Nr. 1.4510, ČSN)
AISI 439 (W.Nr. 1.4510, ČSN)
AISI 434 (W.Nr. 1.4113, ČSN)

Austeniticko-feritická nerezová ocel (duplexní ocel)

Austeniticko-feritické nerezové oceli mají ve své struktuře fázi austenitu i feritu kterého se může vyskytovat 30 až 50 %. Podíl feritu je závislý na přítomnosti feritotvorných a austenitotvorných prvků.
Dvoufázová směs umožňuje vytvoření jemnějšího zrna v obou fázích. Vytvořením takové dvoufázové oceli – často také označované jako duplexní ocel – lze dosáhnout vyšší mez kluzu zhruba 400–500 MPa, dobrou svařitelnost, dostatečnou houževnatost (horší než u austenitických a lepší než u feritických ocelí) a zvýšení odolnosti proti korozi pod napětím. Při podílu feritu 40- 50 % získáme dobré mechanické vlastnosti z hlediska pevnosti i houževnatosti.
Při legování molybdenem, mědí případně dusíkem můžeme dosáhnout vyšší korozní odolnosti proti mezikrystalové, bodové i štěrbinové korozi a oceli tak lze použít v prostředí působení kyseliny sírové, fosforečné, mořské vody a chloridů.
Typické složení 80 % duplexních ocelí je 22–23 % chrómu, 4,5–6,5 % niklu a 3–3,5 % molybdenu.
Omezením duplexních ocelí je dlouhodobé použití při zvýšených teplotách mezi 700 - 1000 °C, kdy dochází k vytvrzování a tedy i křehnutí a stárnutím (vytvrzováním, křehnutím) při 475 °C (v teplotách 350- 550 °C)

Příklady označení austeniticko-feritických ocelí (duplexních ocelí)

W.Nr. 1.4162
W.Nr. 1.4362
W.Nr. 1.4462, ČSN 17381
W.Nr. 1.4410
W.Nr. 1.4501
W.Nr. 1.4507

Magnetizmus nerezových ocelí

Nerezové austenitické oceli jsou nemagnetické. Při jejich tváření za studena však mohou vykazovat určitý slabý magnetismus, který je výraznější ve vytvarovaných rozích, na opracovaných plochách nebo v okolí vyvrtaných děr. Na celkovém výrobku z nerezové austenitická oceli se může tedy vyskytovat nerovnoměrný slabý magnetismus. Tato nerovnoměrnost je důkazem, že se jedná o austenitickou nerezovou ocel.
Nerezové feritické, martenzitické i duplexní oceli jsou magnetické.